某市石化產(chǎn)業(yè)基地雨水排水系統(tǒng)專項規(guī)劃研究

張 迪

（上海友為工程有限公司，上海市 200082）

0 引言

某市石化產(chǎn)業(yè)基地是國家七大石化產(chǎn)業(yè)基地之一。基地內(nèi)已建的排水設(shè)施由于日常養(yǎng)護不到位，部分管道、檢查井出現(xiàn)了堵塞、損壞現(xiàn)象；與此同時，石化產(chǎn)業(yè)基地現(xiàn)狀排水系統(tǒng)的設(shè)計重現(xiàn)期缺乏統(tǒng)一的標準，已無法滿足最新《室外排水設(shè)計規(guī)范》[1]中對大型城市排水防澇設(shè)施建設(shè)標準的要求。近年來受到全球氣候變化的影響，極端暴雨氣候頻發(fā)，石化產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)出現(xiàn)了嚴重的暴雨積水現(xiàn)象。2013 年陸續(xù)發(fā)布了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》、《國務(wù)院關(guān)于加強城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》，提出要解決城市積水內(nèi)澇問題。

因此，為落實國家政策，保護人民生命財產(chǎn)安全，啟動了某市石化產(chǎn)業(yè)基地雨水專項規(guī)劃的編制工作，對基地內(nèi)雨水排水系統(tǒng)的建設(shè)和提標改造進行統(tǒng)一的部署，進而指導(dǎo)后續(xù)項目的設(shè)計施工。

1 區(qū)域概況

石化產(chǎn)業(yè)基地位于某市南部，南至善后河及南復(fù)堆河北岸，東部緊臨海濱大道，向西發(fā)展至62.61 km2。基地內(nèi)土地除已開發(fā)建設(shè)項目用地外，主要由鹽田、魚塘、農(nóng)用地等組成。石化產(chǎn)業(yè)基地總體布局按功能劃分，主要分為四個區(qū)域，分別為管理服務(wù)區(qū)、產(chǎn)業(yè)區(qū)、公用工程區(qū)、物流倉儲區(qū)。

石化產(chǎn)業(yè)基地排水體制采用雨污分流制，區(qū)域內(nèi)規(guī)劃河網(wǎng)密度僅為0.74 km/km2。基地內(nèi)已建成的市政道路設(shè)計暴雨重現(xiàn)期基本為1～2 a 一遇的標準，近兩年來新設(shè)計施工的項目多采用3 a 一遇；已建或在建企業(yè)基本均采用2 a 一遇的暴雨重現(xiàn)期標準。市政雨水系統(tǒng)僅負責道路排水，采用自排模式；地塊內(nèi)大型煉化企業(yè)多采用強排模式。

2 現(xiàn)狀系統(tǒng)存在的問題

市政雨水管網(wǎng)覆蓋率較低，經(jīng)測算管網(wǎng)覆蓋率僅53.5%。已建排水管道的設(shè)計暴雨重現(xiàn)期標準偏低，與國家和規(guī)范的最新要求有差距。由于石化園區(qū)仍處在快速的建設(shè)階段，大型渣土運輸車往來頻繁，地面泥漿大多由雨水口進入雨水管渠，導(dǎo)致管道、檢查井損壞、堵塞嚴重。由于規(guī)劃湖泊取消，雨水流向調(diào)整，少量已建成的市政雨水管道倒坡。石化園區(qū)內(nèi)市政道路建設(shè)時，大幅抬高了設(shè)計地面標高，但道路施工僅實施了機動車道部分，而雨水管道大多布置在尚未實施的非機動車道或人行道下，導(dǎo)致雨水檢查井井筒長年裸露，已出現(xiàn)混凝土腐蝕脫落露出鋼筋的現(xiàn)象。檢查井內(nèi)缺少防墜落裝置，不符合排水設(shè)計規(guī)范新要求。

3 重現(xiàn)期標準

石化產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)現(xiàn)狀地勢較低，平均地面高程2.70 m。基于大型石化企業(yè)建設(shè)的需要，基地內(nèi)填小河，開大河，雖然水面率高達10.7%，但河網(wǎng)密度僅0.76 km/km2，雨水排水距離較長。而且根據(jù)石化園區(qū)的相關(guān)建設(shè)規(guī)定，為避免火災(zāi)發(fā)生和蔓延，企業(yè)內(nèi)綠化率很低，多數(shù)在12%以下，地面硬化程度很高，經(jīng)測算，企業(yè)地面綜合徑流系數(shù)多數(shù)在0.7 以上。故按總體發(fā)展規(guī)劃實施后，基地的徑流量將比目前鹽田、魚塘大幅增加，內(nèi)澇風(fēng)險加劇。

