(林颖毅)白马港造船业溢油事故风险评价

白马港造船业溢油事故风险评价林颖毅1葛晓峰2（1.福建交通职业技术学院船政学院，福建福州350007；2.福建海事局船舶处，福建福州350007）摘要：根据我国履行《90年国际油污防备、反应和合作公约》(OPRC公约)的要求，对白马港造船业溢油事故概率及不同规模溢油量发生概率定量计算分析，运用概率与数理统计方法计算出白马港海域发生溢油事故的概率基础值，并针对白马港区的实际情况，提出风险防范措施。关键词：溢油风险评价溢油概率防范措施RiskAssessmentofOilSpillingAccidentfromShipbuildingIndustryinBaimaHarborLinyingyi1Gexiaofeng2(1.ShippingAffairDepartmentofFujianCommunicationTechnologyCollege,Fuzhou350007;2.ShipManagementDepartmentofFujianMaritimeSafetyAuthority,Fuzhou350007)Abstract:AccordingtotheimplementationrequirementofOPRCforChina,thistextmakeaquantitativeanalysisontheprobabilityofoilspillingaccidentfromshipbuildingindustryandtheprobabilityofoccurrenceofoilspillingquantityondifferentscaleinBaimaharbor.AndusethemethodofprobabilityandmathematicalstatisticstocalculatetheunderlyingvalueofprobabilityofoilspillingaccidentoccurinBaimaharborseawater.AndbasedontheactualsituationofBaimaharbor,putforwardtheriskpreventionmeasures.Keywords:oilspillriskassessmentprobabilityofoilspillingprecautionarymeasure引言白马港是福建第三大港口，是中国民营船舶修造及二手船交易中心，该产业可促进当地经济发展和白马港的繁荣与发展，但同时，船舶拆解、修造和建造过程中，如不重视环境保护工作，将会对周围海、陆环境带来污染影响，因此，在发展该产业的过程中，重点是在于提出污染防治措施，旨在把环境影响控制在最小的、环境可以接受的范围内。根据大量资料表明,船坞发生事故性溢油的原因主要是:进坞维修的船舶上剩余的各种油类,包括重质油、轻质油机油润滑油等未得以回收而全部或部分溢入白马港中，而造成事故的原因是船只进入湾口时触礁；油水分离器不能正常工作；输油管路发生泄漏；储油容器倾倒或破裂；没及时运走的附油器件被涨潮海水淹没；拆解、进船坞后操作设备不当等，其中人为因素是造成事故的主要原因。1水环境影响白马港水面开阔，水流速度快，从漂流试验可知，水流基本上都是顺着河岸的趋势向南流，由于白马港为感湖河段，稀释扩散起主要作用，因此在预测时选用河流二维稳态混合模式较为合适，公式如下：]1[22214)2(exp()4exp()(),(xMyBuxMuyxuMHQCCyxCyyypph),(yxC----------------(x,y)处污染物垂向平均浓度;H、B、u----------------深度、宽度、流速;pC、pQ--------------污染物排放浓度、排放量;hC-------------------上游污染物浓度;yM------------------横向混合系数。预测结果如下:表1正常排放涨潮时水体油类浓度增加量单位:mg/Lx/y01020304050100.0020.0000.0000.0000.0000.000300.0010.0000.0000.0000.0000.000500.0010.0000.0000.0000.0000.0001000.0010.0000.0000.0000.0000.0002000.0000.0000.0000.0000.0000.000表2正常排放退潮时水体油类浓度增加量单位:mg/Lx/y01020304050100.0010.0000.0000.0000.0000.000300.0010.0000.0000.0000.0000.000500.0010.0000.0000.0000.0000.0001000.0010.0000.0000.0000.0000.0002000.0000.0000.0000.0000.0000.000表3事故排放涨潮时水体油类浓度增加量单位:mg/Lx/y01020304050100.0680.0010.0000.0000.0000.000300.0390.0100.0000.0000.0000.000500.0310.0140.0010.0000.0000.0001000.0220.0150.0040.0010.0000.0002000.0150.0130.0070.0030.0010.0003000.0130.0110.0070.0040.0020.0004000.0110.0100.0070.0040.0020.0015000.0100.0090.0070.0050.0030.0016000.0090.0080.0070.0050.0030.0027000.0080.0080.0070.0050.0030.0028000.0080.0070.0060.0050.0030.0029000.0070.0070.0060.0050.0040.00210000.0