摘 要

本文通过比较沿海与长江干线的通航环境差异和船舶溢油设备库设备配备和长江干线船舶溢油设备库设备配备的异同点，针对长江船舶溢油应急设备库设备配备存在的缺点，分析现有长江干线溢油应急设备库设备配备现状。以武汉段为例，根据现有的已有设备参数，在相关规定的要求下，结合实际的通航环境情况进行适应性配备，探索适应长江船舶溢油应急设备库设备的科学配备标准，提出目前适应长江干线溢油应急的设备选型和数量要求，以防止船舶污染水域环境，控制和减少船舶对内河环境的污染。

关键字：长江流域； 溢油应急； 设备库； 适应性

Abstract:

In this paper, by comparing the differences of navigation environment between the coastal and Yangtze River trunk lines and the similarities and differences between the equipment and equipment of the ship spilled oil spilled equipment and the equipment of the oil spill equipment in the Yangtze River trunk line, this paper analyzes the existing equipment status of the emergency equipment library for the oil spill in the Yangtze River trunk line by analyzing the shortcomings of the equipment outfit of the oil spill emergency equipment in the Yangtze River. Wuhan section is an example, according to the existing equipment parameters, under the requirements of the relevant regulations, combined with the actual navigation environment, explore the scientific equipment standard to adapt to the equipment of the oil spill emergency equipment in the Yangtze River, and put forward the equipment selection and quantity requirements to adapt to the oil spill in the Yangtze River trunk line at present, so as to prevent the oil spill in the Yangtze River. To prevent vessels from polluting the water environment, control and reduce the pollution of ships to the inland river environment.

Keywords: Yangtze River; oil spill emergency; equipment library; adaptability

目录

1引言 1

1.1目的与意义 1

1.2国内外研究现状分析 1

1.2.1溢油风险评价 1

1.2.2溢油能力区域划分研究 2

2长江干线通航环境对船舶溢油设备库现有设备的适应性分析 3

2.1长江干线和沿海通航环境的差异性 3

2.1.1长江干线通航环境的特点 3

2.1.2沿海水域通航环境特点 4

2.2沿海和长江干线船舶溢油设备库设备配备的异同点 4

3长江干线船舶溢油应急设备库现有设备的现状和运行情况 5

3.1长江干线溢油应急设备库现状 5

3.2长江干线船舶溢油应急设备库运行的适应性分析 7

4长江干线船舶溢油应急设备库设备选型和数量配备标准 9

4.1长江干线船舶溢油应急策略 9

4.1.1围油工作 9

4.1.2收油工作 9

4.1.3油污处理工作 10

4.2长江干线船舶溢油应急设备库设备选型的探究 10

4.2.1围油阶段 10

4.2.2收油阶段 12

4.2.3溢油处置阶段 13

4.2.4油污运输阶段 14

5结论与展望 15

参考文献 16

附录 18

致谢 23

1引言

1.1目的与意义

长江作为我国和亚洲最长的河流，不只为长江流域的人民提供生活的保障，随着航运事业的发展旺盛也成为我国经济发展不可或缺的纽带。长江经济带的组成包括了四川、重庆、云南、江西、湖南、湖北、江苏、浙江、安徽、上海、贵州等11省市，GDP超过全国的40%。其覆盖范围之广，涵盖我国东部、中部、西部三个区域，除此之外其中蕴藏的巨大潜力也是我们急需去挖掘的。改革开放以来，我国综合实力和国际地位的增强是有目共睹的，长江经济带成为了带动我国经济发展的一个重要组成部分。长江航运既迎来经济发展机遇，又面临着高标准的环境保护需求，因此，对长江船舶防污染工作提出了更高的挑战和要求。虽然目前长江干线共建设运行了13个船舶溢油应急设备库，对长江干线船舶溢油应急处置上起到了一定的积极作用，但是长江各水域船舶溢油风险的高低、溢油设备库布点位置的选择、设备库设施配备的合理无法有效分析和评估，因此开展本研究主要有以下几点意义：

（1）适应长江经济带生态优先、绿色发展的要求。

在长江经济带国家经济战略逐步实施、长江航运蓬勃发展、货物吞吐量尤其是船舶危险品运输量稳步增长的背景下，体现出生态优先、绿色发展的主题，有力保障长江干线船舶防污染工作。

