利用河道建設(shè)園區(qū)公共應(yīng)急事故池方案優(yōu)化研究

顏秉龍，李明，董波，孫傳文

（連云港市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 連云港 222003）

1 項(xiàng)目建設(shè)背景

化工園區(qū)的快速發(fā)展，集聚眾多的化工企業(yè)，在帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也產(chǎn)生了一些環(huán)境、安全等方面的社會(huì)問(wèn)題。近年來(lái)，由于化工園區(qū)和部分企業(yè)缺乏完善的事故污水?dāng)r蓄、導(dǎo)排系統(tǒng)和應(yīng)急事故水池等設(shè)施，導(dǎo)致發(fā)生多起重大的水污染事件，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，社會(huì)影響巨大，群眾反響強(qiáng)烈。

江蘇省是石化大省，歷來(lái)高度重視化工園區(qū)環(huán)境保護(hù)工作，2019年江蘇省委辦公廳與省政府辦公廳聯(lián)合印發(fā)的《江蘇省化工產(chǎn)業(yè)安全環(huán)保整治提升方案的通知》（蘇辦[2019]96 號(hào)）明確要求：“園區(qū)須建設(shè)環(huán)境事故應(yīng)急池等環(huán)境應(yīng)急設(shè)施”。化工園區(qū)公共應(yīng)急事故池建設(shè)，被列入化工園區(qū)必備的環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施及化工園區(qū)建設(shè)評(píng)估的必備條件。

2 連云港石化產(chǎn)業(yè)基地公共應(yīng)急事故池布設(shè)情況

2.1 連云港石化產(chǎn)業(yè)基地及水系概況

連云港石化產(chǎn)業(yè)基地位于連云港市徐圩新區(qū)，規(guī)劃面積61.34km2，是經(jīng)國(guó)務(wù)院審議通過(guò)的《石化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局方案》確定的國(guó)家七大石化產(chǎn)業(yè)基地之一。

石化基地位于徐圩新區(qū)原張圩港河以南排水片，由于環(huán)保封閉要求，基地規(guī)劃為獨(dú)立水系，邊界處河道通過(guò)新建節(jié)制閘與周邊河網(wǎng)實(shí)施封閉。

2.2 公共應(yīng)急事故池布設(shè)情況[1]

2.2.1 工程總體布置

連云港石化產(chǎn)業(yè)基地?cái)M通過(guò)建設(shè)突發(fā)事故時(shí)超出企業(yè)防控能力的事故水收集、攔截、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)輸設(shè)施，對(duì)事故水進(jìn)行有效的收集、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)輸送至處理設(shè)施，以有效的防控突發(fā)事故時(shí)石化產(chǎn)業(yè)基地的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

為集約用地，充分利用區(qū)內(nèi)河道等公共資源，連云港石化產(chǎn)業(yè)基地?cái)M布設(shè)3 處公共應(yīng)急事故池，其中新建1#、2#公共應(yīng)急事故池均位于新復(fù)堆河上，3#公共應(yīng)急事故池位于中心河上。3 處公共應(yīng)急事故池主要收集石化產(chǎn)業(yè)基地各區(qū)域內(nèi)的石化企業(yè)突發(fā)事故產(chǎn)生的超常規(guī)事故水，需容納的事故水量規(guī)模根據(jù)其服務(wù)范圍內(nèi)需進(jìn)入公共事故池的最大企業(yè)事故水量考慮安全系數(shù)適當(dāng)擴(kuò)大后確定，1#、2#、3#公共應(yīng)急事故池需容納的事故水量規(guī)模分別為7 萬(wàn)m3、6 萬(wàn)m3、10 萬(wàn)m3。

2.2.2 公共應(yīng)急事故池布置方案

公共應(yīng)急事故池主要建筑物為儲(chǔ)存設(shè)施（公共應(yīng)急事故池）及附屬建筑物（包括擋水閘、排空泵站、轉(zhuǎn)輸泵站、管理房、值班室等），儲(chǔ)存設(shè)施利用現(xiàn)有河道形成。

每座公共應(yīng)急事故池上下游各設(shè)一道攔河閘，每一個(gè)池內(nèi)再進(jìn)行分格，采用閘門(mén)將事故池分為兩部分，即每座公共應(yīng)急事故池共布置3 道攔河閘。事故池的上下游兩側(cè)閘室內(nèi)設(shè)應(yīng)急排空泵站，事故發(fā)生時(shí)，落閘擋水，通過(guò)應(yīng)急排空泵站在5 小時(shí)內(nèi)將事故池內(nèi)河水排空，騰空事故池備用；由于事故發(fā)生后，需要在48 小時(shí)內(nèi)將事故水輸送至污水處理廠或送回企業(yè)，在每座事故池的外圍地下設(shè)一套一體化轉(zhuǎn)輸泵站。為形成整體封閉的防滲防腐系統(tǒng)，公共應(yīng)急事故池兩岸及底板防滲均采用兩布一膜復(fù)合防水材料。

