温州瓯江南口大桥桥面径流收集系统设计
2017-04-24
1 工程概况
1、项目背景
瓯江南口大桥在灵昆岛处跨越瓯江南汊，总体走向南北向，连接温州机场北侧地区与灵昆岛。
工程区域为温州的“鱼米之乡”，仅龙湾区就拥有耕地面积8.4万亩，林地总面积7.55万亩，森林覆盖率20.9％，蔬菜种植面积3.3万亩，海涂养殖4万亩，淡水养殖2.12万亩。
2、大桥概况
本桥为高架桥，起点位于永强机场北面，终点位于现状海堤北侧约120米处，总长2750m。
配跨为：
(4×30)+(30+34+35+21)+(6×30)+(4×50)+(4×50)+(50+2×90+50)+(6×50)+(5×50)+(5×50)+(5×50)+(6×30)+(5×30)+(30+34.5+34.5+21)+(5×30)m，其中第6联为通航孔主桥，其余为引桥。
3、环境风险评估
桥址下游有大量海涂养殖区及淡水养殖区，属于敏感水域，而大桥运营阶段对周边区域的污染风险主要表现为水污染，初步分析表明有以下2种水污染风险会对周边区域产生较大影响：
⑴初期雨水径流污染问题
降雨初期，雨水溶解了空气中的酸性气体、工厂废气、汽车尾气等污染性气体，降落地面后，降雨形成的公路径流中又含有在路面沉积的机动车尾气排放中携带的污染物、汽车轮胎磨损的微粒、车架上粘带的泥土、车辆制动时散落的污染物及车辆运行工况不佳时泄漏的油料等。因此，降水径流的初期污染物浓度要高于后期，这种现象被称为初期雨水冲刷效应。
根据温州市环境质量公报，温州市区环境空气污染物年均值达到国家二级标准，主要污染物是总悬浮颗粒物，空气污染的类型均为煤烟和机动车尾气并重型，酸雨污染严重。
因此可以判断本项目若将初期雨水径流直接排入瓯江，将会对瓯江下游水体造成较为严重污染。
⑵化学危险品运输过程中的泄漏风险
运送化学危险品的车辆若在本桥上发生交通事故，有毒有害物质泄漏后若进入瓯江水体并随水流扩散，将对瓯江下游水体造成严重污染，由于桥址下游几公里处即为瓯江出海口，还将对海域水体造成污染，沿线淡水养殖和海涂养殖均会受到严重影响。
鉴于以上因素的影响，本项目在工程建设环境影响报告书中即提出应设置桥面径流收集系统，后温州市环保局在温环建[2011]100号文件中明确要求本桥必须设置桥面径流收集系统，防止突发事故污染海域水质。
2 方案比选和设计
经过对浙江省采取桥面径流收集系统的已建和在建的特大桥的考察研究,本次设计提出以下三种方案：
方案一：对雨水进行全收集，完全排除降水径流对瓯江水体的污染；截流缓冲池只考虑在没有降雨的前提下对一辆槽罐车的槽箱容量进行截流收集。采取此种收集方案的特大桥有已建成通车的灵江大桥。
方案二：对雨水进行全收集，完全排除降水径流对瓯江水体的污染；截流缓冲池考虑暴雨天气下对一辆槽罐车的槽箱容量进行截流收集。采取此种收集方案的特大桥有在建的之江大桥。
方案三：对初期雨水进行全收集，对持续暴雨的降水径流超出收集能力时，在收集系统中设置溢出口，允许中后期雨水直接溢出排放至瓯江水体；截流缓冲池考虑普通降雨天气下对一辆槽罐车的槽箱容量进行截流收集。
对以上三种方案进行计算，暴雨重现期取5，径流系数取0.9，汇流时间取5分钟，管道粗糙度系数取0.009，采用2006年温州市暴雨强度公式，计算得出各方案的材料用量和缓冲池规模见下表：
桥面径流收集系统在平时主要的收集对象是雨水，将雨水特别是初期雨水收集到截流缓冲池内进行缓冲和沉淀后再进行排放，考虑到温州市5年一遇暴雨强度连续被刷新，本桥进入运营后难免遇到暴雨强度超出设计允许值的情况，方案三具备自动调节雨水收集量的功能，可以避免桥面在极端天气下出现大量积水，同时雨水管的材料用量还是最为节省的，因此在雨水收集这一环节方案三具备一定的优势。
在发生突发事件时，由于截流缓冲池的容纳能力有限，需要管理部门及时安排适当的设备和车辆进行应急处理。若发生突发事件时正在降雨，则截流缓冲池的容量若过小则根本来不及进行应急处理污染物即已溢出造成污染；若截流缓冲池容量过大，则需要大量的设备和车辆在非常短的时间赶到现场进行处理，而现实情况是除非将这些设备和车辆常驻在缓冲池附近，否则要如此多的设备和车辆在短短几分钟内就位几乎难以办到。因此缓冲池规模适中的方案三在使用截流缓冲池进行应急处理这一环节具备一定的优势。
3 结论与建议
通过技术经济的比较，方案三在实用性和经济性上较为突出，兼顾了工程造价和大多数情况下的桥面径流收集能力；同时对径流收集、截流、缓冲及应急处理等方面进行了讨论，认为规模适中的方案三在工程造价与后期运营管理的便利性上找到了平衡点。因此本次设计推荐采用方案三。同时建议管理部门完善应急处理预案，并采取预防措施，避免运输化工危险品的车辆在大暴雨天气下通过本桥。
参考文献
[1]《公路排水设计规范》(JTJ018－97)
[2]《公路排水设计手册》，姚祖康。北京：人民交通出版社，2001
[3]《室外排水设计规范》(GB50014-2006)
[4]《温州瓯江南口大桥工程可行性研究报告》，浙江省交通规划设计研究院,2011年
[5]《温州瓯江南口大桥工程初步设计》，浙江省交通规划设计研究院,2012年
[6]《温州瓯江南口大桥工程施工图》，浙江省交通规划设计研究院,2012年
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