環(huán)境影響評(píng)價(jià)中初期雨水的計(jì)算

吳 淮，周 琳

（1.深圳市漢宇環(huán)境科技有限公司廣州分公司；2.廣州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣州 510620）

環(huán)境影響評(píng)價(jià)中初期雨水的計(jì)算

吳 淮1，周 琳2

（1.深圳市漢宇環(huán)境科技有限公司廣州分公司；2.廣州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣州 510620）

雨水徑流有明顯的初期沖刷作用，一般情況下，污染物大多集中在初期雨水中。當(dāng)遇到降雨時(shí)，地面的污染物被沖洗下來(lái)，使得初期徑流雨水中含有一定濃度的污染物，其一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須對(duì)初期雨水進(jìn)行收集和處理，以減少對(duì)周?chē)w的不利影響。本文介紹了初期雨水的概念及污染程度，探討了在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中初期雨水的計(jì)算方法，并舉例進(jìn)行討論說(shuō)明。

建設(shè)項(xiàng)目；環(huán)境影響評(píng)價(jià)；初期雨水

雨水徑流有明顯的初期沖刷作用，即在多數(shù)情況下，污染物集中在初期的數(shù)毫米雨量中[1]。一般來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目受裝卸機(jī)械作業(yè)過(guò)程中跑、冒、滴、漏等影響，會(huì)產(chǎn)生地面污染。當(dāng)遇到降雨時(shí)，地面的污染物被沖洗下來(lái)，使得初期徑流雨水中含有一定濃度的污染物。由于受污染的初期雨水中污染物一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，在環(huán)境影響評(píng)價(jià)過(guò)程中，必須對(duì)初期雨水進(jìn)行收集和處理，以減少對(duì)周?chē)w的不利影響。但由于目前對(duì)于初期雨水沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一、準(zhǔn)確的定義，環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則也未對(duì)初期雨水做出明確規(guī)定，有關(guān)初期雨水的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范很少，因此，建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中對(duì)于初期雨水的計(jì)算方法和參數(shù)選取沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況可能存在較大出入。鑒于此，本文擬通過(guò)分析初期雨水的概念及污染，研究適合環(huán)境影響評(píng)價(jià)的計(jì)算方法和取值依據(jù)。

1 初期雨水的界定

初期雨水，顧名思義就是降雨初期時(shí)的雨水[2]，但細(xì)化到具體定義，尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前，對(duì)于初期雨水，既有按降雨深度來(lái)確定的，也有按降雨歷時(shí)來(lái)確定，不過(guò)具體降雨深度或歷時(shí)多久才稱之為初期雨水，不同的研究和規(guī)范有不同的說(shuō)法。例如，有研究認(rèn)為初期雨水指從降雨形成地面徑流開(kāi)始前12.5 mm降雨形成的徑流量[3]；而《石油化工企業(yè)給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH3015-2003）中的條文說(shuō)明之第5.3.4節(jié)定義：工廠污染雨水也稱初期雨水，是指工廠污染區(qū)域內(nèi)的降雨初期的雨水，并建議設(shè)計(jì)可按15～30 mm降水深度或5 min的降雨量計(jì)算初期雨水；在《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50483-2009）中的第2.0.11節(jié)定義：初期雨水，指剛下的雨水，是一次降雨過(guò)程的前10～20 min的降水量。此外，還有研究認(rèn)為應(yīng)該按水質(zhì)來(lái)定義初期雨水，將初期雨水定義為：從開(kāi)始下雨到雨水水質(zhì)優(yōu)于本廠污水允許的排放標(biāo)準(zhǔn)這段時(shí)間的內(nèi)的雨水。

可見(jiàn)，初期雨水目前尚無(wú)細(xì)化、統(tǒng)一的定義，上述定義均具有一定的道理。筆者認(rèn)為，初期雨水與項(xiàng)目所在地區(qū)的自然條件、污染區(qū)的污染程度、距離前次降雨之間的時(shí)間長(zhǎng)短等因素密切相關(guān)。但就建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的初期雨水而言，應(yīng)與一般降雨過(guò)程的初期含義不同，為了方便計(jì)算，它應(yīng)該是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的概念，指的是特定的污染區(qū)域在特定的時(shí)間（如一次暴雨、一年）內(nèi)受到降雨的沖刷，導(dǎo)致污染物隨降雨形成的徑流進(jìn)入雨水，從而需要進(jìn)行處理的部分。它應(yīng)考慮到兩個(gè)方面，一是初期雨水收集池設(shè)置的需要，宜以最大一次暴雨進(jìn)行考量；二是年初期雨水量大小，宜按年均降雨量進(jìn)行考量，可假定年降雨平均分為幾天下，每天都下幾個(gè)小時(shí)，取每次降雨的前15 min或15 mm（具體數(shù)值視建設(shè)項(xiàng)目的性質(zhì)、區(qū)域特點(diǎn)等而定）。

