（环境科学与工程专业论文）海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究.pdf

r 3 -ii959 8 jly 鼍 一 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博顾 士学位论文竺整土鲎迪壹越区险攫壅塞旦盐篡友选的班塞：。除论文中已经注明引用的内 容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包 含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名：狐铀 j 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规 定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论 文收录到中国优秀博硕士学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中 国学位论文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版 发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密卣( 请在以上方框内打“”) 论文作者签名： 张舒 l 、j 导师签名： 日期：加，f 年7 中文摘要 摘要 论文通过总结近几年国内外海上溢油事故，得出海上溢油事故的发生形式主 要有以下几种：一是船舶事故溢油，二是码头油罐区事故溢油，三是海上钻井平 台、海底管线事故溢油。据统计，船舶溢油事故在所有溢油事故中所占的比例最 大，相比之下，码头油罐区、海上钻井平台、海底管线溢油事故所占的比例较小， 但造成的后果却极其严重，应引起足够重视。近年来国内外进行了不少对海上船 舶溢油事故风险概率的研究，且用于此类事故的概率计算方法主要有概率直接计 算法和逻辑推导法，但对码头油罐区、海上钻井平台和海底管线溢油事故概率的 计算方法则较为缺乏。 因此，本论文将针对船舶溢油事故统计数据较全的特点，将概率直接计算法 应用于研究丹东港大东港区船舶溢油事故的风险概率，经计算得出该港区溢油量 为1 吨以下的操作性船舶溢油事故大约1 2 4 年发生一次，5 0 吨以上的海损性船舶 溢油事故约1 5 5 8 年发生一次。由于码头油罐区、海上钻井平台、海底管线溢油事 故均具有事件发生过程关联性较强的特点，故本论文将故障树逻辑推导法应用于 研究丹东港大东港区南3 撑液化码头油罐区溢油事故的风险概率，将事件树逻辑推 导法应用于研究辽河滩海地区海上钻井平台、海底管线溢油事故的风险概率，经 计算得出，丹东港大东港区南3 撑液化码头油品灌区发生1 0 0 吨以上溢油事故的频 率大约为每1 2 9 年发生一次；而辽河滩海地区钻井平台、海底管线发生5 0 0 吨以 上溢油事故的频率约为每3 5 6 7 年发生一次。文章最后针对几种类型的溢油事故提 出了相应的防治措施。 本论文通过实例研究几种不同概率计算方法的适用性，针对不同类型事故的 特点采用不同的风险概率计算方法进行分析，为以后进行海上溢油事故风险评估 提供更为科学简便的概率计算方法。 关键词：海上溢油；概率计算；风险；故障树；事件树 英文摘要 a b s t r a c t n u g l l 翻珊m a 一面唱t h ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lo c e a m co i ls p i l li n c i d e n t so f t h er e c e n ty e a r s ，t h i st h e s i sc l a s s i f i e sa l lt h ec a u s 酷o f0 i ls p i l l si n t of o l l o w i n gt h r e e t y p e s ：s h i pa c c i d e n tt h a tl e a d st os p i l l ；t e r m i n a lt a n kf a r ma c c i d e n tt h a tc a u l ss p i l l ； d r i l l i n gp l a t f o r ma n ds u b s e ap i p e l i n ea c c i d e n tt h a tc r e a t e ss p i l l a c c o r d i n gt ot h e s t a t i s t i c s ，s h i pa c c i d e n ti sa c c o u n t e df o rt h el a r g e s tp e r c e n t a g ea m o n ga l la c c i d e n t s i n c o n t r a s t , t e r m i n a lt a n kf a r ma c c i d e n to rd r i l l i n gp l a t f o r ma c c i d e n ta n ds u b s e ap i p e l i n e a c c i d e n tt a k e ss m a l lp r o p o r t i o n n e v e r t h e l e s s t h e ys h o u l db et a k e ns e r i o u s l yb e c a u s eo f t h e i r 翻g v e l ec o n s e q u e n c e s i nr e c e n ty e a r s ，m a n ys t u d i e sw i t h i no ro u t s i d eo fo u r c o u n t r yh a v eb e e nc a r r i e do u tf o rt h er i s ko c c u l t e n c eo fo i ls p i l lc a l l s e db ys h i pa c c i d e n t u n d e rt h es u p p o r to fb a s i cp r o b a b i l i t ym e t h o da