水源保护区事故沉淀池设计探讨

李志远

（天津市市政工程设计研究院，天津市 300457）

1 概述

随着城市建设的快速发展，不可避免地会对生态环境产生影响，对于穿越水源保护区的道路排水工程问题更为突出。一方面，路面的初期雨水成分复杂，有较高的污染物负荷，若初期雨水直接排放，会对水体造成严重污染，因此须对初期雨水进行控制[1]；另一方面，危险品运输事故极易造成水源保护区等敏感目标污染，是水源保护区环境风险的主要来源[2]。因此有必要对水源保护区环保措施进行探讨设计。

根据《关于加强公路规划和建设环境影响评价工作的通知》（环发〔2007〕184号）的要求，为防范危险化学品运输带来的环境风险，对跨越饮用水水源二级保护区、准保护区和二类以上水体的桥梁，在确保安全和技术可行的前提下，应在桥梁上设置桥面径流水收集系统，并在桥梁两侧设置沉淀池，对发生污染事故后的桥面径流进行处理，确保饮用水安全。

吉林某桥梁工程跨越松花江（二级水源保护区段），为防止桥面初期雨水及事故时废水进入水体造成环境污染，须采取相应设计措施以避免初期雨水及事故废水污染水体（见图1）。

图1 吉林某跨越松花江桥梁工程

2 设计标准

2.1 沉淀池容积计算

参照《化工建设项目环境保护设计规范》（GB 50483—2009）第6.6条的规定，事故池可按下列公式计算：

其中，应急事故废水最大计算量为：

（1）最大一个容量的设备或贮罐物料量V1。

（2）在装置区或贮罐区一旦发生火灾爆炸时的消防用水量V2，包括扑灭火灾所需用水量和保护邻近设备或贮罐（最少3个）的喷淋水量。

（3）当地的最大降雨量V3。

其中，V1根据中华人民共和国交通运输令2016年第36号文件《交通运输部关于修改〈道路危险货物运输管理规定〉的决定》要求，罐式专用车辆的罐体应当经质量检验部门检验合格，且罐体载货后总质量与专用车辆核定载质量相匹配。运输爆炸品、强腐蚀性危险货物的罐式专用车辆的罐体容积不得超过20 m3，运输剧毒化学品的罐式专用车辆的罐体容积不得超过10 m3，但符合国家有关标准的罐式集装箱除外。运输剧毒化学品、爆炸品、强腐蚀性危险货物的非罐式专用车辆，核定载质量不得超过10 t，但符合国家有关标准的集装箱运输专用车辆除外。本文设计取V1=20 m3。

V2参照《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974—2014），消防水量取 15 L/s，事故设计消防时间取 2 h。故 V2=15×2×3.6=108（m3）。

V3为事故设计消防时间（t=2 h）的降雨量。故V3=Qt=qΨFt=77.516×0.9×3 300/104×2×3 600/103=165（m3）。

装置或罐区围堤内净空容量在本文项目中认为不存在，取为0。

由于本文工程事故废水管道较短，为安全起见，事故废水管道容量取为0。

综上所述，沉淀池容积为293 m3，设计取300 m3，长×宽×深=10 m×10 m×3 m。

2.2 初期雨水调蓄池容积计算

依据《室外排水设计规范（2016年版）》（GB 50014—2006）计算，由于分流制排水系统污染控制时，雨水调蓄池的有效容积按下式计算：

式中：V为调蓄池有效容积，m3；D为调蓄量，mm，按降雨量计，一般为4～8 mm，设计取6 mm；F为汇水面积，hm2，取 0.33 hm2；Ψ 为径流系数，取 0.9；β为安全系数，取 1.1～1.5。

故 V=10×6×0.33×0.9×1.3=23.166（m3），取24 m3。

3 池体设计

比较沉淀池容积远大于初期雨水调蓄池容积，取沉淀池作为保护水源地的主要措施，因此本文工程拟在立交段环岛内的桥梁两侧设置沉淀池，分别收集新建的两个环形匝道事故废水及初期雨水。

正常情况下，沉淀池主要收集桥面雨水，经隔油沉淀后排入水体，可有效减轻初期雨水对水源地的污染，初期雨水通过附近市政污水管道排至下游污水处理厂；当桥面发生危险品车辆泄漏事故时，可随消防废水一同排入沉淀池中储存，后期经有相应危废处理资质的单位进行处理。沉淀池平面图及剖面图如图2、图3所示。

图2 沉淀池平面图（单位：mm）

图3 沉淀池A-A剖面图（单位：mm）

工况运行流程如下：

（1）正常工况下，常开阀门A，常闭阀门B，桥面径流收集日常雨水，雨水经沉淀处理后溢流排至下游雨水管道。雨停后，打开阀门B，将初期雨水排至下游市政污水管道，清空后关闭阀门B。

（2）桥面发生事故时，应急中心应关闭阀门A和阀门B，切断有毒有害物质与水系的联系，并及时抽吸沉淀池内的污染物送往具有相应资质的单位进行处理，要求事故处理时间小于2 h。

4 结 语

跨越水源保护区的工程需考虑初期雨水污染及危险品运输风险对水体造成的影响。本文结合工程实例，采用设置事故沉淀池，同时收集初期雨水及事故应急废水。文中探讨了事故沉淀池池容积计算方法及工况运行情况，以期在水源保护区工程项目中能起到一定的借鉴作用。