（2）体现大数据、云技术在长江船舶溢油应急处置上的特色。

根据长江船舶AIS大数据分析和云计算，分析长江敏感水域和重点区域的船舶航行行为特征，针对水体环境保护敏感度及溢油处置要求，开展长江干线船舶溢油处置能力水域划分评估，体现出大数据、云技术的特色和优势。

（3）为长江干线船舶溢油应急设备库设备配备标准提供科学依据。

结合目前长江干线溢油应急设备库建设及运行现状分析，提出长江干线船舶溢油应急设备库的设施配备选型及数量配备标准的建议和意见，为下一步相关规范和标准的实施提供科学依据和理论支撑。

1.2国内外研究现状分析

1.2.1溢油风险评价

在国外，Devanney等用贝叶斯分析法对溢油事故发生的频率与规模的概率问题进行了研究。Schulze等用船舶发生交通事故的频率、船舶泄露油污事故的频率与船舶的数量相结合方法主要对气象对溢油风险的影响作出了评估。美国DOI利用泊松分布计算基础概率在船舶溢油分析模型中得到综合概率。

在国内，中国学者对船舶溢油风险评估有以下方法：一是模糊数学法。李品芳^[1]主要考虑天气因素和船舶吨位对溢油的影响，通过模糊教学法对船舶溢油风险作出评价；田海潮在运用模糊数学方法的过程中开发出船舶溢油风险评价模型，该模型对京唐港地区的溢油评估做出贡献；金海明在运用模糊评估方法的同时结合将层次分析法对宁波港的油轮溢油风险进行评价；孙维维利用模糊评价方法建立了风险评价指标体系对大连新港海区的船舶溢油风险作出评估。二是数理统计法。为了预测厦门和宁波港区的船舶溢油概率，施欣^[2]等人用概率论方法解决了这个难题；肖景坤^[3]则通过分析中国船舶溢油事故的历史数据结再结合数理统计法，采用二次分布方法预测船舶溢油事故概率；竺诗忍用条件概率法分析舟山港域船舶溢油事故风险。三是灰色系统法。高岩松和杨军利利用灰色系统法分别研究了船舶溢油风险和港口船舶溢油风险划分^[4]。

1.2.2溢油能力区域划分研究

船舶溢油应急设备的配备相关的另一个问题就是区域划分问题，一个大型船舶溢油应急设备应对溢油风险的能力有限度的，当溢油应急区域范围太大时，会导致区域之间的联合溢油风险变大，则该水域的所有码头无法同时共享一个大型船舶溢油应急设备。区域规划可以有效解决这种问题，使每一个划分水域可以被一个大型船舶溢油应急设备所满足。

国外对于区域的划分研究主要有以下几种方式：Boudeville 将区域划分为同质区域、极化区域和规划区域；Glasson将区域划分为形式区域、功能区域、计划区域；Blair将区域划分为机能、同质、行政三个区域；Ballou利用动态规划确定最优区位^[5]。

2长江干线通航环境对船舶溢油设备库现有设备的适应性分析

2.1长江干线和沿海通航环境的差异性

2.1.1长江干线通航环境的特点

长江干线通航环境有以下特点：

（1）内河航道窄，大小船舶往返水运繁忙，船只密度比海洋大，溢油事故发生率高；

（2）沿岸石化厂、炼油厂、油码头、油库、加油设施鳞集，增加了溢油隐患；

（3）沿河的水文、航道情况极度复杂，有极大的可能性发生船舶的溢油事故^[6]。

以武汉段为例，根据记载，在汉江中水以及枯水期间：左右两侧的水流流速存在差异，且在不同的截面变化也比较明显，左右两侧的流速差异也较大。舵落口附近表面流速左侧较大,从琴断口开始向右侧转移右侧流速开始增加，到了琴断口至罗家墩一带,右侧轮廓流速比左侧大，经过江汉二桥,左侧表面流速又比右侧大,在汉江河口段,右侧表面流速比左侧表面流速值大^[7]。