070.0070.0060.0050.0040.003表4事故排放退潮时水体油类浓度增加量单位:mg/Lx/y01020304050100.0520.0000.0000.0000.0000.000300.0370.0010.0000.0000.0000.000500.0230.0060.0000.0000.0000.0001000.0170.0080.0010.0000.0000.0002000.0120.0080.0030.0010.0000.0003000.0100.0080.0040.0010.0000.0004000.0080.0070.0040.0020.0010.0005000.0070.0060.0040.0020.0010.0006000.0070.0060.0040.0020.0010.0007000.0060.0060.0040.0030.0010.0018000.0060.0050.0040.0030.0020.0019000.0060.0050.0040.0030.0020.00110000.0050.0050.0040.0030.0020.001从预测结果可知，在正常排放情况下，对白马港水环境影响甚微，涨、落潮水中石油类浓度增量最大为0.002mg／L，叠加水体中石油类的现状值后为0.202mg／L。事故排放时，排污口下游最大浓度增量为0.04mg／L，叠加本底值后在排污口附近海域石油类浓度为0.204mg／L。2事故性排放溢油风险评价溢油污染事故的分析计算：溢油入海后将经历扩散、迁移、蒸发、溶解、乳化、吸附沉淀、生物降解等运动机制。从其行为和归属分析，溢油入水后将可能产生的污染形式主要有两种：一是漂浮的油膜；二是分散于水体中的油。2.1漂油的扩展油比重小于水，溢油入水后即漂浮在水面上以油膜的形式存在，随风和潮流扩散漂移，在湍流作用下散射。在扩散漂移过程中油膜逐渐变薄，油膜的扩延范围可采用Fay瞬时溢油扩延模型预测，油膜扩散可分为重力-惯性力阶段，重力-粘滞力阶段和表面张力阶段，各阶段的油层扩展规律]2[为：第一阶段；D=1K412)(gVt第二阶段：D=41612122)(tgVKw第三阶段：D=4321213)/(tKww式中，D为油膜扩展直径，△=1－wo/,o、w分别为油、水密度，为净表面张力系数，w为水动力粘滞系数，g为重力加速度，V为溢油体积，t为从溢油开始计算的时间，321KKK为各扩展阶段的经验系数。经过三个阶段的扩展，油的扩展将在表面张力阶段结束。Fay模型得到扩展终止时油膜的最大扩散面积：435max10VA随着油膜的扩散，油膜逐渐变薄，当油膜厚度减少到某一极限值后，在波浪和湍流作用下，油膜便逐渐破碎成许多碎片，各自向周围漂移，形成更大的不连续污染区。破碎后的油膜碎片污染区扩散有效半径为：R(t)=4.47×15.1310t由于溢油事故较易察觉和控制，因此溢油量一般不大，假定一次比较严重的事故，溢油总量为5、10、20吨，采用上述模式分别计算溢油入水后，油膜在海面上漂移过程中各个时刻的扩散范围，可由表5得知表5溢油入水后不同时刻油膜扩散范围溢油量5吨10吨20吨时间(h)直径(m)面积(2km)直径(m)面积(2km)直径(m)面积(2km)0.51310.0131640.0212070.03411650.0212070.0342610.05422070.0342610.0543290.08532370.0442990.0703770.11142610.0543290.0854150.13552810.0623540.0994470.15762990.0703770.1114750.177123770.1114740.1775980.281184310.1465430.2326850.368244750.1775980.2817540.446根据计算结果，溢油入河后经过12个小时，当溢油量为5吨时，油膜面积为0.1112km，直径达377m；当溢油量为lO吨时，油膜面积为0.1772km，直径达474m；当溢油量为20吨时，油膜面积为0.2812km，直径达598m。由此可见，一旦发生溢油，海面漂油的影响范围是相当大的。2.2溢油漂移轨迹预测溢油入水后,油膜在扩展、扩散过程中处于扩延状态,同时受风、潮流和波浪作用在水面上漂移。研究证明,水面油膜迁移运动主要是由于表层潮流和风力作用的结果,波浪对漂移影响较小。我们假定油膜内各点漂移速度相等并等于质心点的漂移速度,故油膜(质心点)的迁移速度可用下式表示:wcTUUU式中,tU是表层潮流,wU为风引起的油膜迁移速度,对于wU,通常采用水面上10米处的风速W为计算风速,即wU=KW式中,K为风漂移系数,参照有关资料,可取K=0.03根据气象资料分析,本地区风速较小,年平均风速只有1.5m/s,因此,油膜漂移主要受到潮流控制,风力对油膜漂移的影响较小。根据水质点漂流实验结果,涨潮过程中平均漂移速度为1.728km/h,方向基本上朝西北向。退潮过程中平均漂移速度2.953km/h,方向基本上是东南方向.2.3分散于水中的油对白马港水质的影响溢油入水后,一部分覆盖水面,一部分蒸发进入大气,另一部分则溶解和分散于水中.扩散在水中的油将长时间停留在水中,直至被水生物吞食,或与水中固体物质进行交换而沉入水底。溢油进入水体后，可同时发生低分子烃的乳化、挥发、溶解过程。油在水面上漂流的过程中，受到波浪的冲击，油的微粒不断向水相分散，同时水的微粒也不断向油相逸散，油和水混合形成的乳化液，以溶解、乳化等形式分散入水中，在垂直方向上向下扩散，大约10小时后分散作用最大，而乳化作用大约在10小时后开始发生，在10—100小时内达高峰。扩散于水中的油将长时间停留于水中，直至被水生生物吞食，或与水中固体物质进行交换而沉入水底。因此扩散在水中的油对环境的危害比漂浮在水面的油膜更大。溶解是浮油和悬浮油进入水体的质量传输，某些物理过程如