李志遠(yuǎn)
(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院,天津市 300457)
隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,不可避免地會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響,對于穿越水源保護(hù)區(qū)的道路排水工程問題更為突出。一方面,路面的初期雨水成分復(fù)雜,有較高的污染物負(fù)荷,若初期雨水直接排放,會對水體造成嚴(yán)重污染,因此須對初期雨水進(jìn)行控制[1];另一方面,危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故極易造成水源保護(hù)區(qū)等敏感目標(biāo)污染,是水源保護(hù)區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的主要來源[2]。因此有必要對水源保護(hù)區(qū)環(huán)保措施進(jìn)行探討設(shè)計(jì)。
根據(jù)《關(guān)于加強(qiáng)公路規(guī)劃和建設(shè)環(huán)境影響評價(jià)工作的通知》(環(huán)發(fā)〔2007〕184號)的要求,為防范危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),對跨越飲用水水源二級保護(hù)區(qū)、準(zhǔn)保護(hù)區(qū)和二類以上水體的橋梁,在確保安全和技術(shù)可行的前提下,應(yīng)在橋梁上設(shè)置橋面徑流水收集系統(tǒng),并在橋梁兩側(cè)設(shè)置沉淀池,對發(fā)生污染事故后的橋面徑流進(jìn)行處理,確保飲用水安全。
吉林某橋梁工程跨越松花江(二級水源保護(hù)區(qū)段),為防止橋面初期雨水及事故時(shí)廢水進(jìn)入水體造成環(huán)境污染,須采取相應(yīng)設(shè)計(jì)措施以避免初期雨水及事故廢水污染水體(見圖1)。
圖1 吉林某跨越松花江橋梁工程
參照《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50483—2009)第6.6條的規(guī)定,事故池可按下列公式計(jì)算:
其中,應(yīng)急事故廢水最大計(jì)算量為:
(1)最大一個(gè)容量的設(shè)備或貯罐物料量V1。
(2)在裝置區(qū)或貯罐區(qū)一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸時(shí)的消防用水量V2,包括撲滅火災(zāi)所需用水量和保護(hù)鄰近設(shè)備或貯罐(最少3個(gè))的噴淋水量。
(3)當(dāng)?shù)氐淖畲蠼涤炅縑3。
其中,V1根據(jù)中華人民共和國交通運(yùn)輸令2016年第36號文件《交通運(yùn)輸部關(guān)于修改〈道路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理規(guī)定〉的決定》要求,罐式專用車輛的罐體應(yīng)當(dāng)經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)合格,且罐體載貨后總質(zhì)量與專用車輛核定載質(zhì)量相匹配。運(yùn)輸爆炸品、強(qiáng)腐蝕性危險(xiǎn)貨物的罐式專用車輛的罐體容積不得超過20 m3,運(yùn)輸劇毒化學(xué)品的罐式專用車輛的罐體容積不得超過10 m3,但符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的罐式集裝箱除外。運(yùn)輸劇毒化學(xué)品、爆炸品、強(qiáng)腐蝕性危險(xiǎn)貨物的非罐式專用車輛,核定載質(zhì)量不得超過10 t,但符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱運(yùn)輸專用車輛除外。本文設(shè)計(jì)取V1=20 m3。
V2參照《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB 50974—2014),消防水量取 15 L/s,事故設(shè)計(jì)消防時(shí)間取 2 h。故 V2=15×2×3.6=108(m3)。
V3為事故設(shè)計(jì)消防時(shí)間(t=2 h)的降雨量。故V3=Qt=qΨFt=77.516×0.9×3 300/104×2×3 600/103=165(m3)。
裝置或罐區(qū)圍堤內(nèi)凈空容量在本文項(xiàng)目中認(rèn)為不存在,取為0。
由于本文工程事故廢水管道較短,為安全起見,事故廢水管道容量取為0。
綜上所述,沉淀池容積為293 m3,設(shè)計(jì)取300 m3,長×寬×深=10 m×10 m×3 m。
依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2016年版)》(GB 50014—2006)計(jì)算,由于分流制排水系統(tǒng)污染控制時(shí),雨水調(diào)蓄池的有效容積按下式計(jì)算:
式中:V為調(diào)蓄池有效容積,m3;D為調(diào)蓄量,mm,按降雨量計(jì),一般為4~8 mm,設(shè)計(jì)取6 mm;F為匯水面積,hm2,取 0.33 hm2;Ψ 為徑流系數(shù),取 0.9;β為安全系數(shù),取 1.1~1.5。
故 V=10×6×0.33×0.9×1.3=23.166(m3),取24 m3。
比較沉淀池容積遠(yuǎn)大于初期雨水調(diào)蓄池容積,取沉淀池作為保護(hù)水源地的主要措施,因此本文工程擬在立交段環(huán)島內(nèi)的橋梁兩側(cè)設(shè)置沉淀池,分別收集新建的兩個(gè)環(huán)形匝道事故廢水及初期雨水。
正常情況下,沉淀池主要收集橋面雨水,經(jīng)隔油沉淀后排入水體,可有效減輕初期雨水對水源地的污染,初期雨水通過附近市政污水管道排至下游污水處理廠;當(dāng)橋面發(fā)生危險(xiǎn)品車輛泄漏事故時(shí),可隨消防廢水一同排入沉淀池中儲存,后期經(jīng)有相應(yīng)危廢處理資質(zhì)的單位進(jìn)行處理。沉淀池平面圖及剖面圖如圖2、圖3所示。
圖2 沉淀池平面圖(單位:mm)
圖3 沉淀池A-A剖面圖(單位:mm)
工況運(yùn)行流程如下:
(1)正常工況下,常開閥門A,常閉閥門B,橋面徑流收集日常雨水,雨水經(jīng)沉淀處理后溢流排至下游雨水管道。雨停后,打開閥門B,將初期雨水排至下游市政污水管道,清空后關(guān)閉閥門B。
(2)橋面發(fā)生事故時(shí),應(yīng)急中心應(yīng)關(guān)閉閥門A和閥門B,切斷有毒有害物質(zhì)與水系的聯(lián)系,并及時(shí)抽吸沉淀池內(nèi)的污染物送往具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行處理,要求事故處理時(shí)間小于2 h。
跨越水源保護(hù)區(qū)的工程需考慮初期雨水污染及危險(xiǎn)品運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)對水體造成的影響。本文結(jié)合工程實(shí)例,采用設(shè)置事故沉淀池,同時(shí)收集初期雨水及事故應(yīng)急廢水。文中探討了事故沉淀池池容積計(jì)算方法及工況運(yùn)行情況,以期在水源保護(hù)區(qū)工程項(xiàng)目中能起到一定的借鑒作用。