賀勝義

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

截至2015年底，山西省高速公路通車?yán)锍桃殉^5000 km，占路網(wǎng)規(guī)劃“三縱十二橫十二環(huán)”的68.9%。據(jù)2009年和2014年調(diào)整規(guī)劃環(huán)評(píng)報(bào)告統(tǒng)計(jì)，新規(guī)劃高速公路中有50%以上穿越水環(huán)境敏感區(qū)，在運(yùn)營過程中由路面徑流沖刷污染物進(jìn)入受納水體而產(chǎn)生的面源污染對(duì)周邊水環(huán)境的影響已引起廣泛關(guān)注，尤其是?；返缆愤\(yùn)輸事故，不僅會(huì)對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響，甚至?xí)＜叭巳航】岛蜕踩鐣?huì)影響巨大。

據(jù)國家環(huán)保部統(tǒng)計(jì)，由?；返缆愤\(yùn)輸事故導(dǎo)致的環(huán)境污染事件數(shù)量已占環(huán)境污染事件總數(shù)的25%左右，80%以上的?；飞婕暗疆惖剡\(yùn)輸問題。因此，開展路面橋面徑流污染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防研究，對(duì)于保障區(qū)域水環(huán)境安全，實(shí)現(xiàn)綠色交通可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

1 現(xiàn)狀分析

目前，山西省高速公路涉及水環(huán)境敏感路段共計(jì)約90處，其中，涉及重要水庫的路段有24處，涉及集中式地表水水源地的路段有39處，涉及泉域保護(hù)區(qū)和裸露巖溶區(qū)的路段有27處。

1.1 水源地

山西省劃定城鎮(zhèn)集中式飲用水水源地共計(jì)207個(gè)，面積共計(jì)7491 km2，其中地表水源地13個(gè)，地下水源地194個(gè)。高速公路涉及重要水庫的路段有24處，涉及集中式地表水水源地的路段有39處。

1.2 泉域

山西省政府在全省范圍內(nèi)劃分了晉祠、蘭村、娘子關(guān)、辛安、神頭等19處泉域，總面積約6.56萬km2，遍布11個(gè)地市，泉域巖溶水天然資源量為35.971億m3/a，占地下水總資源量的40.24%，是全省重要的供水水源[1]。根據(jù)高速公路網(wǎng)規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告，2009年山西省高速公路網(wǎng)調(diào)整規(guī)劃新增的29條（段）高速公路中有18條（段）穿越泉域，有9條（段）穿越泉域重點(diǎn)保護(hù)區(qū)。2013年山西省高速公路網(wǎng)再次調(diào)整規(guī)劃新增的10條（段）高速公路中有9條（段）穿越泉域，有2條（段）穿越泉域重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，因此，山西省高速公路建設(shè)涉及泉域是一種普遍現(xiàn)象。

2 徑流污染特征分析

高速公路橋面、路面徑流污染是主要污染來源，運(yùn)輸車輛行駛途中的跑冒滴漏污染物隨降雨沖刷、運(yùn)移匯入周邊河流、湖泊、濕地等水體，影響受納水體水質(zhì)，造成地表水體污染。如有機(jī)物、顆粒物、油類、營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬等。通過研究分析高速公路徑流污染特征等，探討路、橋面徑流的影響因素，對(duì)于提出合理的徑流收集與處置技術(shù)，降低徑流對(duì)周邊水環(huán)境的影響具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.1 研究區(qū)域及方法

降雨是路、橋面徑流產(chǎn)生的主要原因，也是徑流污染物出流的載體，不同降雨特征徑流污染物出流過程不同。本文選取龍城高速公路位于源渦水源地準(zhǔn)保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的K9+800—K12+800由北向南路段為實(shí)驗(yàn)采樣地點(diǎn)。其中，路面徑流采樣點(diǎn)設(shè)置在K10+631路基邊坡急流槽處，所取樣品為急流槽出流水樣，橋面徑流采樣點(diǎn)設(shè)置在K10+631瀟河大橋處，所取樣品為橋面徑流收集管出流水樣。研究主要對(duì)集中在2015年6—9月間的降雨事件進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，徑流樣品測(cè)定指標(biāo)為 pH、SS、CODCr、NH3-N、TN、TP、石油類、Cu、Zn、Pb[2]。

利用美國敘古拉大學(xué)內(nèi)梅羅教授提出的內(nèi)梅羅指數(shù)評(píng)價(jià)，路、橋面徑流污染單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)按照公式（1）進(jìn)行計(jì)算：

式中：Si為i因子的單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)；ai為i因子的實(shí)測(cè)結(jié)果；bi為i因子的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

以各污染物單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算為基礎(chǔ)，利用內(nèi)梅羅綜合評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，采用公式（2）進(jìn)行：

式中：P為內(nèi)梅羅綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；SMAX為單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)中的最大值；SAVE單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)的平均值[3]。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

研究選擇2015年6—9月間的4場(chǎng)降雨事件進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，降雨事件包含了大、中與小3種降雨類型，具有良好的代表性，平均濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1、表2。

