海上溢油應急策略制定的關鍵因素

孫壽偉

(中海石油環(huán)保服務(天津)有限公司，天津 300452)

0 引言

1993年，國際組織(IMO/IPIECA)組織編制了溢油應急相關的系列報告，在OPRC公約中各締約國所達成共識的前提下，為各國溢油應急管理與應對行動提供指導。OPRC公約根據具體風險源項，建議存在溢油風險的國家制定本國的溢油應急計劃，各石油公司及石油運輸行業(yè)均應有各自的溢油應急計劃與政府主管部門的應急預案相銜接，而計劃的實施的內容要靠實際應急行動來檢驗完善。2010年，美國“深水地平線號”井噴事故嚴重污染了海洋生態(tài)環(huán)境，同時暴露出應急響應過程中的問題。除了在實戰(zhàn)中發(fā)現問題、總結經驗，更為關鍵的因素在于應急響應中精準的應急策略。本文根據國內外海上溢油應急響應的特點與方式，系統(tǒng)地歸納了影響我國海上溢油應急行動的關鍵要素，總結了各要素之間的影響，為應急響應過程中科學地制定溢油應急策略提供參考。

1 溢油應急現狀分析

國際行業(yè)內各組織所奉行的溢油應急相關規(guī)則和指南，以及實際操作中的總結、規(guī)范還不能稱之為標準。我國在積極履行OPRC公約的同時，逐步建立健全相關法律法規(guī)體系，已基本建設形成國家級、海區(qū)級、省(自治區(qū)、直轄市)級、港口級及船舶級五級應急管理體系，由海事行政主管部門統(tǒng)一負責溢油應急響應的組織管理，制定重大海洋溢油應急計劃[1]。

1.1 船舶溢油應急類

國內對于溢油應急能力建設并未形成行業(yè)標準。按照水域劃分，船舶類應急資源主要依托于沿海水域船舶溢油應急設備庫、長江干線船舶溢油應急設備庫兩類。沿海水域船舶溢油應急設備庫主要針對海上風浪大、水域開闊等特點，配置海洋型溢油應急設備。

1.2 海洋石油勘探開發(fā)類

目前，國內一些海上應急搶險機構配備了海上應急搶險船、水下管道干式維修艙、水下機器人等應急裝備，但是實踐表明，現有的海底管道應急裝備在灘海、極淺海海底管道泄漏應急搶險中表現不足[2]。迄今為止，我國以三大油企為代表的應急能力資源系列配置也只是涉及作業(yè)安全、設備性能和工業(yè)技能領域居多，環(huán)保類居少。溢油應急作為環(huán)保門類的一個分支尚未獲得重視與人類抵御溢油的歷史較短有關。當今世界范圍內，與石油勘探開發(fā)相關的高等教育中并無溢油應急課程或專業(yè)設立。

2 溢油風險量化分析

海上石油施工作業(yè)包括物探、鉆完井、采油、油氣集輸與處理、儲存及運輸等，作業(yè)過程中涉及到大量生產設施及作業(yè)設施[3]。我國對溢油風險分析起步較晚，但在船舶發(fā)生溢油事故分析研究方面頗有研究，而在海上石油設施溢油風險分析和評價方面相對而言缺乏系統(tǒng)的方案和研究工具，可以借鑒參考的相關資料也很少。在區(qū)域溢油應急能力評估過程中，科學地分析評價海上石油設施的環(huán)境安全風險，統(tǒng)一規(guī)范區(qū)域溢油應急能力中溢油風險分析的方法、內容和數據采集格式，量化主要風險分析，以便有針對性地確定應對策略和資源配置指標，降低和減少溢油事故風險，確保海洋環(huán)境免受污染。

3 溢油應急策略分析

海上溢油信息的準確性是制定溢油應急策略的關鍵。第一時間應明確現場溢油源基本情況、泄漏時間、油品性質、氣象海況、已采取措施等信息，作為制定應急策略的基礎。鑒于測量海面溢油厚度和面積的難度，準確估算海上溢油量是很困難的。當溢油泄漏到海面時，受海流與風的影響擴散形成油膜。油膜通過吸收海浪的能量，增加海水表面張力，使溢油海域的水面相比正常海域略顯平靜。當油層變薄時，更容易受到浪，風和海流運動的破壞，因而順著風向和海流運動的方向形成更小的油塊或狹窄的油膜帶。由此分析，溢油處置應綜合分析相關的各種因素，重點關注優(yōu)質資源協(xié)調、應急響應時間、溢油圍控與回收以及淺灘與岸線溢油處置的初期準備。

3.1 應急資源協(xié)調

海上溢油事件發(fā)生后，可根據事件發(fā)生的現場信息分析可能給周邊海域帶來的影響，并通過船舶跟蹤、直升機巡航、溢油漂移數據模擬分析等技術手段對溢油擴散趨勢進行分析。同時，篩選溢油周邊適用的現場應急資源，通過技術研判分析，確定溢油攔截點位并實施資源集中統(tǒng)一調配，確保有效攔截溢油。