綜合考慮石化基地的高標準定位，以及現(xiàn)狀排水設(shè)施改造難度較大，確定企業(yè)地塊雨水系統(tǒng)的設(shè)計重現(xiàn)期標準不低于3 a 一遇；市政雨水系統(tǒng)重現(xiàn)期標準5 a 一遇，對已建市政管網(wǎng)按照3 a 一遇標準進行校核。

4 規(guī)劃思路

4.1 排水分區(qū)

根據(jù)區(qū)域內(nèi)交通路網(wǎng)及規(guī)劃河網(wǎng)水系，將整個石化產(chǎn)業(yè)基地劃分為9 個排水分區(qū)，如圖1 所示。

圖1 排水分區(qū)圖

4.2 排水模式

目前，城市化地區(qū)采用較多的排水模式有兩類，即城市小區(qū)強排水模式和緩沖式排水模式。其中，緩沖式排水模式又包括城市圩區(qū)排水模式和自流排水模式兩種。

石化產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)現(xiàn)狀地勢較低，平均地面高程2.70 m。道路和地塊開發(fā)時設(shè)計地面標高大多抬高了1 m 以上。為防止發(fā)生重大事故時，污染物隨地表徑流及河道水系蔓延，石化基地作為獨立的圩區(qū)控制，20 a 一遇排澇設(shè)計水位為2.41 m。在此規(guī)劃中，根據(jù)每個片區(qū)的不同情況，采用圩區(qū)自排為主、強排為輔的排水模式。

A、B、E、F、G、H 片區(qū)位于駁鹽河以東的圩區(qū)內(nèi)。區(qū)域內(nèi)已建設(shè)的道路及企業(yè)的地面高程均比防洪除澇高水位高出1 m 以上，并且可以通過泵閘控制圩區(qū)內(nèi)的河道水位，因此具備重力自流入河的條件。

A、B、C、D、E、F、G、H 片區(qū)內(nèi)市政雨水系統(tǒng)僅收集道路紅線范圍內(nèi)的雨水，就近自流排入圩區(qū)內(nèi)河道。C、D 分區(qū)規(guī)劃為煉化區(qū)，企業(yè)數(shù)量少，占地面積大，而環(huán)保要求原則上只有一個雨水排口，無法就近、多點、分散地排放雨水，故企業(yè)地塊內(nèi)雨水需采用強排模式。I 片區(qū)由圩外水體善后河、燒香支河、西港河延伸段圍合而成，不能作為片區(qū)內(nèi)雨水的受納水體，最近的排水出路為西港河外圍節(jié)制閘內(nèi)，導(dǎo)致該片區(qū)匯水面積大，雨水流行距離遠，管渠口徑大，故需采用強排模式。綜上所述，C、D 片區(qū)內(nèi)地塊雨水、I 片區(qū)內(nèi)市政和地塊雨水采用強排模式，其余均采用緩沖式自流排水模式。

5 規(guī)劃方案

5.1 市政雨水系統(tǒng)規(guī)劃

根據(jù)除澇設(shè)計水位，自排區(qū)域的地面高程控制應(yīng)遵循由水力坡降線形成的規(guī)劃最大暴雨時的水位等高線，從離河道最遠處（若四面臨河，最遠處應(yīng)為地塊中部）依次向河道遞減，也即從河邊向地塊中央逐步抬高地面高程。規(guī)劃地塊內(nèi)道路標高及規(guī)劃建筑室外地坪標高應(yīng)比市政道路標高高出0.20 m以上。

A、B、C、D、E、F、G、H 片區(qū)內(nèi)主要市政道路的雨水自流排放。石化產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)考慮僅將E 片區(qū)地塊雨水納入市政雨水系統(tǒng)，其余片區(qū)內(nèi)主要道路均不考慮地塊雨水匯入。規(guī)劃在石化基地內(nèi)市政道路及E 片區(qū)地塊道路上敷設(shè)DN600～DN1200 雨水管和1 600×1 200～3 800×1 600 雨水方溝。雨水多點、就近自流排入圩區(qū)內(nèi)水體。