3 利用河道建設(shè)公共應(yīng)急事故池影響分析

3.1 影響分析

3.1.1 對(duì)水系分區(qū)影響

為避免水環(huán)境污染及石化基地水系封閉管理的需要，布設(shè)公共應(yīng)急事故池的石化基地所在水系須節(jié)制封閉、單獨(dú)成片，結(jié)合徐圩新區(qū)應(yīng)急截污閘及公共應(yīng)急事故池的分隔，石化基地所在的原徐圩新區(qū)張圩港河以南排水片將以應(yīng)急截污閘為界分為西港河以北排水片以及石化基地所在的西港河以南排水片，兩片獨(dú)立排水。

3.1.2 對(duì)區(qū)域防洪排澇影響

為分析公共應(yīng)急事故池建設(shè)后對(duì)新區(qū)防洪排澇和水資源調(diào)蓄的影響，本次建立了徐圩新區(qū)張圩港河以南排水片一維河網(wǎng)水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型。根據(jù)最不利原則在發(fā)生20年一遇洪水時(shí)按公共應(yīng)急事故池兩側(cè)攔河閘關(guān)閉以承納事故水、不參與防洪排澇考慮。公共應(yīng)急事故池建設(shè)后，原徐圩新區(qū)張圩港河以南排水片20年一遇規(guī)劃水位見(jiàn)表1。

表1 項(xiàng)目建成后河道20年一遇水位表

由上表可見(jiàn)，在發(fā)生20年一遇洪水時(shí)，西港河以北片最高水位2.41m～2.29m，河道各節(jié)點(diǎn)水位較工程建成前降低0.10m～0.05m；西港閘以南片最高水位2.64m～2.43m，河道各節(jié)點(diǎn)水位較工程建成前抬高0.24m～0.16m。由此可知，公共應(yīng)急事故池建設(shè)對(duì)西港河以北片排澇無(wú)不利影響；對(duì)石化基地所在的西港河以南片，由于水系分區(qū)及排澇口門(mén)調(diào)整、河道占用等影響，削弱了河道滯蓄能力，對(duì)其排澇存在不利影響。

3.1.3 對(duì)水資源調(diào)蓄影響

為避免農(nóng)灌高峰期等時(shí)段與徐圩新區(qū)送水工程沿線爭(zhēng)水，農(nóng)灌高峰期等時(shí)段徐圩新區(qū)用水主要通過(guò)新區(qū)內(nèi)部河網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用石化基地所在的原徐圩新區(qū)張圩港河以南排水片河網(wǎng)調(diào)蓄水量實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供水。徐圩新區(qū)調(diào)蓄水量近期為1211 萬(wàn)m3，遠(yuǎn)期為1633 萬(wàn)m3。

公共應(yīng)急事故池建設(shè)后，為避免污染水源，石化基地所在的西港河以南排水片河網(wǎng)水系（陬山湖除外）已不宜參與水資源調(diào)蓄。經(jīng)計(jì)算，西港河以南排水片減少的水資源調(diào)蓄庫(kù)容約940 萬(wàn)m3，需對(duì)因公共應(yīng)急事故池建設(shè)影響的西港河以南排水片內(nèi)部河網(wǎng)調(diào)蓄庫(kù)容進(jìn)行補(bǔ)充。

3.2 方案優(yōu)化研究

為消除和減免對(duì)徐圩新區(qū)防洪排澇和水資源調(diào)蓄的不利影響，從事故池工程選址、事故池布置與設(shè)計(jì)、河湖水位控制運(yùn)用、區(qū)域水資源調(diào)蓄等方面提出了利用河道建設(shè)園區(qū)公共應(yīng)急事故池的優(yōu)化補(bǔ)償方案。

3.2.1 工程選址

徐圩新區(qū)河網(wǎng)水系分為縱向排水河道和橫向溝通調(diào)節(jié)河道，事故池所在的新復(fù)堆河和中心河均屬于橫向溝通調(diào)節(jié)河道。從保護(hù)水資源、便于引排水調(diào)度方面考慮，事故池應(yīng)盡量布置在石化基地所在的西港河以南排水片中間、盡量避開(kāi)水系連通處，事故池上下游攔河閘不宜用作節(jié)制西港河以北排水片和西港河以南排水片的節(jié)制閘。

