峽口水閘擴(kuò)建工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

曾俏俏，麥茵茵，鄭文彥

（1.廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣州 510635；2.廣東省海洋工程職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣州 510320； 3.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣州 510663）

敏感水體的水質(zhì)狀況牽動(dòng)著各方的心，其上面的建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)更是日益受到大眾的關(guān)注。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是指由人類活動(dòng)或自然原因造成的，通過(guò)環(huán)境介質(zhì)傳播的，能對(duì)人類社會(huì)及環(huán)境產(chǎn)生破壞、損失甚至毀滅性作用等不利后果事件的發(fā)生概率和后果，具有不確定性和危害性[1]。本文以峽口水閘擴(kuò)建工程為例，針對(duì)項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別及重大源項(xiàng)分析，同時(shí)運(yùn)用水體溢油模型對(duì)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，最后提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)防范及應(yīng)急措施，以期為同類型工程建設(shè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供參考。

1 工程概況

峽口水閘穿越東江大堤、引排汛期東引運(yùn)河和寒溪水的洪水到東江，是東引運(yùn)河、寒溪水流域中上游重要的防洪工程。峽口水閘擴(kuò)建工程為在峽口水閘右側(cè)擴(kuò)建4 孔水閘，在右岸邊、新建水閘右側(cè)新建1孔船閘，新舊共9 孔泄洪閘與船閘全部參與排洪，設(shè)計(jì)總排水流量為1 800 m3/s，擴(kuò)建后為大（2）型水閘。

峽口水閘外江上分布有一級(jí)飲用水源保護(hù)區(qū)及眾多取水口，水環(huán)境極其敏感。

2 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

根據(jù)工程施工及運(yùn)行特點(diǎn)、周圍環(huán)境特點(diǎn)以及工程與周圍環(huán)境之間的關(guān)系，峽口水閘擴(kuò)建工程存在的潛在事故風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)包括施工期水質(zhì)污染、運(yùn)行期水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)等。其中，施工期水質(zhì)存在的風(fēng)險(xiǎn)源包括施工污廢水事故排放、施工期突發(fā)交通事故污染東江南支流水體水質(zhì)等風(fēng)險(xiǎn)源；運(yùn)行期間環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自閘頂?shù)缆芳按l通航時(shí)發(fā)生突發(fā)交通事故造成石油類或危險(xiǎn)品的泄漏導(dǎo)致水體污染等風(fēng)險(xiǎn)。

3 風(fēng)險(xiǎn)源項(xiàng)分析

3.1 施工期水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)

3.1.1 施工期污廢水事故排放風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)施工布置，本工程生活及生產(chǎn)用房租用當(dāng)?shù)孛穹浚钗鬯M(jìn)入當(dāng)?shù)匚鬯幚硐到y(tǒng)，不會(huì)排入附近水體；工程不設(shè)置機(jī)械、汽車維修保養(yǎng)系統(tǒng)、金構(gòu)加工廠、砼拌和系統(tǒng)，因而不產(chǎn)生生產(chǎn)廢水。施工基坑初期排水水質(zhì)與河流水質(zhì)基本相當(dāng)，施工場(chǎng)地設(shè)置水泵抽出排入東引運(yùn)河，不會(huì)對(duì)東江南支流產(chǎn)生不利影響。

因此，本工程施工期污廢水不會(huì)對(duì)周邊水體產(chǎn)生影響，事故排放對(duì)東江南支流及其飲用水源區(qū)水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)較小。

3.1.2 交通事故造成溢油時(shí)間污染水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

就本工程而言，因交通事故造成溢油事件并污染水體的概率極小。原因?yàn)檫M(jìn)出施工區(qū)的車輛主要為自卸汽車，一般車速較慢，發(fā)生車輛碰撞造成溢油或造成車輛側(cè)翻的概率極小。只要采取一定的措施，此類風(fēng)險(xiǎn)是完全可以避免的。

3.2 運(yùn)行期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與源項(xiàng)分析

3.2.1 閘頂?shù)缆方煌ㄟ\(yùn)輸事故風(fēng)險(xiǎn)

峽口水閘位于飲用水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，過(guò)往車輛禁止運(yùn)輸劇毒物品。若發(fā)生車輛碰撞、翻車等交通事故，導(dǎo)致運(yùn)輸車輛墜江等突發(fā)性事件，引起的主要環(huán)境危害是危險(xiǎn)品泄露、火災(zāi)、爆炸等。從環(huán)境影響程度來(lái)看，溢油對(duì)地表水環(huán)境、水生生態(tài)環(huán)境等的影響相對(duì)火災(zāi)、爆炸更大。由于閘頂?shù)缆烽L(zhǎng)172 m，路程較短，且道路兩側(cè)分布有防撞欄及2 m 寬行人道，因此發(fā)生交通事故導(dǎo)致車輛墜江的風(fēng)險(xiǎn)較小。

