利用河道建設園區公共應急事故池方案優化研究

顏秉龍，李明，董波，孫傳文

（連云港市水利規劃設計院有限公司，江蘇 連云港 222003）

1 項目建設背景

化工園區的快速發展，集聚眾多的化工企業，在帶來巨大的社會和經濟效益的同時，也產生了一些環境、安全等方面的社會問題。近年來，由于化工園區和部分企業缺乏完善的事故污水攔蓄、導排系統和應急事故水池等設施，導致發生多起重大的水污染事件，對環境造成了嚴重的污染，社會影響巨大，群眾反響強烈。

江蘇省是石化大省，歷來高度重視化工園區環境保護工作，2019年江蘇省委辦公廳與省政府辦公廳聯合印發的《江蘇省化工產業安全環保整治提升方案的通知》（蘇辦[2019]96 號）明確要求：“園區須建設環境事故應急池等環境應急設施”。化工園區公共應急事故池建設，被列入化工園區必備的環保基礎設施及化工園區建設評估的必備條件。

2 連云港石化產業基地公共應急事故池布設情況

2.1 連云港石化產業基地及水系概況

連云港石化產業基地位于連云港市徐圩新區，規劃面積61.34km2，是經國務院審議通過的《石化產業規劃布局方案》確定的國家七大石化產業基地之一。

石化基地位于徐圩新區原張圩港河以南排水片，由于環保封閉要求，基地規劃為獨立水系，邊界處河道通過新建節制閘與周邊河網實施封閉。

2.2 公共應急事故池布設情況[1]

2.2.1 工程總體布置

連云港石化產業基地擬通過建設突發事故時超出企業防控能力的事故水收集、攔截、存儲、轉輸設施，對事故水進行有效的收集、存儲、轉輸送至處理設施，以有效的防控突發事故時石化產業基地的水環境風險。

為集約用地，充分利用區內河道等公共資源，連云港石化產業基地擬布設3 處公共應急事故池，其中新建1#、2#公共應急事故池均位于新復堆河上，3#公共應急事故池位于中心河上。3 處公共應急事故池主要收集石化產業基地各區域內的石化企業突發事故產生的超常規事故水，需容納的事故水量規模根據其服務范圍內需進入公共事故池的最大企業事故水量考慮安全系數適當擴大后確定，1#、2#、3#公共應急事故池需容納的事故水量規模分別為7 萬m3、6 萬m3、10 萬m3。

2.2.2 公共應急事故池布置方案

公共應急事故池主要建筑物為儲存設施（公共應急事故池）及附屬建筑物（包括擋水閘、排空泵站、轉輸泵站、管理房、值班室等），儲存設施利用現有河道形成。

每座公共應急事故池上下游各設一道攔河閘，每一個池內再進行分格，采用閘門將事故池分為兩部分，即每座公共應急事故池共布置3 道攔河閘。事故池的上下游兩側閘室內設應急排空泵站，事故發生時，落閘擋水，通過應急排空泵站在5 小時內將事故池內河水排空，騰空事故池備用；由于事故發生后，需要在48 小時內將事故水輸送至污水處理廠或送回企業，在每座事故池的外圍地下設一套一體化轉輸泵站。為形成整體封閉的防滲防腐系統，公共應急事故池兩岸及底板防滲均采用兩布一膜復合防水材料。

3 利用河道建設公共應急事故池影響分析

3.1 影響分析

3.1.1 對水系分區影響

為避免水環境污染及石化基地水系封閉管理的需要，布設公共應急事故池的石化基地所在水系須節制封閉、單獨成片，結合徐圩新區應急截污閘及公共應急事故池的分隔，石化基地所在的原徐圩新區張圩港河以南排水片將以應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，兩片獨立排水。

