石油化工企業火災事故雨水量計算探討

馬 婷 婷

(赫氏工程設計(沈陽)有限公司，遼寧 沈陽 110000)

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石油化工企業火災事故雨水量計算探討

馬 婷 婷

(赫氏工程設計(沈陽)有限公司，遼寧 沈陽 110000)

在分析現有事故雨水量計算方法的基礎上，提出了采用最大24 h平均降雨量計算事故雨水量的計算方法，通過收集國內五個主要城市的相關降雨數據，采用不同計算方法進行計算并比較，結果證明，最大24 h平均降雨量的計算方法更為準確合理。

事故雨水量，降雨量，污水，石油化工

1 概述

石油化工企業多以石油或天然氣為主要原料，大部分為易燃易爆物質，火災危險性高，而每次火災事故的處置總是伴隨著大量的消防用水，事故現場使用過的消防水因混入少量的石化產品或滅火藥劑而成為消防污水，如對消防污水控制不利，任意排放，極易造成環境污染，發生次生災害。故GB 50483—2009化工建設項目環境保護設計規范規定：“化工建設項目應設置應急事故水池”，以保證發生事故時能有效的接納裝置排水、消防廢水等污染水，避免事故污染水進入水體造成污染。

事故水池的有效容積是設計事故水池的一個重要參數，直接決定了事故污水收集的成效。若事故水池容積過小，必然造成事故污水排入市政污水管網，加重污水處理廠的處理負擔，嚴重的可能造成次生環境污染，不符合安全性原則。若事故水池盲目過大，必然會造成建筑成本的增加，不符合經濟性原則。設計人員應重視事故水池的有效容積及事故污水量的計算和確定。事故雨水量是事故污水量重要組成部分，但事故時降雨情況很難確定，給事故雨水量的計算帶來一定困難，現有相關規范未對其進行統一的、明確的規定。故本文對事故雨水量的計算方法進行了研究和探討，希望有助于完善事故雨水量計算工作，也歡迎其他同仁批評指正。

2 事故雨水量計算

2.1 現有規范相關內容的分析

目前國內針對石油化工企業事故污水量的計算依據主要有兩種：

一種是GB 50483—2009化工建設項目環境保護設計規范相關規定。

另一種是中石化“水體污染防控緊急措施設計導則”相關規定。兩規定主要差異在于事故時雨水量的計算，因采用計算方法不同，計算結果相差較大。故本文重點對污水量計算公式中的雨水量進行了研究和探討。

GB 50483—2009化工建設項目環境保護設計規范規定：V雨為發生事故時可能進入該廢水收集系統的當地的最大降雨量(m3)，業內普遍采用各地暴雨強度公式進行計算，即：

V雨=ψ×q×F。

其中，q為設計降雨強度，L/(s·100 m2)，由暴雨強度公式求得，其中降雨歷時采用火災持續時間；F為必須進入事故廢水收集系統的雨水匯水面積,100 m2。

中石化“水體污染防控緊急措施設計導則”規定：V雨為發生事故時可能進入該收集系統的降雨量,m3，V雨=10×q×F，q為降雨強度,mm/d，按平均日降雨量計算(q=qa/n，qa為當地多年平均降雨量，n為年平均降雨日數)，F為必須進入事故廢水收集系統的雨水匯水面積，hm2。

筆者認為以上兩種方法均不能準確，合理地計算事故時雨水量。

暴雨強度公式適用于計算瞬時流量，即設計流量，用于計算管道管徑等。石化企業發生火災時火災持續時間會達到3 h，4 h甚至6 h，一般情況下發生如此長時間的暴雨的可能性很小。而暴雨強度公式的推求是基于各地短時暴雨資料，若用于長時間的雨水量計算，公式本身就會失真，若采用暴雨強度公式計算火災事故時雨水量，勢必會造成計算結果偏大。

平均日降雨量的計算方法，是將年平均降雨量按降雨日數均分，即年平均日降雨量。各地各月降雨情況均不相同，特別是對于北方地區，冬季和夏季雨水量相差較大，夏季實際日降雨量必然大于平均日降雨量，若采用平均日降雨量計算方法，勢必會造成計算結果偏小。此外，平均日降雨量的計量單位為mm/d，而火災時的計量單位是以h為基礎，兩者無法統一。

2.2 最大24 h平均降雨量

為了更好的反映火災時降雨對事故污水量的影響，使計算更貼近實際情況且有一定的安全預留，筆者推薦采用最大24 h平均降雨量進行火災時雨水量的計算。所謂最大24 h平均降雨量，即各地最大24 h的降雨量均分到每個小時的降雨量，單位為mm/h，各地最大24 h降雨量可以從《建筑與小區雨水利用工程技術規范》附錄A中查找到。