表1 路面徑流污染物的平均濃度 mg/L

表2 橋面徑流污染物的平均濃度 mg/L

2.3 綜合評(píng)價(jià)

分別以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅲ類、Ⅴ類為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為表3～表8，對(duì)照表9可知徑流污染程度。

表3 以Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)價(jià)路面徑流污染

表4 以Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)價(jià)路面徑流污染

表5 以污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)價(jià)路面徑流污染

表6 以Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)價(jià)橋面徑流污染

表7 以Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)價(jià)橋面徑流污染

表8 以污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)價(jià)橋面徑流污染

表9 內(nèi)梅羅指數(shù)綜合評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]

2.4 徑流規(guī)律

選取兩場(chǎng)降雨研究，2015-06-15強(qiáng)降雨事件中SS、CODCr、NH3-N、TN、TP、石油類、Cu、Zn 和 Pb 等徑流污染物的濃度最大值均出現(xiàn)在橋面徑流的開始階段。由此可見，橋面徑流初期的污染較嚴(yán)重，徑流產(chǎn)生后15 min內(nèi)急劇下降，并逐漸趨于穩(wěn)定。

2015-07-14 小降雨事件中 SS、CODCr、NH3-N、TN、TP、石油類、Cu、Zn和Pb等徑流污染物的濃度在前120 min內(nèi)一直保持平穩(wěn)的微小波動(dòng)，沒有降低的趨勢(shì)，不存在初期效應(yīng)現(xiàn)象。這種出流規(guī)律在降雨量小、平均降雨強(qiáng)度弱的降雨事件中常常出現(xiàn)。

兩種徑流的污染物出流變化過程不同，主要因?yàn)閮蓤?chǎng)降雨的強(qiáng)度差別，前者降雨強(qiáng)度大，前期沖刷充分，后者降雨強(qiáng)度較小，污染物沖刷出流作用不顯著，見圖 1、圖 2。

圖1 2015-06-15橋面徑流污染物出流變化規(guī)律

圖2 2015-07-14橋面徑流污染物出流變化規(guī)律

3 風(fēng)險(xiǎn)防范措施

高速公路運(yùn)營階段徑流污染風(fēng)險(xiǎn)主要來源于兩個(gè)方面：一方面是沉降在路面上的機(jī)動(dòng)車尾氣排放物、汽車泄漏的油類以及散落在路面上的其他有害物質(zhì)隨降水徑流進(jìn)入水體；另一方面為危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，若發(fā)生危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸事故，存在污染河流水質(zhì)、地下水、居民生活環(huán)境等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患。

因此，涉及水源保護(hù)區(qū)應(yīng)事先進(jìn)行水資源論證，調(diào)查和分析路線與水源地的關(guān)系，確實(shí)對(duì)保護(hù)區(qū)有影響的，應(yīng)進(jìn)行避繞，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營全過程進(jìn)行水環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)防范，提出有效的管理、技術(shù)措施。

3.1 管理措施

a）編制徑流污染應(yīng)急預(yù)案，建立預(yù)防、預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，滿足徑流污染環(huán)境事件應(yīng)急管理及處置需求。

b）就近儲(chǔ)備應(yīng)急物資、藥劑及設(shè)備。如：油類化學(xué)物質(zhì)的吸附劑、中和制劑、滅火器、應(yīng)急車輛、沖洗設(shè)備、電力照明設(shè)備等。

c）水源地發(fā)生徑流污染事故時(shí)，加強(qiáng)地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)，保證飲水安全。

3.2 技術(shù)措施

a）徑流收集區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)志牌，利用限速、減速、注意安全等路標(biāo)，提醒?；返冗\(yùn)輸車輛減速慢行。

b）水環(huán)境敏感路段邊溝防滲、排水末端設(shè)沉淀池，收集路面徑流水。

c）跨越水環(huán)境敏感路段橋梁設(shè)置橋面徑流水收集系統(tǒng)，橋頭設(shè)防滲沉淀池。

d）設(shè)置完善的路基排水系統(tǒng)，使路面徑流流入收集池或在路基邊溝自然蒸發(fā)。

4 結(jié)語

高速公路運(yùn)營不可避免地會(huì)穿越各類水環(huán)境敏感區(qū)，在其運(yùn)營過程中對(duì)周邊水環(huán)境的影響已引起廣泛關(guān)注，尤其是路面橋面長(zhǎng)期累積的徑流污染，不僅會(huì)對(duì)周邊水環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響，甚至?xí)L(zhǎng)期危及人群健康和生命安全，加強(qiáng)落實(shí)徑流污染風(fēng)險(xiǎn)防范措施勢(shì)在必行。

本文選取有代表意義的徑流研究區(qū)域進(jìn)行污染風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)，提出了合理的風(fēng)險(xiǎn)防范措施，可為高速公路水環(huán)境敏感路段路面、橋面徑流收集與處置提供技術(shù)支撐，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綠色交通可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。