公路排水系统初期雨水沉淀池设计_谭显英

公路排水系统初期雨水沉淀池设计

谭显英1　张鑫武2　张　欣1

(1上海市政工程设计研究总院, 上海　200092; 2上海市虹口区建设和交通委员会, 上海　200080)

　　摘要　现代交通运输业日益发达, 大量汽车废气、油污和固体废弃物经初期雨水径流携带入水

体, 加剧了公路排水对水环境的污染, 尤其是化学危险品运输中突发的事故泄漏及其路面冲洗液更严重威胁周围水体的安全。结合上海市穿越黄浦江上游水源保护区的A15公路工程, 研究设计了一种公路排水污染物截留设施———初期雨水沉淀池, 实现对初期雨水或路面冲洗废液的调蓄暂存及沉淀处理, 预防并减少公路排水对水源地的污染。

关键词　水源保护区　初期雨水　化学危险品　沉淀池　　随着人们对环境保护的日益重视, 近年来初期雨水截污调蓄已被接受并认可。统无法彻底解决雨污混接问题, , , 上海、北京、武汉等大中城市, 在雨水排水系统末端设置初期雨水调蓄池, 并将截流的初期雨水分批送至污水处理厂, 保护受纳水体。

对于大面积的公路雨水排水及其对水体的污染控制, 目前却鲜有研究。公路雨水大多就近排放, 路面污染物经初期雨水径流携带入水体, 会对水体造成污染。尤其是各类化学危险品运输途中突发性事故引起的泄漏, 经路面漫流和雨水冲刷进入水体, 对水环境危害极大, 对于城镇集中饮用水水源保护区内的道路交通污染, 更应引起足够重视。1　公路雨水排水系统的研究进展1. 1　公路排水的特点

(1) 成分复杂, 污染严重。公路排水主要包含路面雨水及冲洗废液。公路排水水质影响因素众多, 污染物成分复杂, 包括汽车尾气及其烟尘污染物、生活垃圾、裸露地面或植被地带冲出的泥沙、运输途中的油料、物料泄漏等。主要污染成分有COD 、SS 、油类、表面活性剂、重金属及其他无机盐类,COD 、SS 均可能高达数千mg/L , 已超出允许直接排放水体的标准[1]。

(2) 突发性和不确定性, 控制难, 危害大。公路

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, 信息滞

(滴) , 发生的时间和有毒有害物质的种类均具有突发性和不确定性[2]。同时, 公路突发性有毒化学危险品泄漏事故对水体的危害极大, 如2001年6月6日, 一辆装载10余吨甲苯有毒溶剂的大卡车与另一辆货车在广西陆川马盘公路相撞, 致使10余吨甲苯泄漏, 部分甲苯渗入龙化河, 汇入九洲江, 导致九洲江水域的水体受污染, 严重影响沿线两岸人民的生产和生活。1. 2　国内外公路雨水系统污染控制研究的进展1. 2. 1　国外研究进展

美国从20世纪70年代开始重视对城市雨水径流和合流管系溢流(CSOs ) 污染控制的研究, 并已开发出各种技术和措施, 如城市雨水污染的评价与监测, 科学管理城市雨水资源和控制雨水径流污染的技术与非技术体系,CSOs 及雨水处理技术等。

德国从20世纪80～90年代已基本实现对城市雨水的污染控制。最典型的措施是修建大量的雨水调蓄池, 截留处理合流制和分流制管系的污染雨水, 以及采取分散式源头生态措施削减和净化雨水。

德国沿机动车道均设有径流收集系统, 城区街道雨水口均设有截污挂篮, 以拦截雨水径流携带的污染物, 所收集径流直接送至污水处理厂处理; 高速公路所收集径流排入沿途大型调蓄池或进入沿路修建的处理系统处理后排放。处理一般采用沉淀后经氧化沟处理, 再渗入地下的方式