3.2 應急響應時間

應急響應時間主要指從接到事故報警到應急設備和物資到達事故現場開始作業(yè)的時間，考慮0.5～1 h的陸上準備時間以及1 h左右的水上運輸時間，確定港內水域的應急響應時間為2 h[4]。海上應急動員時間通常以溢油應急設備運輸至溢油點的直線航行距離為計算基礎，船舶航行速度12節(jié)(約22 km/h)，陸地溢油應急基地動員時間不超過1.5 h。陸地溢油應急基地響應時間不包括通行航道時間。

3.3 溢油圍控與回收

溢油圍控與回收作業(yè)是現場溢油處置效果最直接的體現。根據不同油品特性及不同條件采取相應的溢油處理方法。針對海上實際情況，考慮所需設備、環(huán)境因素的影響，需注意優(yōu)先權的選擇。天氣狀況良好，首先使用圍油欄對溢油進行圍控。若溢油量較少、范圍不大，可使用吸油毛氈吸附，人工使用撈油網進行打撈清除；若溢油量較大，則使用船舶搭載機械回收設備進行清除。敏感海域發(fā)生的溢油事件，應考慮事態(tài)影響的嚴重程度確定優(yōu)先保護次序，最大限度地控制事態(tài)蔓延。

3.4 淺灘及岸線溢油處置

潮間帶和淺灘段指海管登陸點東部水域大型作業(yè)船舶無法到達的水域。由于作業(yè)船舶無法到達該水域，該水域的溢油處置需協(xié)調周邊可用船舶資源支持應急。淺灘及岸線溢油污染處置應考慮泥質灘涂地勢、潮間帶寬度、陸岸交接處海水水深等作業(yè)環(huán)境，還應考慮泥沙巖石對應急設備的影響，通過刷式、鼓式等專用設備回收溢油。受泥質灘涂的影響，溢油流動性受到限制，一般收油機無法使用，可考慮高壓清洗設備、吸附材料以及與吃水較潛的固體浮子式圍油欄配套使用。

4 溢油事故場景模擬分析

受到風、浪、流作用影響，溢油一旦進入海洋在海面漂移、擴散，將會對海洋水體造成嚴重污染。溢油事故后，準確獲得海面油膜動態(tài)信息，對控制污染、減小損失以及清除溢油起著關鍵性作用。油膜在漂移過程中，其質量和性質會發(fā)生較大的變化，并且這些變化是動態(tài)的，這就要求作業(yè)者在溢油發(fā)生后的不同時刻充分認識溢油屬性，以便對溢油進行有效的預測、評估和處置。

4.1 溢油點、溢油量及溢出方式

根據海上設施工程作業(yè)特點、溢油風險以及溢油漂移擴散的隨機性，選擇渤海海域隨機位置作為溢油點源，同時選擇最大可信事故為事故源項，確定為海底管線重質原油泄漏事故，泄漏量為100 t，點源連續(xù)排放，持續(xù)時間為4 h，油膜漂移預測時間為溢油后的48 h。預測48 h內溢油在最大風與平均風情況下不同風向的漂移軌跡。

4.2 模擬風場數據

綜合模擬海域每個月的氣象資料和本海域相關敏感目標后，確定歷史常見風速風向等相關數據，并趨向于不利因素，作為溢油油膜漂移軌跡的基礎數據。

4.3 預測結果

油膜在風和水流的共同作用下在水體中進行不規(guī)則的曲線運動，并隨時間變化逐漸擴散，其運動方向甚至會與潮流方向相反，可以看到油膜中心點分布比較密集甚至發(fā)生重疊。如圖1所示，近海區(qū)域，風速和風向引起的淺海風海流對于溢油漂移擴散結果起很重要的作用，體現在模擬結果中就是：不同的風向直接導致溢油漂移方向不同，甚至決定了溢油是否抵岸。

圖1 模擬采用的風場數據(風速：m/s)

4.4 應急策略

根據96 h溢油漂移數值模擬分析，溢油向南漂移擴散。確定距離溢油源最近的陸地基地，假定陸地應急資源到達溢油海域時間約6 h。6 h后，溢油已擴散至溢油源以南約10 km處，油膜寬度為2 km左右。受氣象與海況影響，油膜在96 h以后的漂移擴散存在危及周邊敏感海域與岸線的可能。根據以上條件，現場應急策略如下：(1)啟動現場應急，進行溢油圍控與回收(一般具備圍油欄400 m、收油20 m3/h)，針對已擴散溢油進行船舶跟蹤；(2)協(xié)調陸地應急資源向溢油源以南10 km海域集結，到達海域后根據溢油實際擴散情況進行溢油圍控與回收作業(yè)；(3)若應急資源充足，在周邊敏感海域進行溢油攔截保護，防止溢油污染，同時考慮切斷溢油登陸途徑；(4)海面薄油膜清理及油污垃圾處置。

5 結語

制定海上溢油應急策略，要首先根據現場信息確定應急方向，以溢油量與溢油擴散路徑為主線，綜合考慮周邊環(huán)境影響，同時采用常規(guī)技術手段，做好溢油擴散分析、應急資源協(xié)調、溢油圍控與回收等工作。在借鑒國際溢油專業(yè)領域的先進經驗的同時，還要結合國內實際情況對海上實際風險海域編制合理的、可操作性強的溢油應急處置方案與策略，通過場景設計、應急演練、能力評估等多種要素有效地改善應急工作中管理與技術環(huán)節(jié)存在的問題。