水源保護區內道路初期雨水及應急池設計

劉曉瑩

摘要：隨著人們對環境保護問題的日益重視，初期雨水對水體的污染也受到越來越多的關注。當城市道路穿越水源保護區時，其路面初期雨水若直接排放，將對水體造成嚴重污染。同時，在各類化學危險品運輸途中，若發生突發事故，則產生的泄漏經由路面漫流和雨水沖刷進入水體，對水環境危害極大，甚至影響居民飲水安全。本文以合肥某道路初期雨水及事故應急池設計為例，對初期雨水及事故應急池的計算標準、設計工藝及后期管理等進行探討，以供交流及學習。

關鍵詞：水源保護區；初期雨水；事故應急池

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

1前言

近年來，隨著人們對環境保護問題的日益重視，初期雨水對水體的污染也受到越來越多的關注。降雨初期，雨水溶解了空氣中的大量酸性氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等污染性氣體，降落地面后，又由于沖刷瀝青油氈屋面、瀝青混凝土道路、建筑工地等，使得前期雨水中含有大量的有機物、病原體、重金屬、油脂、懸浮固體等污染物質，因此前期雨水的污染程度較高。對于道路路面初期雨水而言，主要包含路面雨水及沖洗廢液。其成分包括汽車尾氣及其煙塵污染物、生活垃圾、裸露地面或植被地帶沖出的泥沙、運輸途中的油料、物料泄漏等。主要污染成分有COD、SS、油類、表面活性劑、重金屬及其他無機鹽類[3]。

當城市道路穿越水源保護區時，其路面初期雨水若直接排放，將對水體造成嚴重污染。同時，在各類化學危險品運輸途中，若發生突發事故，則產生的泄漏經由路面漫流和雨水沖刷進入水體，對水環境危害極大，甚至影響居民飲水安全。

2 設計背景

合肥市某道路項目貫穿大房郢水庫上游地區，基本位于大房郢水庫二級水源保護地或準保護地范圍內。

根據《合肥市城市飲用水水源保護條例》，在飲用水水源二級保護區內，禁止下列行為：新建、改建、擴建排放污染物的建設項目；設置畜禽養殖場；堆放廢棄物，設置有害化學物品的倉庫或者堆棧；施用對人體有害的魚藥和高毒、高殘留農藥；法律、法規規定的其他污染水質的行為。已建成的有排放污染物的建設項目，由市、縣區人民政府責令拆除或者關閉。三級保護區內不得新建、擴建和改建化工、造紙、制藥、制革、印染、電鍍、冶金及其他對水質有嚴重污染的建設項目。建設其他項目，必須嚴格遵循有關法律、法規的規定。

考慮此項目位于二級水源保護區范圍內，為了有效控制道路路面產生的雨水徑流中所含污染物對水庫造成的污染，需將初期雨水產生的徑流進行收集、處理，而后期比較干凈的雨水可直接排放至水庫。

同時，為了防止在水源保護區路段因下雨時發生車禍而造成大量油品、有毒化學品泄漏流入水源保護區，本項目設置突發事故應急池（與初期雨水沉淀池共用），用以截留突發事故時有毒有害物質，以最大程度保護居民飲用水的安全。

3、設計標準

3.1初期雨水調蓄池容積計算

依據《室外排水設計規范》（GB50014-2006）（2014版），第4.14.4A條規定，用于分流制排水系統徑流污染控制時，雨水調蓄池的有效容積，可按下式計算：

V=10DFψβ

其中，V為調蓄池有效容積（m3）；

D為調蓄量（mm），按降雨量計，可取4mm～8mm；根據條文說明，調蓄量D在6mm～8mm左右可控制約60%～80%的污染量，1h雨量達到12.7mm的降雨能沖刷掉90%以上的地表污染物。

β為安全系數，可取1.1～1.5。

3.2事故應急池容積計算

依據GB50483-2009《化工建設項目環境保護設計規范》，事故應急池容積可按下式進行計算：

V事故池=（V1+V2+V雨）max-V3

其中，（V1+V2+V雨）max代表應急事故廢水最大計算量，m3；

①V1代表最大一個容量的設備（裝置）或儲罐的物料儲存量，m3；

依據《道路危險貨物運輸管理規定》（中華人民共和國交通部令2005年第9號），第八條第7點規定：“罐式專用車輛的罐體應當經質量檢驗部門檢驗合格。運輸爆炸、強腐蝕性危險貨物的罐式專用車輛的罐體容積不得超過20立方m，運輸劇毒危險貨物的罐式專用車輛的罐體容積不得超過10立方m，但罐式集裝箱除外”。本項目取V1=20 m3；

②V2代表發生火災爆炸及泄漏的最大消防用水量，m3；

V2=q消×t消

其中，最大消防用水量q消取15L/s，事故設計消防時間t消取2h；（GB50016-2006、GB50160-2008規定為2-6h），則V2=15×2×3600/1000=108 m3；