。

1. 2. 2　国内研究进展

我国在城市雨水污染控制研究方面还处于探索阶段, 雨水污染控制技术还较落后, 缺乏系统性, 更缺少法律、法规保障体系。随着初期雨水的危害性逐渐被人们所认知, 在我国一些大中型城市的规划设计中, 已经开始考虑初期雨水的收集处理。如江苏宁常(南京—常州) 公路在宜兴跨越湖水产养殖基地, 为确保水源安全, 尽量减少路面污染物对水产养殖基地的影响, 拟在该区域桥面设置桥面径流收集系统, 并新建一套污水处理装置; 渝湛(重庆—湛江) 高速公路在广东雷州跨越青年运河时, 为保护水源的安全, 亦设桥面径流收集系统, 并设氧化塘, 收集的废液经氧化塘处理后排入水体。但目前国内针对公路雨水排水的污染系统控制方面研究仍然很少。2　边沟排入河道, 对水体造成一定污染。, 应特别注意。收集处理公路排水中的污染物是有待解决问题之一。

公路排水的最终出路是附近河道, 如果在入河道处设置截留设施, 不让初期雨水直接排入, 即可实现对雨水中污染物的控制。借鉴雨水调蓄池的做法, 先将边沟排水导入调蓄池中, 初期雨水先进入池中沉淀, 过量雨水则可通过堰溢流入河中。当设有初期雨水调蓄池的地区一旦突发污染物泄漏事故, 只要切断调蓄池出口与河道的联系, 就能有效控制其对水体的污染。

考虑到公路线路较长, 排水量大, 无法也没必要在全部出口设置过大容积的调蓄池, 只在重要河道及环境敏感处, 设置一定范围内初期雨水容量沉淀池, 并考虑能蓄纳一次事故污染物池容量, 初期雨水或事故污染物经截流处置, 可以避免对水体的直接污染。3　上海市公路排水系统中初期雨水沉淀池方案

上海市A15公路工程中, 大部分路段位于黄浦江水源保护区内, 其中约27km 路段位于黄浦江上游水源保护区。为有效保护水源地, 对骨干河道跨河桥梁设置径流收集系统及初期雨水沉淀池, 通过对池内不同控制闸门的启闭, 实现对初期雨水和路

面冲洗废液的调蓄暂存及沉淀处理, 达到了预防并减少公路初期雨水对水源地污染的目的。3. 1　初期雨水沉淀池的工作原理与工艺设计3. 1. 1　沉淀池池体的设计

初期雨水沉淀池由沉淀池、冲洗集砂槽、储水池、岔道井、出水井、溢流堰及相应控制闸门等组成, 见图1

。

图1　初期雨水沉淀池示意

储水池主要用来储存水对沉淀池底进行冲洗。沉淀池用于正常情况初期雨水污染物沉淀, 上

清液经溢流堰排入水体, 污染物沉于池底, 经冲洗进入冲洗集砂槽, 由清理车抽吸外运处置。如出现事故情况则用来蓄纳事故泄漏物及冲洗废液。关于沉淀池容积的确定, 目前无相应规范规定, 尚有待于进一步摸索研究。在A15公路工程中, 沉淀池容积暂按跨河桥梁桥面汇水面积,3年重现期暴雨量, 停留30min 容量考虑, 根据桥梁的大小, 每池约500～600m 3。

在沉淀池末端设有溢流堰, 初期雨水上清液经溢流堰排入水体, 设计溢流堰时应注意以下几点:

(1) 为防止漂浮物溢出, 溢流堰可设浮渣档板或撇渣器。

(2) 应有足够的水位差以备雨天有额外的事故容量。

(3) 溢流堰负荷应按最大进水量设计。3. 1. 2　初期雨水沉淀池的收集系统

桥面径流收集管敷设于桥梁下, 管道纵坡尽量与桥梁纵坡相同, 并与桥梁设计一并考虑,

管道敷设

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至岸边桥墩后排入地面排水管道或边沟; 高架路面径流经雨落管汇入地面排水管或边沟, 最后排入初期雨水沉淀池, 排水管管径约800mm 。3. 1. 3　初期雨水沉淀池的冲洗系统

