水源保护区公路排水设计

1、水源保护区公路排水设计摘要S325为一级公路，在黄岩区段跨越水源保护区，为贯彻可持续发展，建立 良好生态环境的设计理念，需对该段公路排水系统做特殊设计，采用多途径净化 路面径流，包括雨污水收集系统及生态处理系统，以保证公路建设、建成通车及 运营期间，保护区内的水质不变。关键词水源保护区；公路；排水；收集系统；生态处理系统一、引言随着我国公路网的大规模建设，部分公路也不可避免的需跨越水源 保护区，应对穿越水源保护区的公路排水进行特殊处理，净化路面径流，也为突 发事件中危险品泄漏等提供足够的救援时间。据研究报告称，公路路面径流中CODcr、BOD5、SS及石油类物质浓度均高于 污水综合排放标准的限

2、值1。S325黄岩区段位于东南部山区，自然景观独特、幽美，水源保护区水质纯净, 湖面宽广，四周山体连绵起伏，风景秀丽，为此应尽量减少对周边景观的破坏， 并促进工程建设与自然景观的和谐统一。S325黄岩区段路线全长约11.3km,其中穿越水源保护区段长5.8km。经研究，S325黄岩区段在运用雨污水收集系统的同时，也采用生态处理系统 来净化路面径流：1）雨污水收集系统，即建立路基边坡水、路面水分离的排水 系统，用常规路基排水设施收集路基边坡水，用排导沟、应急池等设施收集路面 水。2）生态处理系统，即设置初沉池、人工湿地、滞留池等净化路面径流。二、排水设计原则根据公路排水设计规范（JTG/TD33

3、-2012）表9.1.2, 确定S325黄岩区段路基排水设计采用15年重现期内任意15分钟的最大降雨强 度进行流量计算；路面排水设计按5年重现期内任意连续15分钟的最大径流速 度进行计算。在充分调查沿线水系、排灌系统的基础上，结合路线进行路基、路面排水总 体设计，使之形成统一的、完整的排水系统。三、雨污水收集系统设计3.1总体设计思路在国内，有不少穿越水源保护区 的公路项目采用雨污水收集系统，该技术较成熟、常用。例如，83省道改建工程 在水库库区上游路段应用了雨水收集系统。根据水文与水力计算，结合地形地势确定各排水设施的尺寸。设计径流量的计算思路如下：i设计重现期：一级公路路面和路肩表面排 水

4、设计降雨的重现期P为5年。ii.暴雨强度计算：雨水量计算采用黄岩区暴雨强度公式 i=9.153+5.777lgP/（t+11.208）0.571 （i设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度（mm/min） , P设计降雨的重现期（年），t降雨历时（min） , t = tl+mt2, tl一路面汇流历时（min） , t2沟管内汇流历时（min） , m管道延缓系数） iii.设计径流量计算Q=16.67ipFi （Q设计径流量（m3/s）,。一径流系数，F 汇水面积（km2） 3.2雨污水收集系统一路基排水设计1） 一般填方路段排水沟， 内径0.4mx0.45m,用C20混凝土浇筑。2）一般挖

5、方路段采用盖板边沟，内径0.4mx0.45m,盖板为15cm厚C30混凝 ,下部用C20混凝土浇筑。3）截水沟：平台截水沟，宽0.3m,高0.3m,采用C20混凝土浇筑。挖方坡顶截水沟，底宽为0.5m,高0.5m,采用M7.5浆砌片石砌筑。3.3雨污水收集系统一路面排水设计S325黄岩区段途经水源保护区，为避免 路面雨污水流入水源保护区污染水源，故沿水源保护区路段，设置排导沟、应急 池汇集路面水。1）一般填方路段，在土路肩外侧，设置带盖板的排导沟。排导沟内径 O.3mxO.55m,盖板为15cm厚C30混凝土，下部用C20混凝土浇筑。2）一般挖方路段，在土路肩外侧、盖板边沟内侧设置盖板排导沟。