3.1.2 對區域防洪排澇影響

為分析公共應急事故池建設后對新區防洪排澇和水資源調蓄的影響，本次建立了徐圩新區張圩港河以南排水片一維河網水動力數學模型。根據最不利原則在發生20年一遇洪水時按公共應急事故池兩側攔河閘關閉以承納事故水、不參與防洪排澇考慮。公共應急事故池建設后，原徐圩新區張圩港河以南排水片20年一遇規劃水位見表1。

表1 項目建成后河道20年一遇水位表

由上表可見，在發生20年一遇洪水時，西港河以北片最高水位2.41m～2.29m，河道各節點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，河道各節點水位較工程建成前抬高0.24m～0.16m。由此可知，公共應急事故池建設對西港河以北片排澇無不利影響；對石化基地所在的西港河以南片，由于水系分區及排澇口門調整、河道占用等影響，削弱了河道滯蓄能力，對其排澇存在不利影響。

3.1.3 對水資源調蓄影響

為避免農灌高峰期等時段與徐圩新區送水工程沿線爭水，農灌高峰期等時段徐圩新區用水主要通過新區內部河網進行調節，利用石化基地所在的原徐圩新區張圩港河以南排水片河網調蓄水量實現穩定供水。徐圩新區調蓄水量近期為1211 萬m3，遠期為1633 萬m3。

公共應急事故池建設后，為避免污染水源，石化基地所在的西港河以南排水片河網水系（陬山湖除外）已不宜參與水資源調蓄。經計算，西港河以南排水片減少的水資源調蓄庫容約940 萬m3，需對因公共應急事故池建設影響的西港河以南排水片內部河網調蓄庫容進行補充。

3.2 方案優化研究

為消除和減免對徐圩新區防洪排澇和水資源調蓄的不利影響，從事故池工程選址、事故池布置與設計、河湖水位控制運用、區域水資源調蓄等方面提出了利用河道建設園區公共應急事故池的優化補償方案。

3.2.1 工程選址

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

本項目1#池由于服務范圍等因素限制，位于西港河以南排水片北側邊緣，需依靠1#池北側攔河閘節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，應在1#池以北的新復堆河上另外增設攔河節制閘，1#池排水應向南排入深港河、不宜向北排入西港河。另外，本項目劃為應急事故池的新復堆河及中心河相關河段將不能承擔周邊雨水的排放任務，項目區及周邊雨水管道排口須調出事故池所在河段。

3.2.2 河湖水位控制運用

公共應急事故池建成后，原張圩港河以南排水片分為西港河以北片、西港河以南片，兩片獨立排水。公共應急事故池建設導致西港閘以南片各節點最高水位較工程實施前抬高了0.24m～0.16m。

為消除對西港河以南片行洪安全的不利影響，本次通過適當降低汛期控制運用水位的措施進行補償，以確保項目建成后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急排空水量和排水時間。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 三個方案進行模型試算，根據河網水動力模型計算成果，當西港河以南片汛期控制水位由1.37m降至1.27m 時，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，可滿足規劃排澇要求。

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

3.2.3 區域水資源調蓄

公共應急事故池建設后，為避免污染水源，事故池所在的西港河以南排水片河網水系（陬山湖除外）已不宜參與徐圩新區水資源調蓄，需對因事故池占用的調蓄庫容進行補充。西港河以南片（不包括陬山湖）河網減少的水資源調蓄庫容約940 萬m3，通過近年來實施的徐圩新區應急備用水源工程等計劃外新增的蓄水工程及水利工程優化調度，基本可解決被事故池占用而減少的水資源調蓄庫容。

4 結語

化工園區須建設公共應急事故池為近年來園區進一步規范管理提出的新要求，目前對利用河道建設公共應急事故池的分析研究尚不多見。本文以連云港石化產業基地公共應急事故池為例，在分析計算利用河道建設公共應急事故池對區域防洪排澇及水資源調蓄等影響的基礎上，考慮涉及河段須兼顧水利工程和事故池的雙重運行管理需求，從事故池工程選址、河湖水位控制運用、區域水資源調蓄等方面提出了利用河道建設園區公共應急事故池的優化補償方案。