洪流期时两侧的情况业与上述相似但却因流速值的显著增大导致河道岸线制约，水流疏通不畅，造成近岸流速值的相对较大。

1、在中、枯水期,研究河段近岸流速可达 1.6～2.0m/s，

2、洪水期则可达3.6～5.6 m/s。

武汉段在中水以及洪水期流速较大，且在长江水位较低，落差较大的情况下流速明显增大，可能会引起一系列航运问题。

表 2.1.1 长江武汉段的水流流速

风速方面，武汉区段风向在6～8月以东南风为主，最大风力为7～8级；其余各月多为北风及东北风，最大风力可达9级，多发生在9月。年平均风速为2.7m/s，多年平均大风天数（gt;8级）8.2天，年最多16天，最少1天。

2.1.2沿海水域通航环境特点

而相比于长江干线，沿海的水流流速是要小于长江干线流速，沿海风速要高于长江干线，以沧州为例：

沧州沿海的潮流为回转流，回转方向是逆时针方向由左向右。涨潮时先向西北流，后向西流，然后再转西南流，到流向偏南时，即为满潮。当转向东南时，便开始落潮。流速以半潮面时最太，半潮面涨潮流流向是由东向西，流速为0.42～0.65m/s，半潮面的落潮流流向是由西向东，流速为0.28～0.40m/s。涨潮流流速以大口河最大，-2米站位最大流速0.65m/s，相应流向为261 °；歧口次之，最大流速为0.50m/s，相应流向为271°；赵家堡最小，流速为0.46m/s，相应流向为285°^[8]。

沧州地区沿海属东亚季风区，，常风向西南偏南，次常风向为西南，强风向东北偏东，次强风向为东北。风向秋冬季节以偏北风为主，春季以偏东风居多，夏季雷雨大风则方向不定。年平均风速4.6m/s，最大风速为31m/s。年平均大于6级风日为31.8天，集中在3～5月，每月约4～6天，海区基本不受热带气旋的影响。

通过分析长江干线与沿海的通航环境，发现长江干线的水流流速远大于沿海水域，洪水期尤为显著，且长江干线水流方向为由上游顺流而下流至下游，而海上的水流多为回旋流，方向不定，在风速方面海上风速要高于江上风速。

2.2沿海和长江干线船舶溢油设备库设备配备的异同点

由中华人民共和国交通部发布的《港口码头应急溢油设备配备要求》^[9]中，针对海港和河港码头的设备配备数量提出了明确要求具体见附表1和附表2。

根据两表的对比可见在同等靠泊能力的码头上，河港码头对收油机的收油能力要求要比海港码头高二十立方米每小时,吸油材料数量在相同级别的码头上河港要高于海港一到两吨，河港码头储存装置的有效容积也要比海港码头高出十到二十立方米，但是在五万吨级以上的码头河港与海港的配备要求相一致。

3长江干线船舶溢油应急设备库现有设备的现状和运行情况

3.1长江干线溢油应急设备库现状

武汉段为例，武汉溢油应急设备库位于长江武汉市阳逻经济开发区江堤村，码头及趸船位于长江下游1010km附近水域，基地紧邻江北快速路。

图 3.1武汉溢油应急设备库俯视图

设备库急值班室内，由专人24小时应急值守，接应急通知后，在5分钟内通知到设备库应急人员。溢油应急设备库在接通知后设备应能在1小时内出库，到达搜救基地码头待装（快布式围油栏和充气式围油栏各1套、小型收油机2套、吸油毡1吨、吸油拖栏400米、应急卸载泵1套）。与此同时，海巡12002和长江防污1号在10分钟内完成各项准备工作并开航，开展溢油应急工作，主要是围油工作和收油工作。

武汉海事局防污应急设备库溢油应急设备库：库房主体1层，为单层单跨门式钢架结构，设计使用年限50年，建筑檐高10.15米。库内有溢油应急卸载、围控、回收、储运、清除设备和溢油分散吸附物资及其他配套设备，总的溢油应急设备有25种，详见附表3。其中包括：

（1）应急围控设备：江河型充气式围油栏600m，快速布放式围油栏400m，防火围油栏及岸滩围油栏各200m，但是在洪水期水流流速很高，围油栏所围控的溢油会从围油栏上方或是下面流出，从而降低了围油栏的围油效率，如下图2.2.1。

