水源保護(hù)區(qū)公路排水設(shè)計(jì)

1、水源保護(hù)區(qū)公路排水設(shè)計(jì)摘要S325為一級(jí)公路，在黃巖區(qū)段跨越水源保護(hù)區(qū)，為貫徹可持續(xù)發(fā)展，建立 良好生態(tài)環(huán)境的設(shè)計(jì)理念，需對(duì)該段公路排水系統(tǒng)做特殊設(shè)計(jì)，采用多途徑凈化 路面徑流，包括雨污水收集系統(tǒng)及生態(tài)處理系統(tǒng)，以保證公路建設(shè)、建成通車及 運(yùn)營期間，保護(hù)區(qū)內(nèi)的水質(zhì)不變。關(guān)鍵詞水源保護(hù)區(qū)；公路；排水；收集系統(tǒng)；生態(tài)處理系統(tǒng)一、引言隨著我國公路網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，部分公路也不可避免的需跨越水源 保護(hù)區(qū)，應(yīng)對(duì)穿越水源保護(hù)區(qū)的公路排水進(jìn)行特殊處理，凈化路面徑流，也為突 發(fā)事件中危險(xiǎn)品泄漏等提供足夠的救援時(shí)間。據(jù)研究報(bào)告稱，公路路面徑流中CODcr、BOD5、SS及石油類物質(zhì)濃度均高于 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的限

2、值1。S325黃巖區(qū)段位于東南部山區(qū)，自然景觀獨(dú)特、幽美，水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)純凈, 湖面寬廣，四周山體連綿起伏，風(fēng)景秀麗，為此應(yīng)盡量減少對(duì)周邊景觀的破壞， 并促進(jìn)工程建設(shè)與自然景觀的和諧統(tǒng)一。S325黃巖區(qū)段路線全長約11.3km,其中穿越水源保護(hù)區(qū)段長5.8km。經(jīng)研究，S325黃巖區(qū)段在運(yùn)用雨污水收集系統(tǒng)的同時(shí)，也采用生態(tài)處理系統(tǒng) 來凈化路面徑流：1）雨污水收集系統(tǒng)，即建立路基邊坡水、路面水分離的排水 系統(tǒng)，用常規(guī)路基排水設(shè)施收集路基邊坡水，用排導(dǎo)溝、應(yīng)急池等設(shè)施收集路面 水。2）生態(tài)處理系統(tǒng)，即設(shè)置初沉池、人工濕地、滯留池等凈化路面徑流。二、排水設(shè)計(jì)原則根據(jù)公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG/TD33

3、-2012）表9.1.2, 確定S325黃巖區(qū)段路基排水設(shè)計(jì)采用15年重現(xiàn)期內(nèi)任意15分鐘的最大降雨強(qiáng) 度進(jìn)行流量計(jì)算；路面排水設(shè)計(jì)按5年重現(xiàn)期內(nèi)任意連續(xù)15分鐘的最大徑流速 度進(jìn)行計(jì)算。在充分調(diào)查沿線水系、排灌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合路線進(jìn)行路基、路面排水總 體設(shè)計(jì)，使之形成統(tǒng)一的、完整的排水系統(tǒng)。三、雨污水收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1總體設(shè)計(jì)思路在國內(nèi)，有不少穿越水源保護(hù)區(qū) 的公路項(xiàng)目采用雨污水收集系統(tǒng)，該技術(shù)較成熟、常用。例如，83省道改建工程 在水庫庫區(qū)上游路段應(yīng)用了雨水收集系統(tǒng)。根據(jù)水文與水力計(jì)算，結(jié)合地形地勢(shì)確定各排水設(shè)施的尺寸。設(shè)計(jì)徑流量的計(jì)算思路如下：i設(shè)計(jì)重現(xiàn)期：一級(jí)公路路面和路肩表面排 水

4、設(shè)計(jì)降雨的重現(xiàn)期P為5年。ii.暴雨強(qiáng)度計(jì)算：雨水量計(jì)算采用黃巖區(qū)暴雨強(qiáng)度公式 i=9.153+5.777lgP/（t+11.208）0.571 （i設(shè)計(jì)重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)內(nèi)的平均降雨強(qiáng)度（mm/min） , P設(shè)計(jì)降雨的重現(xiàn)期（年），t降雨歷時(shí)（min） , t = tl+mt2, tl一路面匯流歷時(shí)（min） , t2溝管內(nèi)匯流歷時(shí)（min） , m管道延緩系數(shù)） iii.設(shè)計(jì)徑流量計(jì)算Q=16.67ipFi （Q設(shè)計(jì)徑流量（m3/s）,。一徑流系數(shù)，F(xiàn) 匯水面積（km2） 3.2雨污水收集系統(tǒng)一路基排水設(shè)計(jì)1） 一般填方路段排水溝， 內(nèi)徑0.4mx0.45m,用C20混凝土澆筑。2）一般挖

5、方路段采用蓋板邊溝，內(nèi)徑0.4mx0.45m,蓋板為15cm厚C30混凝 ,下部用C20混凝土澆筑。3）截水溝：平臺(tái)截水溝，寬0.3m,高0.3m,采用C20混凝土澆筑。挖方坡頂截水溝，底寬為0.5m,高0.5m,采用M7.5漿砌片石砌筑。3.3雨污水收集系統(tǒng)一路面排水設(shè)計(jì)S325黃巖區(qū)段途經(jīng)水源保護(hù)區(qū)，為避免 路面雨污水流入水源保護(hù)區(qū)污染水源，故沿水源保護(hù)區(qū)路段，設(shè)置排導(dǎo)溝、應(yīng)急 池匯集路面水。1）一般填方路段，在土路肩外側(cè)，設(shè)置帶蓋板的排導(dǎo)溝。排導(dǎo)溝內(nèi)徑 O.3mxO.55m,蓋板為15cm厚C30混凝土，下部用C20混凝土澆筑。2）一般挖方路段，在土路肩外側(cè)、蓋板邊溝內(nèi)側(cè)設(shè)置蓋板排導(dǎo)溝。