3.2.2 運(yùn)行期船只溢油風(fēng)險(xiǎn)及源項(xiàng)分析

東江南支流及東引運(yùn)河、寒溪水為廣東省主要航道之一，每年經(jīng)峽口船閘穿越東江南支流及東引運(yùn)河的船舶約7 800 艘，平均每天約21 艘。因而，可能存在船只因碰撞、傾覆導(dǎo)致的溢油事故。

3.2.3 運(yùn)行期船只運(yùn)載危險(xiǎn)品泄露風(fēng)險(xiǎn)分析

據(jù)調(diào)查，東江南支流航道以普通貨運(yùn)和客運(yùn)為主，且東江南支流上遍布飲用水源保護(hù)區(qū)，根據(jù)《廣東省飲用水水源水質(zhì)保護(hù)條例》第十七條“飲用水地表水源保護(hù)區(qū)內(nèi)不得使用船舶運(yùn)輸劇毒物品、危險(xiǎn)廢物以及國(guó)家規(guī)定禁止運(yùn)輸?shù)钠渌ｋU(xiǎn)化學(xué)品”，其運(yùn)載危險(xiǎn)品的概率很小，因此發(fā)生危險(xiǎn)品泄露事故的概率更小，遠(yuǎn)小于船只溢油事故發(fā)生概率。

4 最大可信事故及概率

峽口水閘擴(kuò)建二期工程完工后，峽口水閘船閘投入運(yùn)營(yíng)。依據(jù)本工程實(shí)際情況，結(jié)合國(guó)內(nèi)外風(fēng)險(xiǎn)事故案例統(tǒng)計(jì)結(jié)果，本次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)選取的最大可信事故為船舶溢油事故。

本項(xiàng)目位于東江南支流，由于缺乏近年事故泄露統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本次類比臨近的廣州港水域1991-2000年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)分析，10年間該水域發(fā)生海事事故112宗。類比得到船只碰撞導(dǎo)致溢油泄露污染事件的概率為5×10-5。

5 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)

5.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)保護(hù)目標(biāo)調(diào)查

根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 地表水環(huán)境》，確定本項(xiàng)目水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)范圍為東江南支流峽口水閘上游3.7 km至下游5.6 km 之間水域（即第六水廠飲用水源二級(jí)保護(hù)區(qū)及第三水廠飲用水源一級(jí)保護(hù)區(qū)之間水域范圍），共9.3 km[2-3]。為此，對(duì)本項(xiàng)目水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)查，如表1所示。

表1 模擬分析范圍內(nèi)敏感點(diǎn)分布情況

本次模擬采用MIKE21/3 溢油分析（SA）模塊建立溢油模型，它是基于歐拉-拉格朗日理論體系，通過(guò)對(duì)油膜在水體中的擴(kuò)展、傳輸（水流和風(fēng)場(chǎng)作用）、紊動(dòng)擴(kuò)散、分散（夾帶）、蒸發(fā)、乳化、溶解等各種過(guò)程的模擬，MIKE21/3 SA 能提供油膜隨時(shí)間變化的漂移位置、厚度，以及漂移過(guò)程中黏度、油膜表面溫度、傾點(diǎn)等屬性的變化。

本工程計(jì)算區(qū)域約2.82 km2。模擬水下地形采用廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院于1996年勘測(cè)的東江三角洲1:5 000 河道地形資料，并根據(jù)本次項(xiàng)目測(cè)量資料修正。

5.2 計(jì)算方案

5.2.1 水文條件

采用廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院委托廣東省水文局惠州分局于2004年3月22-23日、2004年9月1-2日兩個(gè)時(shí)段的實(shí)測(cè)水文資料，分別代表枯、豐水期水文狀況。其中，上游給定流量過(guò)程線，下游給定水位過(guò)程線。

5.2.2 泄露量

一般地，貨輪燃油量約為總載重量的10%。峽口水閘船閘設(shè)計(jì)通航為100 t 級(jí)船舶，發(fā)生事故時(shí)即使燃油全部泄露，總量大約為10 t 左右，考慮在 10 min 內(nèi)全部溢出。

5.2.3 風(fēng)向

由于峽口水閘所在東江南支流為東北—西南走向，因此風(fēng)險(xiǎn)選擇最不利條件工況，即N 風(fēng)向。

5.2.4 風(fēng)速

風(fēng)速選擇：項(xiàng)目所在位置多年平均風(fēng)速1.94 m/s作為正常工況下的風(fēng)速。溢油事故風(fēng)險(xiǎn)組合工況詳情如表2所示。

5.3 溢油模擬結(jié)果分析

研究河段的水面油狀污染物擴(kuò)散具有明顯的潮流動(dòng)力性質(zhì)。表現(xiàn)為狹長(zhǎng)的油狀污染物帶隨漲、落潮流往復(fù)擺動(dòng)，但總體上還是逐漸向下游方向漂移，且漂移距離越遠(yuǎn)，影響范圍越大。0.01 mm 厚度的油膜掃水面積如表3所示。各典型時(shí)刻?hào)|江南支流上水源保護(hù)區(qū)內(nèi)油膜包絡(luò)線范圍如圖1、圖2所示。