I 片區(qū)因由圩外水體圍合而成，為防止重大事故時污染物擴散，圩外河道不能作為片區(qū)內(nèi)的雨水受納水體，最近的排水出路為西港河外圍節(jié)制閘東側(cè)。利用SWMM（Storm Water Management Model）軟件，對I 片區(qū)進行數(shù)學(xué)模型模擬，模擬結(jié)果顯示I 片區(qū)在P=5 a 一遇標準下，設(shè)計雨水量為49.3 m3/s。因此，規(guī)劃在I 片區(qū)敷設(shè)1 600×1 200～4 800×2 600 雨水方溝，并在雨水總管末端選擇合適位置新建雨水泵站，泵站設(shè)計規(guī)模為49.3 m3/s，采用頂管工藝穿越燒香支河，排入西港河外圍節(jié)制閘東側(cè)。

5.2 企業(yè)雨水系統(tǒng)規(guī)劃

企業(yè)地塊雨水經(jīng)廠區(qū)內(nèi)部雨水收集系統(tǒng)收集至企業(yè)級雨水監(jiān)控池。雨水監(jiān)控池設(shè)置在線水質(zhì)監(jiān)測儀表。對于監(jiān)測合格的清凈雨水可排入市政雨水管網(wǎng)或就近排放基地內(nèi)管控水體。如雨水經(jīng)監(jiān)測不合格，應(yīng)將企業(yè)區(qū)域的污染雨水切換到企業(yè)事故水儲存池。企業(yè)直排河道的排口應(yīng)設(shè)置在基地獨立管控的封閉水體內(nèi)，并避開公共應(yīng)急事故水池。排口位置以就近、安全排放為原則，具體位置不做硬性規(guī)定。該項研究中對基地地塊內(nèi)已建、在建、已設(shè)計未實施、未設(shè)計未實施的企業(yè)按重現(xiàn)期為3 a 一遇的標準進行校核。經(jīng)計算復(fù)核，不滿足規(guī)劃要求的企業(yè)可采用擴大雨水管道管徑、擴大原有排河口口徑、新增雨水排放口數(shù)量及改變雨水排放口位置等措施，對雨水系統(tǒng)進行提標改造建設(shè)。

5.3 海綿城市設(shè)計

建設(shè)海綿城市，即構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，主要是指通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術(shù)途徑，實現(xiàn)城市良性水文循環(huán)，提高對徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復(fù)城市的“海綿”功能[2]。該項規(guī)劃研究采用以下幾種途徑實現(xiàn)對雨水的綜合利用。

5.3.1 源頭徑流控制

企業(yè)可以通過雨水原位下滲、滯留、調(diào)蓄、凈化、回用等措施減少場地外排雨水的峰值流量和徑流總量，提高雨水資源化利用率；道路可以通過優(yōu)化道路斷面設(shè)計，使路面雨水匯入周邊綠地。城鎮(zhèn)道路紅線及綠線范圍內(nèi)的綠地可采用下凹式綠地、透水路面、雨水花園、植草溝、生物滯留設(shè)施等海綿城市技術(shù)措施。

5.3.2 初期雨水治理

為改善初期雨水對河道水環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響，必須采取工程性和管理性措施，使初期雨水對河道水環(huán)境污染減少到最小程度。具體措施有：（1）同步實施雨污水管道的建設(shè)，杜絕雨污混接；（2）設(shè)置雨水口截污掛籃；（3）加強管道的清通和養(yǎng)護；（4）提高植被覆蓋率；（5）截留初期雨水，納入污水系統(tǒng)；（6）河道整治注重與生態(tài)相結(jié)合。

6 結(jié)語

該項研究分析和總結(jié)了某市石化產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)現(xiàn)狀雨水排水系統(tǒng)內(nèi)存在的問題，依據(jù)基地內(nèi)交通路網(wǎng)和規(guī)劃河道水系，合理劃分排水區(qū)域，確定排水模式。在結(jié)合基地內(nèi)市政道路、企業(yè)建設(shè)情況的基礎(chǔ)上，以“海綿城市”為指導(dǎo)理念，對某市石化產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)的雨水排水系統(tǒng)規(guī)劃方案進行了探討，提出采用灰色措施和綠色措施結(jié)合的提標策略，優(yōu)化系統(tǒng)布局，合理規(guī)劃排水方案，提高該基地內(nèi)雨水排放能力。