6、3）不设超高的挡墙路段，在挡墙护栏内侧设置盖板排导沟。4）超高路段，超高侧路面水流入设置在超高侧路缘带内的纵向流水槽，汇 入集水井，集水井设置间距为30m60m,然后通过横向排水管流入应急池或生 物处理池中。排导沟汇集路面水，再集中排入应急池或生物处理池中。排导沟与应急池、 生物处理池采用HDPE300PVC管连接。跨水源保护区的桥梁，桥面排水采用集中排水，在桥梁泄水孔下设置PVC管 对桥面水进行集中收集，再引排至桥头附近或桥下的应急池内。应急池容量依据其纵向间距经水力、水文计算后确定，并以一个月内路面汇 入池中的雨水能经及时完成蒸发为设计依据。经计算得，应急池井寸为5x5x4m, 路基段应急

7、池约每100m设置一处。应急池的进水口应低于相应排导沟的沟底高程，出水口不应低于水源保护区 的设计水位。应急池边缘距路基边沟外缘的距离应以保证路基的稳定、安全为原则，并对 沿线建筑物及管线作详细调查后，确定应急池的具体坐标。应急池四周应用围栏进行围护，以防人或动物堕入。四、生物处理系统设计4.1总体设计思路S325黄岩区段利用路侧断头沟、塘 对路面径流作生态处理。生物处理系统主要由初沉池、人工湿地、滞留池三部分 组成。众所周知，原始森林有地球之肺的美誉，而湿地则是地球之肾。和人的肾一样，湿地有很好的净化功能。人工湿地的生物净化作用，对路面径流有着很强的去除污效果。据研究报告3显示：CODcr去

8、除率范围30%53.5%, BOD5去除率范围 32.5%66%,为后续的生物处理系统提供了可靠水质。4.2初沉池初沉池是非常经济实用的净化步骤，用初沉池进行雨污水预处理。初沉池能去除雨污水中的可沉物、漂浮物。经初沉池初处理后，大致可以除 去可沉物、漂浮物和油脂的50%、BOD5的20%。4.3复合型垂直流人工湿地S325黄岩区段设计的复合型垂直流人工湿地由下、 上行垂直流湿地构成。复合型垂直流人工湿地是S325黄岩区段生物处理系统的重要环节，其基本 原理是在选定的填料上种植具强去污、净化作用的湿地植物，以建立一个人工湿 地生态系统，去除污染物，使水质得到净化、保证。植物的选择是建立人工湿地的

9、要务。选定S325黄岩区段种植香根草、芦苇 等植物。香根草，因其根香而得名，是一种禾本科多年丛生的草本植物。香根草能适应各种土壤环境，强酸强碱、重金屈、贫瘠等条件下都能生长； 生长繁殖快，根系发达；被多国列为非常理想的水土保持植物。芦苇，属单子叶植物纲，多生长在沼泽地等低湿地或浅水中。芦苇茎直株高, 地下有发达的匍匐根状茎。芦苇分布广，世界各地均有生长，适应能力强。复合型垂直流人工湿地的建设、运行成本低，出水水质好且兼具良好的景观 效果，是一种深度生物处理的方法。但人工湿地要达到保证水质目标不变的目标, 占地面积较大。由于S325黄岩区段跨越水源保护区，所以对由初沉池和人工湿地组成的生 态处理池进行了防渗处理，在生态池底面铺设1mm厚聚乙烯卷材。4.4滞留池滞留池也能营造出人工湿地系统，其自身也具备治污特性；且当 前方处理池发生拥堵时滞留池将发挥处理作用。五、结束语对跨越水源保护区的公路应加强管理、执法力度；在水源保护区 内的公路沿线设置监控系统，实时监控；设置珍爱水源、谨慎驾驶等标志， 做好突发事故应急预案，以确保保护区内