表2 溢油事故涉及工況列表

表3 油膜掃水面積

圖1 枯水期溢油0.5 h 后的油膜包絡(luò)范圍

圖2 枯水期溢油8 h 后的油膜包絡(luò)范圍

5.4 溢油事故對(duì)取水口影響分析

峽口水閘東江南支流上分布有多個(gè)水廠取水口，若峽口水閘處發(fā)生溢油事故，可能會(huì)對(duì)取水口水質(zhì)產(chǎn)生影響。經(jīng)模擬分析，在典型工況下，枯水期漲潮時(shí)刻發(fā)生溢油事故油團(tuán)影響到附近取水口的時(shí)間最短。

在枯水期漲潮時(shí)刻峽口水閘發(fā)生溢油事故情況下，泄露的油品受漲潮流的影響，沿著東江南支流往上游走，油膜逐漸扁平，油膜厚度開(kāi)始降低，27 min 后，油膜到達(dá)東莞市第六水廠取水口，1 h 35 min后到達(dá)茶山供水二廠取水口，隨后潮汐作用減弱，油膜往下游輸運(yùn)，再次經(jīng)過(guò)市第六水廠取水口，7 h 35 min 后到達(dá)東城水廠取水口，7 h 40 min 后到達(dá)市第二水廠取水口，7 h 45 min 后，到達(dá)市第三水廠取水口。隨后又隨漲潮往上游走。由此可知，枯水期若發(fā)生溢油事故，油膜隨著水流往復(fù)輸運(yùn)，多次影響著取水口。

溢油油團(tuán)在流動(dòng)中不斷乳化，使少量油品溶于水中，經(jīng)模擬可知，隨著油品的不斷乳化破碎，溶于水中的油類污染物逐漸增加。其中，第六水廠取水口油類污染物超標(biāo)1.8 倍，茶山供水二廠取水口超標(biāo)2.4倍，市第三水廠取水口、市第二水廠取水口超標(biāo)5.2倍，東城水廠取水口超標(biāo)5 倍。由此可知，如果放任油團(tuán)一直擴(kuò)散破碎乳化，將使得水中油類污染物濃度不斷增多，嚴(yán)重影響東江南支流及水廠取水口水質(zhì)。

6 溢油風(fēng)險(xiǎn)防范及應(yīng)急措施

為防范船舶溢油風(fēng)險(xiǎn)，可結(jié)合航標(biāo)工程中的指示標(biāo)牌，對(duì)航道兩側(cè)生活用水取水口位置進(jìn)行標(biāo)示，提醒過(guò)往船舶加強(qiáng)安全意識(shí)；所有船舶須按照交通部信號(hào)管理規(guī)定顯示信號(hào)；船舶發(fā)生緊急事件時(shí)，應(yīng)立即采取必要措施，同時(shí)向事故應(yīng)急中心及有關(guān)單位報(bào)告；建議峽口水閘管理處具備應(yīng)對(duì)中型溢油事故的能力，盡早在靠近東莞市第六水廠取水口設(shè)置圍油欄，配備圍控、回收設(shè)備和溢油分散劑、吸油氈等材料，至少形成應(yīng)對(duì)100 t 級(jí)船舶溢油事故的圍控回收能力，一旦發(fā)生溢油事故，能夠盡快趕到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行圍控和回收；要建立專門的船舶交通管理系統(tǒng)，減少出現(xiàn)事故的風(fēng)險(xiǎn)，在陸域建立臨時(shí)性船舶通信和交通管理站[4]。

7 結(jié)論

敏感水體內(nèi)的項(xiàng)目建設(shè)不僅要關(guān)注項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中正常情況下的環(huán)境影響，同時(shí)也要關(guān)注事故情況下的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及風(fēng)險(xiǎn)防范應(yīng)急措施。溢油環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)不僅可為今后同一區(qū)域內(nèi)船舶溢油環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)，也可為以后的事故處理提供參考資料[5]。

本項(xiàng)目屬于水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的水利工程建設(shè)，經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中最大可信事故為船舶溢油事故，采用溢油模型模擬預(yù)測(cè)得到典型情況下溢油事故發(fā)生后油團(tuán)到達(dá)東江南支流上水廠取水口的時(shí)間最短為27 min，即發(fā)生溢油事故的響應(yīng)時(shí)間為27 min。為防范溢油風(fēng)險(xiǎn)事故，應(yīng)建立應(yīng)急預(yù)案，同時(shí)對(duì)航道兩側(cè)生活用水取水口位置進(jìn)行標(biāo)示，提醒過(guò)往船舶加強(qiáng)安全意識(shí)，避免船舶溢油事故對(duì)取水口的污染。建議峽口水閘管理處配備應(yīng)對(duì)100 t 級(jí)船舶溢油事故的圍控回收能力，一旦發(fā)生溢油事故，能夠盡快趕到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行圍控和回收，以減小對(duì)取水口水質(zhì)的影響。