2 初期雨水的污染程度

降雨徑流具有明顯的初期沖刷規(guī)律，導(dǎo)致污染物主要集中在最初的降雨中，使初期雨水中COD、SS、重金屬等污染物可能達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，將對(duì)受納水體造成污染。例如，中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究院對(duì)武漢市東湖流域的地面徑流的特點(diǎn)和處理方法進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明，初期雨水中含有BOD、SS、TN、TP、重金屬等污染物[3]；上海市排水有限公司及上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司對(duì)上海市中心城區(qū)初期雨水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)表明，5座雨水調(diào)蓄池所收集的初期雨水中COD濃度為 242～ 499 mg/L、SS為 127.6～324 mg/L、TN為30.3～54.5 mg/L、TP為2.3～3.86 mg/L，超過(guò)了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]。賴后偉等選擇深圳大工業(yè)區(qū)6個(gè)功能區(qū)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)初期雨水中污染物濃度，結(jié)果表明，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初期雨水常規(guī)污染物指標(biāo)已經(jīng)接近典型城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)，甚至COD最高可達(dá)1 467 mg/L，高于典型城市生活污水的COD，且初期雨水除包含常規(guī)污染物外，還含有毒害性有機(jī)物及重金屬[5]。對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目所產(chǎn)生的初期雨水，其水質(zhì)與企業(yè)類(lèi)型、下墊面因素、污染治理措施完善程度等因素都有關(guān)系。例如，李毅等曾對(duì)某銅冶煉廠降雨期間廠區(qū)初期雨水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示，熔煉區(qū)域初期雨水中銅的濃度高達(dá)16.03～633.8 mg/L，其他區(qū)域?yàn)?.19～9.32 mg/L[6]。可見(jiàn)，企業(yè)初期雨水中的污染物濃度高，污染嚴(yán)重，同時(shí)，與收集區(qū)域具有很大的關(guān)系。

3 初期雨水的計(jì)算

初期雨水中污染物濃度較高，因此，在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中應(yīng)考慮對(duì)初期雨水進(jìn)行收集處理。而在實(shí)際計(jì)算中應(yīng)考慮到兩個(gè)方面：一是初期雨水收集池容積大小，二是年初期雨水量大小。其中，初期雨水收集池容積應(yīng)至少能滿足一次暴雨所產(chǎn)生的初期雨水的收集需要，宜大不宜小，當(dāng)然也要考慮到企業(yè)用地需求。由于每次降雨并不都是暴雨，因此，環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的年初期雨水量不宜簡(jiǎn)單按當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度公式計(jì)算得到的一次初期雨水量直接乘以年降雨次數(shù)和匯水面積，否則計(jì)算結(jié)果會(huì)明顯偏大，按此來(lái)設(shè)計(jì)污水處理設(shè)施會(huì)增加企業(yè)成本。此外，匯水面積的選取也對(duì)初期雨水計(jì)算結(jié)果有很大影響，目前有的環(huán)評(píng)單位直接用全廠面積作為匯水面積，有的用扣除綠化面積后的廠區(qū)面積來(lái)進(jìn)行計(jì)算，也有用裝置區(qū)面積進(jìn)行計(jì)算的，都不太準(zhǔn)確。由于不同下墊面對(duì)初期雨水水質(zhì)影響很大，對(duì)于非污染區(qū)的初期雨水可認(rèn)為優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)，可以不用收集處理。因此，環(huán)評(píng)不要籠統(tǒng)用整個(gè)廠區(qū)面積或裝置區(qū)面積來(lái)計(jì)算，而用可能發(fā)生跑、冒、滴、漏造成下墊面污染的區(qū)域面積作為匯水面積較為準(zhǔn)確。