图2.2.1 围油失效

因此现有围油栏均应该换成湍流围油栏，使用布放舵布放。需要增加设备：河流围油栏和围油栏布放舵。

（2）机械回收设备：小型收油机2套，中型收油机2套，真空收油机2套；但是现有收油机在湍流河流中无法正常使用，必须待溢油被引导至岸边集中后，水流速度降下来才能使用。如何实现在争分夺秒的溢油事故应急作业中在高流速的水域事故现场直接进行溢油收集：这就需要增加设备：NOFI Buster溢油围控回收系统能在高速牵引时收集和集中溢油，该系统使溢油相对集中。以便于收油机回收溢油，尾部可做临时性储油囊使用，且特殊设计还可以利用重力分离作用实现油水分离。该技术能够以较高拖行速度收集溢油，同时也防止收集的溢油溢出和外散。该系统目前可以实现单船配合围油栏布放器布放作业或双船布放作业等作业形式。

（3）油污储运设备：轻便型储油罐5只，浮动油囊3套；但是浮动油囊在高流速的水流中强度不够，需要更换型号。

（4）溢油分散物资及设备：环保型消油剂2吨，配置手持式消油剂喷漆装置及船用消油剂喷漆装置各2套。

（5）溢油吸附物资：吸油材料5吨，吸油拖栏800m。

（6）岸线清污设备：高压冷水冲洗机和高压温水冲洗机各1套，岸线清污简易工具2套。同时还需要增加设备：岸线清污车。

（7）应急卸载设备：螺杆式应急卸载泵1套，凸轮转子式应急卸载泵2套。 但是应急卸载泵需要配合吊才可以使用。一般河流应急应该会将溢油引导到近岸，岸边不可能百分之百有铺装道路。这时候需要两栖车及安装在上面的伸缩吊配合才有可能发挥泵的作用；因此要增加设备 ：两栖车具备运输及吊装功能。

（8）运输车辆：多功能运输车1台，室内拖车1套，叉车1辆；同时还需要运输车具有吊装功能。

（9）其他配套设备：清污防护服120套，配套天吊1套，同时配置后勤保障、维修工具等。同时还需要考虑化学品是否有泄露的可能，这就需要增加防化服、蠕动泵、化学品收集套装。

3.2长江干线船舶溢油应急设备库运行的适应性分析

以武汉段为例，长江武汉段河流江面开阔，根据水文资料其水流速度枯水期0.5m/s，洪水期2.6—4.2m/s,航道繁忙，码头众多，溢油应急处置有一定局限性和困难性。针对目前所面临的问题提出了以下的以下初步想法。

首先，目前长江较常见码头类型为趸船形式，趸船上仅有少量围油栏和吸油粘，而设备库距离码头距离较远，溢油事故发生时，设备库的溢油应急物资布防速度滞后。

图 3.1.1 化学品码头 图 3.1.2中石化武汉分公司油码头

以上图3.1.1和图3.1.2分别是化学品码头和油码头，从岸上到码头只有管道廊桥连接，码头上存放的应急物资仅有少量围油栏和吸油粘，油码头上有一套堰式收油机。一旦发生较大溢油事故，岸边地形又不适合运输车及吊车进入，如何才能将急需物资从岸上设备库快速布放到位，针对此不足可合理设计布置水上溢油应急设备库（趸船），一旦发生事故，直接从趸船设备库上准备好需要的应急物资，通过应急工作船布放到江面事故地点，提高溢油应急效率。

其次是江面上溢油发生后的围控。如果溢油事故发生在码头周围的岸边，因为水流速度稍缓，围控起来相对容易。

如果溢油事故发生在江中或者远离码头时，目前情况下布放围油栏需要运输船将围油栏运到溢油泄露点，然后再通过1或2条船布放。这种情况一是船舶调度起来耗时过长，另一方面考虑到过高的水流速度，布放过程中围油栏可能损坏。建议可以在趸船溢油应急设备库上储备新型快捷布放围油栏（如下图3.1.3和3.1.4所示）。此围油栏（自浮式）平时打包存储在设备库中，使用时可直接从设备库平台上由1条工作船拖至江中，拖曳到达溢油点后，一端抛锚（锚预先放在工作船上），另一端由工作船按设计形状布放到位后抛锚固定。起到快速围控或者引导溢油的作用。

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