如图1所示, 在正常情况时, 闸门A 处于常开状态, 闸门B 和快速启闭闸门均处于常闭状态。下雨时, 截流的初期雨水经管渠收集后汇入初期雨水沉淀池, 经一定时间的沉淀, 上清液溢流排入水体, 污染物沉于池底, 可减少污染物对水体的污染。

当雨停后, 内河水位降至低水位时开启闸门B , 放空沉淀池内水待用; 当需定期对池底冲洗时, 启动快速启闭闸门, 储水池内的水迅速冲入冲洗廊道, 对池底的沉淀物进行冲洗。必要时可辅助以人工清洗。废液流入集砂槽, 经泵送至清理车外运处置。为避免丢失, 采用移动式水泵, 单泵Q =200m 3/h H =6m , N =1kW 。

为应对突发情况, 识牌, , , 控制中心即可对初期雨水沉淀池闸门A 进行遥控关闭操作, 切断与河道的联系, 防止或减少化学危险品对保护水源的污染。3. 2　初期雨水沉淀池的工况及运行分析

初期雨水沉淀池的工况及运行分析见表1。

表1　初期雨水沉淀池几种工况及运行方式

序号

12

3. 3　利用原有河塘改造

依照初期雨水沉淀池的功能要求, 也可利用公

路附近的河塘稍加修整改造而成。例如增设闸门, 控制流向等。4　结语随着环保政策的落实, 对公路排水污染控制的研究已提到议事日程。公路在经过水源保护区的路段设置初期雨水沉淀池, 能有效地减少初期雨水对水源地的污染, 同时, 也可防止和减少泄漏的化学危险品对水源地的污染。初期雨水沉淀池需定期清洗, 有一定维护工作量, 需日常管理与养护。若公路附近有污水处理系统, , , , , 等. 现代城市雨水利用技术体系. 北京水务,

,10(3) :16～182　车伍, 刘燕, 李俊奇, 等. 国内外城市雨水水质及污染控制. 中国

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　　&通讯处:200092上海中山北二路901

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电话:(021) 51298360

E 2mail :[email protected] 收稿日期:2006-09-14修回日期:2006-10-11

辽宁成立应对突发性水污染事件专门机构

辽宁省日前成立应对突发性水污染事件的专门机构, 并编制首部突发性水污染事件应急预案, 旨在避免去年年末的松花江水污染等类似事件发生。预案要求, 责任单位和责任人、监测单位在发现突发性水污染事件时, 必须在1小时内向所在地县级以上人民政府、水行政主管部门水污染事件应急指挥部报告。紧急情况下, 还可以越级上报。预案特别强调, 有城市生活供水任务的水库如发生突发性水污染事件, 应立即通知城市供水单位, 并适时关闭水闸、水阀; 在城市饮用水水源地突发性水污染事件应急预案中, 要明确水源保护等具体措施。按严重性和紧急程度依次递增的顺序, 预案将突发性水污染事件分为一般水污染事件至特别重大水污染事件4个级别。预案还明确, 在应对突发性水污染事件应急工作中, 相关人员如出现拒不执行突发性水污染事件应急预案、在事件应急响应时临阵逃脱等行为, 将受到行政处分。构成犯罪的, 还将由司法机关依法追究刑事责任。

工　况

晴天, 无危险品泄漏

池空待用

运行方式

　晴天, 有危险品泄

危险品储于池内, 待外运处置

漏, 泄漏量

　危险品经管渠系统随雨水流入池中, 经稀释后溢流入水体, 若此间

　有危险品泄漏, 适

管理人员接到泄漏报警, 可关闭出

逢下雨满池

水闸门, 利用溢流液位上的调蓄容量储存危险品, 防止其进一步溢出　有危险品泄漏, 适　同工况3, 若雨量不大, 危险品不逢下雨半池会溢出雨天, 无危险品泄漏

　雨水先流入池中沉淀, 上清液经

堰溢流入水体, 天晴后低水位时打开放空闸门, 腾空池容待用

3

4

5

　　从表1可见, 设置初期雨水沉淀池后, 可大大减小危险品泄漏流入保护水体的可能性, 同时, 亦能对初期雨水有效地调蓄沉淀处理, 减少对保护区水源的污染。

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