根據(jù)上述界定，下面以筆者進(jìn)行的廣東省韶關(guān)市某危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)企業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)為例進(jìn)行初期雨水計(jì)算探討。該企業(yè)位于韶關(guān)市湞江區(qū)，廠區(qū)高程為64.19～65.31 m（周?chē)貏?shì)基本呈現(xiàn)北高南低，廠區(qū)比南面河流高），廠區(qū)西面和北面為公路，東面為工廠，南面為河流。該河流與廠區(qū)之間最近距離約25 m，水質(zhì)目標(biāo)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)，項(xiàng)目周?chē)h(huán)境比較敏感，且不能在該河段設(shè)置排污口，必須對(duì)廠區(qū)產(chǎn)生的廢（污）水，包括污染區(qū)初期雨水進(jìn)行收集處理后回用。項(xiàng)目主要通過(guò)綜合回收處理有色金屬冶煉廢物（屬于《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中所列的HW48）得到七水硫酸鋅、粗鎵鍺銦等產(chǎn)品，生產(chǎn)過(guò)程中需添加硫酸、煤油、氫氧化鈉等輔料，工藝過(guò)程會(huì)產(chǎn)生酸霧、有機(jī)廢氣等污染物。項(xiàng)目廠區(qū)總面積為12 007 m2，建筑面積7 825 m2，主要建設(shè)內(nèi)容包括生產(chǎn)區(qū)（包括浸出車(chē)間、萃取車(chē)間、硫酸鋅車(chē)間、精銦車(chē)間等）、原料倉(cāng)庫(kù)、辦公樓、廢水處理車(chē)間等，其中可能發(fā)生跑、冒、滴、漏造成下墊面污染的區(qū)域?yàn)樯a(chǎn)區(qū)、原料倉(cāng)庫(kù)，合計(jì)面積4 765 m2，其他區(qū)域在環(huán)評(píng)中可視為非污染區(qū)。該地區(qū)多年平均降雨量為1 695.5 mm，暴雨強(qiáng)度計(jì)算公式為：q=958(1+0.631 lgP)/t0.544（P為重現(xiàn)期，按5年計(jì)；t為降雨歷時(shí)，按30 min算），經(jīng)計(jì)算得暴雨強(qiáng)度為q=217L/s·hm2。在該環(huán)評(píng)的初期雨水計(jì)算中，收集時(shí)間取15 min，匯水面積取4 765 m2。考慮了一次暴雨最大初期雨水量和年初期雨水總量，其中一次暴雨最大初期雨水量計(jì)算公式為Q=q×Ψ×S（Ψ為產(chǎn)流系數(shù)，取0.8；S為匯水面積，取4 765 m2），計(jì)算得最大初期雨水收集量為74.4 m3，即初期雨水收集池的設(shè)置不宜小于74.4 m3；而年初期雨水總量考慮暴雨強(qiáng)度與降雨歷時(shí)的關(guān)系，假設(shè)日平均降雨量集中在降雨初期3 h內(nèi)，估計(jì)初期（前15 min）雨水的量，其產(chǎn)生量可按下述公式進(jìn)行計(jì)算：年均初期雨水量＝所在地區(qū)年均降雨量×產(chǎn)流系數(shù)×匯水面積×15/180，經(jīng)計(jì)算年初期雨水總量約為539 m3（產(chǎn)流系數(shù)取0.8），即按539 m3作為年初期雨水總量，并據(jù)此計(jì)算初期雨水污染物產(chǎn)生及排放情況。

按照上述方法，該建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)同時(shí)計(jì)算了一次暴雨最大初期雨水量和年初期雨水總量，既考慮了初期雨水收集池設(shè)計(jì)的大小，又較為準(zhǔn)確地考慮了實(shí)際需要處理的初期雨水?dāng)?shù)量，不至于增加企業(yè)污水處理成本。當(dāng)然，在其他建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，初期雨水的收集時(shí)間、匯水面積、產(chǎn)流系數(shù)等參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況予以適當(dāng)調(diào)整。

4 結(jié)論

建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的初期雨水指特定的污染區(qū)域在特定的時(shí)間（如一次暴雨、一年）內(nèi)受到降雨的沖刷，導(dǎo)致污染物隨降雨形成的徑流進(jìn)入雨水，從而需要進(jìn)行處理的部分。在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，既要考慮初期雨水收集池設(shè)置的需要，也要考慮實(shí)際需要處理的初期雨水?dāng)?shù)量，不至于增加企業(yè)污水處理成本，因此，建議分別計(jì)算一次暴雨最大初期雨水量和年初期雨水總量。

1 廖日紅，顧斌杰，丁躍元，等.城市雨水處理工藝與技術(shù)[J].北京水務(wù)，2006，（4）：46-48.

2 劉明清，趙 肖，陳清華.化工企業(yè)初期雨水池容量設(shè)計(jì)探討[A].中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).2013中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第五卷）[C].昆明：2013中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)，2013.448-451.

3 鄧志光，吳宗義，蔣衛(wèi)列.城市初期雨水的處理技術(shù)路線初探[J].水工業(yè)市場(chǎng)，2009，25（10）：11-14.

4 徐文征.城市污水處理廠接納初期雨水的可行性分析[J].凈水技術(shù)，2012，31（4）：13-16.

5 賴后偉，黎京士，龐志華，等.深圳大工業(yè)區(qū)初期雨水水質(zhì)污染特征研究[J].環(huán)境污染與防治，2016，38（3）：11-15.

6 李 毅，劉招平，練曉明，等.銅冶煉廠初雨分流系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置探討[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2016，37（1）：44-46.

Calculation of Initial Rainwater in Environmental Impact Assessment

Wu Huai1, Zhou Lin2
(1.Shenzhen Hanyu Environmental Technology Co., Ltd., Guangzhou branch; 2.Guangzhou Research Institute of Environmental Protection,Guangzhou 510620, China)

The rainfall runoff has obvious initial scour, generally, the pollutants are concentrated in the initial rain water.When rainfall is encountered, the pollutants on the ground are washed down, making the initial runoff water containing a certain concentration of pollutants, which generally does not meet the discharge standards. Therefore, initial rainwater must be collected and treated to reduce the adverse effects on surrounding water bodies. This paper introduces the concept and the degree of pollution of the initial rainwater, discusses the calculation method of the initial rainwater in the environmental impact assessment of the construction project, and makes an example to explain.

construction project; environmental impact assessment; initial rainwater

TU992.02

A

1008-9500(2017)06-0073-03

2017-03-05

吳淮（1982-），男，廣東潮州人，碩士研究生，工程師，從事環(huán)境評(píng)價(jià)工作。