n dl o g i c a lp r o b a b i l i t ym e t h o d h o w e v e r , m e t h o d st oc a l c u l a t et h ef r e q u e n c yo fo i ls p i l lc a u s e db yt e r m i n a lt a n kf a r ma c c i d e n to r b yd r i l l i n gp l a t f o r ma n ds u b s e ap i p e l i n ea c c i d e n ta r ea b s e n t t h e r e f o r e ，f o c u s i n go nt h ef a i r l yc o m p r e h e n s i v es t a t i s t i c a ld a t af o rs h i pa c c i d e n to i l s p i l l s ，t h i sp a p e rw i l la p p l yt h eb a s i cp r o b a b i l i t ym e t h o dt ot h er i s ka s s e s s m e n to ft h eo i l s p i l l sc a u s e db yt h es h i pa c c i d e n t si nd a n d o n gp o r t t h er e s u l t s 栅t h ec a l c u l a t i o n s i n d i c a t et h a tt h er a t ef o rt h eo p e r a t i o n a la c c i d e n to i ls p i l li na m o u n t b e l o wlt o ni sa b o u t o n c ee v e r y1 2 4y e a r s ；t h er a t ef o r t h ea v e r a g ea c c i d e n to i ls p i l li na m o u n tm o r et h a n5 0 t o n si sa b o u to n c ee v e r y15 5 8y e a r s d u et ot h es t r o n gi n t e r r e l a t i o na m o n gi n c i d e n t sl e d b yt e r m i n a l t a n kf a r ma c c i d e n t so rd r i l l i n gp l a t f o r ma c c i d e n ta n ds u b s e ap i p e l i n e a c c i d e n t s ，f a u l tt r e ea n a l y s i sf f t a ) i su s e di nt h er i s ka s s e s s m e n to ft h eo i ls p i l l s 锐l 删b yt h ea c c i d e n t so n 撑3t e r m i n a lt a n kf a r ma ts o u t ho fd a d o n gd i s t r i c ti n d a n d o n gp o r t , r e s u l t i n ga tt h er a t eo fa b o u to n c ee v e r y12 9y e a r sf o ro i ls p i l lm o r et h a n 10 0t o n s e v e n tt r e ea n a l y s i s ( e t a ) i su s e di nt h er i s ka s s e s s m e n to ft h eo i ls p i l l s c a u s e db yt h ea c c i d e n t so fd r i l l i n gp l a t f o r m sa n ds u b s e ap i p e l i n e si nt a n h a ia r e ao f l i a o h e ，r e s u l t i n ga tt h er a t eo fa b o u to n c ee v e r y3 5 6 7y e a r sf o ro i ls p i l lm o r et h a n5 0 0 t o n s t h ef i n a lp a r to ft h et h e s i sa d d r e s s e st h ep r e v e n t i o na n dc o n t r o lm e a s u r 髓f o rt h e t h r e et y p e so fo i ls p i l la c c i d e n t s t h i st h e s i ss t u d i e st h ea p p l i c a b i l i t yo fd i f f e r e n tp r o b a b i l i t ye s t i m a t i o nm e t h o d sa n d a p p l i e se a c hm e t h o da c c o r d i n o yt ot h et h r e et y p e so fo i ls p i l la c c i d e n t st od r a wt h e r e s u l t st h a tc a n p r o v i d es o m es i m p l ea n ds c i e n t i f i cn k 雹s u 陀sf o ro c c u r r e n c co f o i ls p i l l k e yw o r d s ：o i ls p i l l ；p r o b a b i l i t y ；r i s k ；f a u l tt r e ea n a l y s i s ；e v e n tt r e ea n a l y s i s 目录 目录 第1 章绪论1 1 1 海上溢油事故危害1 1 1 1 溢油对海洋生态的危害。