本項(xiàng)目1#池由于服務(wù)范圍等因素限制，位于西港河以南排水片北側(cè)邊緣，需依靠1#池北側(cè)攔河閘節(jié)制西港河以北排水片和西港河以南排水片。為盡量減免1#池引水、排水期間影響西港河以北排水片，應(yīng)在1#池以北的新復(fù)堆河上另外增設(shè)攔河節(jié)制閘，1#池排水應(yīng)向南排入深港河、不宜向北排入西港河。另外，本項(xiàng)目劃為應(yīng)急事故池的新復(fù)堆河及中心河相關(guān)河段將不能承擔(dān)周邊雨水的排放任務(wù)，項(xiàng)目區(qū)及周邊雨水管道排口須調(diào)出事故池所在河段。

3.2.2 河湖水位控制運(yùn)用

公共應(yīng)急事故池建成后，原張圩港河以南排水片分為西港河以北片、西港河以南片，兩片獨(dú)立排水。公共應(yīng)急事故池建設(shè)導(dǎo)致西港閘以南片各節(jié)點(diǎn)最高水位較工程實(shí)施前抬高了0.24m～0.16m。

為消除對(duì)西港河以南片行洪安全的不利影響，本次通過(guò)適當(dāng)降低汛期控制運(yùn)用水位的措施進(jìn)行補(bǔ)償，以確保項(xiàng)目建成后20年一遇排澇水位不抬高。汛期河湖控制水位降低后，一方面可減小汛期防洪壓力，另一方面也有利于減少事故池應(yīng)急排空水量和排水時(shí)間。西港河以南片汛期控制水位原為1.37m，本次按降至1.32m、1.27m、1.22m 三個(gè)方案進(jìn)行模型試算，根據(jù)河網(wǎng)水動(dòng)力模型計(jì)算成果，當(dāng)西港河以南片汛期控制水位由1.37m降至1.27m 時(shí)，該片20年一遇排澇水位由2.64～2.43m降為2.44m～2.23m，較建成前排澇水位低0.00m～0.05m，可滿足規(guī)劃排澇要求。

綜合排澇、供水、航運(yùn)等要求，西港河以南排水片河湖控制運(yùn)用水位建議調(diào)整如下：河網(wǎng)汛期控制水位由不超過(guò)1.37m調(diào)整為不超過(guò)1.27m，且不應(yīng)低于1.15m（復(fù)堆河航道最低通航水位以上0.2m）；為保障陬山湖水質(zhì)安全，其水位按高于周邊河網(wǎng)（西港河以南排水片）水位0.2m 控制。

3.2.3 區(qū)域水資源調(diào)蓄

公共應(yīng)急事故池建設(shè)后，為避免污染水源，事故池所在的西港河以南排水片河網(wǎng)水系（陬山湖除外）已不宜參與徐圩新區(qū)水資源調(diào)蓄，需對(duì)因事故池占用的調(diào)蓄庫(kù)容進(jìn)行補(bǔ)充。西港河以南片（不包括陬山湖）河網(wǎng)減少的水資源調(diào)蓄庫(kù)容約940 萬(wàn)m3，通過(guò)近年來(lái)實(shí)施的徐圩新區(qū)應(yīng)急備用水源工程等計(jì)劃外新增的蓄水工程及水利工程優(yōu)化調(diào)度，基本可解決被事故池占用而減少的水資源調(diào)蓄庫(kù)容。

4 結(jié)語(yǔ)

化工園區(qū)須建設(shè)公共應(yīng)急事故池為近年來(lái)園區(qū)進(jìn)一步規(guī)范管理提出的新要求，目前對(duì)利用河道建設(shè)公共應(yīng)急事故池的分析研究尚不多見(jiàn)。本文以連云港石化產(chǎn)業(yè)基地公共應(yīng)急事故池為例，在分析計(jì)算利用河道建設(shè)公共應(yīng)急事故池對(duì)區(qū)域防洪排澇及水資源調(diào)蓄等影響的基礎(chǔ)上，考慮涉及河段須兼顧水利工程和事故池的雙重運(yùn)行管理需求，從事故池工程選址、河湖水位控制運(yùn)用、區(qū)域水資源調(diào)蓄等方面提出了利用河道建設(shè)園區(qū)公共應(yīng)急事故池的優(yōu)化補(bǔ)償方案。