6、3）不設(shè)超高的擋墻路段，在擋墻護(hù)欄內(nèi)側(cè)設(shè)置蓋板排導(dǎo)溝。4）超高路段，超高側(cè)路面水流入設(shè)置在超高側(cè)路緣帶內(nèi)的縱向流水槽，匯 入集水井，集水井設(shè)置間距為30m60m,然后通過橫向排水管流入應(yīng)急池或生 物處理池中。排導(dǎo)溝匯集路面水，再集中排入應(yīng)急池或生物處理池中。排導(dǎo)溝與應(yīng)急池、 生物處理池采用HDPE300PVC管連接?？缢幢Ｗo(hù)區(qū)的橋梁，橋面排水采用集中排水，在橋梁泄水孔下設(shè)置PVC管 對(duì)橋面水進(jìn)行集中收集，再引排至橋頭附近或橋下的應(yīng)急池內(nèi)。應(yīng)急池容量依據(jù)其縱向間距經(jīng)水力、水文計(jì)算后確定，并以一個(gè)月內(nèi)路面匯 入池中的雨水能經(jīng)及時(shí)完成蒸發(fā)為設(shè)計(jì)依據(jù)。經(jīng)計(jì)算得，應(yīng)急池井寸為5x5x4m, 路基段應(yīng)急

7、池約每100m設(shè)置一處。應(yīng)急池的進(jìn)水口應(yīng)低于相應(yīng)排導(dǎo)溝的溝底高程，出水口不應(yīng)低于水源保護(hù)區(qū) 的設(shè)計(jì)水位。應(yīng)急池邊緣距路基邊溝外緣的距離應(yīng)以保證路基的穩(wěn)定、安全為原則，并對(duì) 沿線建筑物及管線作詳細(xì)調(diào)查后，確定應(yīng)急池的具體坐標(biāo)。應(yīng)急池四周應(yīng)用圍欄進(jìn)行圍護(hù)，以防人或動(dòng)物墮入。四、生物處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1總體設(shè)計(jì)思路S325黃巖區(qū)段利用路側(cè)斷頭溝、塘 對(duì)路面徑流作生態(tài)處理。生物處理系統(tǒng)主要由初沉池、人工濕地、滯留池三部分 組成。眾所周知，原始森林有地球之肺的美譽(yù)，而濕地則是地球之腎。和人的腎一樣，濕地有很好的凈化功能。人工濕地的生物凈化作用，對(duì)路面徑流有著很強(qiáng)的去除污效果。據(jù)研究報(bào)告3顯示：CODcr去

8、除率范圍30%53.5%, BOD5去除率范圍 32.5%66%,為后續(xù)的生物處理系統(tǒng)提供了可靠水質(zhì)。4.2初沉池初沉池是非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的凈化步驟，用初沉池進(jìn)行雨污水預(yù)處理。初沉池能去除雨污水中的可沉物、漂浮物。經(jīng)初沉池初處理后，大致可以除 去可沉物、漂浮物和油脂的50%、BOD5的20%。4.3復(fù)合型垂直流人工濕地S325黃巖區(qū)段設(shè)計(jì)的復(fù)合型垂直流人工濕地由下、 上行垂直流濕地構(gòu)成。復(fù)合型垂直流人工濕地是S325黃巖區(qū)段生物處理系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，其基本 原理是在選定的填料上種植具強(qiáng)去污、凈化作用的濕地植物，以建立一個(gè)人工濕 地生態(tài)系統(tǒng)，去除污染物，使水質(zhì)得到凈化、保證。植物的選擇是建立人工濕地的

9、要?jiǎng)?wù)。選定S325黃巖區(qū)段種植香根草、蘆葦 等植物。香根草，因其根香而得名，是一種禾本科多年叢生的草本植物。香根草能適應(yīng)各種土壤環(huán)境，強(qiáng)酸強(qiáng)堿、重金屈、貧瘠等條件下都能生長； 生長繁殖快，根系發(fā)達(dá)；被多國列為非常理想的水土保持植物。蘆葦，屬單子葉植物綱，多生長在沼澤地等低濕地或淺水中。蘆葦莖直株高, 地下有發(fā)達(dá)的匍匐根狀莖。蘆葦分布廣，世界各地均有生長，適應(yīng)能力強(qiáng)。復(fù)合型垂直流人工濕地的建設(shè)、運(yùn)行成本低，出水水質(zhì)好且兼具良好的景觀 效果，是一種深度生物處理的方法。但人工濕地要達(dá)到保證水質(zhì)目標(biāo)不變的目標(biāo), 占地面積較大。由于S325黃巖區(qū)段跨越水源保護(hù)區(qū)，所以對(duì)由初沉池和人工濕地組成的生 態(tài)處理池進(jìn)行了防滲處理，在生態(tài)池底面鋪設(shè)1mm厚聚乙烯卷材。4.4滯留池滯留池也能營造出人工濕地系統(tǒng)，其自身也具備治污特性；且當(dāng) 前方處理池發(fā)生擁堵時(shí)滯留池將發(fā)揮處理作用。五、結(jié)束語對(duì)跨越水源保護(hù)區(qū)的公路應(yīng)加強(qiáng)管理、執(zhí)法力度；在水源保護(hù)區(qū) 內(nèi)的公路沿線設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控；設(shè)置珍愛水源、謹(jǐn)慎駕駛等標(biāo)志， 做好突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案，以確保保護(hù)區(qū)內(nèi)