③V雨代表發生事故時可能進入收集系統的最大降雨量，m3；

V雨= ψFq t消

④V3代表事故廢水收集系統的裝置或罐區圍堰、防火堤內凈空容量與事故廢水導排管道容量之和，m3；

4 雨水處理站

為防止初期雨水和事故時泄漏的有毒有害物體污染現狀水體，本項目市政段道路結合地形地勢、現狀水系及出水口位置，分段設置雨水處理站。雨水處理站在設計時，同時考慮初期雨水和事故應急池調蓄容積，即可用于初期雨水沉淀，又能蓄納一次事故污染物容量，避免對水體的直接污染。

4.1方案介紹

雨水處理站采用封閉型式，由進水井、初期雨水調蓄池、出水井及控制閘門等組成。進水井與初期雨水調蓄池間通過配水孔連接，配水孔上設置自動控制裝置；正常情況下，初期雨水經進水井、配水孔排入初期雨水調蓄池，經過調蓄池調蓄，初雨通過d200泄水管排至污水管道（放空時間不超過12小時）。當調蓄池水位達到設計水位時，自動控制裝置關閉配水孔，后期干凈雨水直接通過出水井排入自然溝塘。當出現突發事故時，管理單位通過遠程遙控將出水閘門和泄水管出水閘門關閉，整個處理站作為事故應急池使用，蓄納事故污染物。同時派出事故處理人員到達現場，抽吸應急池內儲存的污染物并及時運往有相應危廢處理資質的單位進行回收處理，要求事故處理時間必須小于2h。

4.2雨水處理站工藝設計

雨水處理站由進水井、初期雨水調蓄池、出水井及控制閘門等組成。

雨水處理站平面圖

雨水處理站剖面圖1

雨水處理站剖面圖2

正常情況下，出水井和泄水管閘門處于常開狀態。下雨時，截流的初期雨水經配水孔匯入初期雨水調蓄池，并通過泄水管排入污水系統；由于配水孔進水量遠大于泄水管出水量，調蓄池中水位上漲，當達到設計水位時，自動控制裝置關閉配水孔閘門，后期干凈雨水由進水井直接排至出水井，通過出水管排入現狀溝塘。雨停后，自動控制裝置自動打開配水孔閘門。進水井中殘留少量雨水通過配水孔、調蓄池排入污水系統。

當突發事故時，管理單位通過控制中心，對出水井和泄水管閘門進行遠程遙控關閉操作，切斷與水系、污水管的聯系。有毒有害物質可儲存于池中，待事故處理人員進行外運處置。設計時，考慮最不利情況，即雨天調蓄池滿池情況下（配水孔關閉），發生突發事故，則可利用出水井中的溢流孔，溢流至調蓄池中，通過初期雨水調蓄水位上的事故調蓄容積對有毒有害物質進行儲存，防止外溢。

4.3其他設計

由于雨水處理站位于道路紅線外，且無值班管理，為防止亂堆雜物及盜竊等現象，沿雨水處理站外圍設置一圈鋼絲網圍墻，并設置鋼絲網大門，長期上鎖。大門處設置6m寬道路延伸至道路紅線，作為雨水處理站進出站道路，以便清理及檢修車輛進出。

4.4雨水處理站日常管理及維護

（1）為應對突發情況，管理單位應設置控制中心，遠程監控雨水處理站出水閘門和泄水管出水閘門

（2）沿道路設置全線監控和明顯標識牌（標注控制中心聯系電話），以便突發事故時能及時發現以及事故車輛司機能及時聯系控制中心。

（3）設置標識牌，禁止裝載有毒、有害物品的車輛及漏油車輛進入水源保護區路段行駛。

（4）管理單位應加強雨水處理站的后期管養，定期清洗、管理和養護，定期清除進出水井、調蓄池及集水坑中的沉淀物，并加強事故時的應急工作。

5 結語

隨著政府對環境保護的日益重視，市政道路初期雨水污染問題也將日益突出。通過設置初期雨水調蓄池和事故應急池，既能有效減少初期雨水對水質的破壞，又能防止有毒有害物品對水源地的污染，同時，經過調蓄后的初期雨水也不會大量增加下游污水系統的負荷。但此系統需要定期清理及養護，后期管養尤為重要。

參考文獻

[1] GB50014-2006（2014版），室外排水設計規范

[2] GB50483-2009，化工建設項目環境保護設計規范

[3] 譚顯英、張鑫武、張欣.公路排水系統初期雨水沉淀池設計.給水排水Vol.33 No.1 2007:34~36

[4] 錢經緯.高速公路穿越水源保護區雨水處理站設計.中國給水排水Vol.28 No.18 2012:48~50