最大24 h降雨量是各地全年中降雨量最大的一天的降雨量，用該方法計算，減小了各地降雨量的季節性差異對事故雨水量計算的影響，與火災持續時間相匹配，彌補了平均日降雨量計算方法的不足，安全性得以提高。最大24 h降雨量在每個小時的降雨量也并不相同，但若火災時每小時雨水量大于平均時降雨量，勢必會有助于火災撲滅，從而減小消防水用量，但消減量無法計量，故仍考慮采用最大24 h時平均降雨量進行計算，消防用水量仍按設計消防用水量計算。

綜上所述，最大24 h平均降雨量的計算方法更為合理、準確的描述了火災時降雨的影響，更加經濟且安全的進行了火災時雨水量的計算。

2.3 對比計算

選取北京，沈陽，上海，廣州，蘭州五個具有一定代表性的城市的相關降雨資料為計算依據，查找這五大城市的年降雨量、降雨天數、最大24 h降雨量、暴雨強度公式，重現期選取3年，火災持續時間即降雨歷時，分別選取6 h和4 h，分別按平均日降雨量、最大24 h平均降雨量及暴雨強度公式三種方法，進行了火災時每公頃雨水量的計算。

計算結果如下：

表1為火災持續時間即降雨歷時為6 h的計算結果。表2為火災持續時間即降雨歷時為4 h的計算結果。

表1 T=6 h計算結果表

表2 T=4 h計算結果表

從以上計算結果可以看出：以上各城市相關數據均體現出如下共性：按暴雨強度公式計算的數值比其他兩種方法計算的數值大出很多，再加上消防用水及其他排入事故水池的污水，事故水池的總容積會很大，不符合經濟性要求；而按平均日降雨量計算的結果，不會跟隨火災持續時間的變化而變化，無論是6 h還是4 h，計算結果均相同，不符合科學性要求；而按最大24 h平均降雨量計算的結果大于按平均日降雨量計算結果，降雨歷時越長，降雨量越大，但不會像按暴雨強度公式計算那樣大出很多，彌補了以上兩種方法的不足，更加準確和合理，符合經濟性、科學性和安全性要求。

但筆者也考慮到，對于南方等雨量比較充沛的地區，暴雨強度和發生暴雨的可能性會比北方等較干旱地區的大，故推薦在使用最大24 h平均降雨量計算時，可以附加一定安全系數，以策萬全。此外，對于大型可燃液體儲罐，液化石油氣儲罐等火災危險性高的項目，火災實際持續時間有可能高于設計要求，故亦可附加一定安全系數，適當增大事故水池容積。

3 結語

最大24 h平均降雨量的計算方法，比平均日降雨量和暴雨強度公式兩種方法更為準確，更為合理地反映了事故時降雨對事故污水量的影響。但該方法是否合適還應經過更多的工程實例檢驗，是否有更合理的計算方法也有待進一步研究。

建議相關規范能健全并完善事故時雨水量計算方法，讓設計有理可依。在規范中附帶各地相關雨水數據資料，讓設計有數可查。

希望本次研究起到拋磚引玉的作用，同時希望相關人員給予事故時雨水量計算更多重視。

[1] 段學華，王棟成.應急事故水池和初期雨水池容積確定方法對比研究[J].工業用水與廢水，2011(1):45-49.

[2] 徐東喜.石油化工企業消防污水收集與處理初探[J].工業用水與廢水，2000(1):51-53.

[3] 孫月暉.關于石化企業的事故廢水和污染雨水的收集[J].能源環境，2014(3):15-16.

[4] GB 50483—2009，化工建設項目環境保護設計規范[S].

[5] GB 50400—2006，建筑與小區雨水利用工程技術規范[S].

[6] GB 50160—2008，石油化工企業設計防火規范[S].

Inquiry on fire accident rainwater volume calculation of petrochemical industry enterprises

Ma Tingting

(Herring Engineering Design(Shenyang) Co., Ltd, Shenyang 110000, China)

Based on analyzing current accident rainwater volume calculation methods, the paper puts forward accident rainwater calculation methods by applying maximum 24 h average rainwater volume calculation method. Through collecting relevant dewatering data of five major cities in China, it carries out calculation and comparison by using different calculation methods. Results show that: the maximum 24 h average rainwater volume calculation method is rather accurate and rational.

accidental rainwater volume, dewatering volume, sewage, petrochemical industry

1009-6825(2016)12-0110-02

2016-02-17

馬婷婷(1981- )，女，工程師，注冊公用設備工程師(給排水)

TU991.114

A