l 1 1 2 溢油对海洋产业的危害3 1 1 3 溢油对浅水域及岸线的影响。3 1 2 国内外海上溢油事故3 1 2 1 近年重大海上溢油事故3 1 2 2 墨西哥湾漏油事故5 1 2 3 大连新港7 1 6 漏油事故6 1 2 4 海上溢油事故分析8 1 2 5 相关法律、法规、政策1 1 1 3 海上溢油事故风险评估简介1 2 1 3 1 海上溢油风险评估的基本术语1 2 1 3 2 海上溢油风险评估结构框架1 4 1 3 3 海上溢油风险分析方法1 7 1 3 3 国内外研究进展2 0 1 4 论文研究目的2 l 第2 章海上溢油事故风险分析方法2 2 2 1 溢油事故概率直接计算法2 2 2 2 溢油事故概率逻辑推导法2 4 2 2 1 事件树( e t a ) 分析方法2 5 2 2 2 故障树( f t a ) 分析方法2 6 第3 章船舶溢油风险概率计算方法3 2 ( 以丹东港大东港区船舶溢油事故为例) 3 2 3 1 丹东港大东港区概况3 2 3 1 1 地理位置3 2 3 1 2 自然环境3 2 3 1 3 航道、锚地和导航3 6 3 1 4 港口规模3 8 3 1 5 到港船舶概况3 9 3 2 船舶溢油事故风险概率计算3 9 3 2 1 事故统计分析3 9 3 2 2 船舶溢油事故概率基础值计算4 6 3 2 3 船舶溢油事故风险概率计算4 6 第4 章油罐区、钻井平台、海底管线溢油风险概率计算方法5 0 4 1 油罐区、钻井平台、海底管线溢油事故分析5 0 4 2 码头油罐区溢油风险概率计算5 0 ( 以丹东港大东港区南3 # 液化码头为例) 5 0 4 2 1 油罐区溢油事故故障树( f t a ) 模型建立5 0 4 2 2 故障树( f t a ) 最小割集求解5 3 4 2 3 故障树( f 1 a ) 底事件概率5 4 4 2 4 故障树( f 1 a ) 顶事件概率5 6 4 3 海上钻井平台、海底管线溢油风险概率计算5 7 ( 以辽河滩海钻井平台、海底管线为例) 5 7 4 - 3 1 辽河油田滩海地区简介5 7 4 3 1 事件树( e t a ) 建立5 9 4 3 2 事件树( e 1 a ) 链事件概率6 1 4 3 3 海上钻井平台、海底管线溢油事故概率计算6 2 第5 章海上溢油事故防范对策6 3 5 1 船舶溢油事故防范对策6 3 5 2 油罐区、钻井平台、海底管线溢油事故防范对策。6 5 第6 章结论与建议6 8 6 1 主要结论，一6 8 6 2j 童议，6 9 参考文献7 l 攻读学位期间发表的论文7 4 致 射、。7 5 海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究 第1 章绪论 1 1 海上溢油事故危害 随着海上石油运输量的增加，世界油轮进出我国港口的艘次也在逐年增多， 随之引发的海上溢油事故也频繁发生。中国是石油进1 ：3 大国，石油运量仅次于美 国、日本，我国港口石油吞吐量正以每年1 0 0 0 多万t 的速度增长。据统计，1 9 7 7 1 9 9 6 年间，中国沿海共发生大小船舶溢油事故2 3 5 3 起，平均每隔4 天发生一起，溢油 量超过1 0 t 的重大溢油事故6 5 起，总溢油量超过3 万t i 。 由于石油具有毒性，且密度小于海水，进入海洋后不仅使海洋环境、岸线受 到严重污染，给海洋生态资源造成巨大损失，同时也给渔业、养殖业、旅游业等 海洋产业带来严重影响。 1 1 1 溢油对海洋生态的危害 ， ( 一) 溢油对鸟类的危害 海面上的溢油对鸟类的危害最大，尤其是潜水摄食的鸟类。这些鸟类接触到 油膜后，羽毛会因浸吸油类而失去防水、保温能力，如图1 1 所示为溢油后海面上 的鸟类。此外，鸟类还会因摄取溢油而造成内脏的损伤，最终因饥饿或中毒死亡【2 】。 在溢油事故发生时，海鸟所受的危害是相当严重的。 擎。 。 +1 嗍 - 二、曩：3 州，+ ? 图1 1 受溢油危害的鸟类 f i g 1 1b i r d sb yo i ls p i l ld a m a g e ( 二) 溢油对海洋浮游生物的危害 第1 章绪论 浮游生物是最容易受污染的海洋初级生物，一方面，由于它们对油类的毒性 特别敏感，所以即使在很低浓度的溢油情况下它们也会被污染；另一方面，浮游 生物与水体连成一体，浮游生物会将大量的海面浮油吸收【2 j 。此外，海面油膜对阳 光的遮蔽作用会影响一些需要进行光合作用浮游生物，无法进行光合作用的浮游 生物最终将腐败变质，而变质的浮游生物又会危及以它们为食的其他较高级的海 洋生物的生存【4 j 。如果在水体交换能力较差的海域喷洒溢油分散剂，则被分散的油 对海洋生物的危害更为严重。 ( 三) 溢油对鱼类的危害 成鱼有着非常敏感的器官，一旦嗅到油味，会很快地游离溢油水域，因此， 溢油对成鱼的影响主要是鱼的饵料。相对成鱼来说，生活在近岸浅水域的仔稚鱼 更易受到溢油的污染【2 】。当毒性较大的油进入浅水湾时，不论是自然原因还是使用 分散剂，都会对该水域的仔稚鱼造成多方面的危害。 ( 四) 溢油对海洋哺乳动物的危害 海面上休眠或运动的海洋哺乳动物受溢油污染危害的情况是不同的，如鲸鱼、 海豚和成年海豹对油类非常敏感，能及时地逃离溢油水域。但成年海豹和小海狗 栖息海滩时，会被油类的污染所困，以至于死亡【2 j 。水獭遭受油污染后，通常会窒 息死亡，主要原因是水獭不愿离开栖息场所。图1 2 为墨西哥湾发生漏油事故后在 岸滩上发现的死亡海豚。 图1 2 漏油事故致死的海豚尸体 f i g 1 2t h ed e a t hb o d yo fad o l p h i nb y0 i ls p i l l 2 海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究 1 1 2 溢油对海洋产业的危害 ( 一) 溢油对海洋渔业的危害 养鱼场网箱里的鱼因不会逃离，受溢油污染后将不能食用。近岸养殖的扇贝、 海带等也是如此。另外，用于养殖的网箱受油污染后很难清洁，只有更换才能彻 底消除污染，这样的费用十分昂贵【3 1 。 ( 二) 溢油对码头、工业的危害 码头和游艇停泊区对溢油也是非常敏感的，通常情况下需要对港区水域进行 清理，这势必会影响到船舶的进出港【3 1 。要对被污染的游艇和船舶采取清洁措施， 这种操作的费用也是较高的。如果岸线设有工厂取水口，那么溢油就会进入工厂 设备系统，造成设备的毁坏，甚至造成一个工厂的关闭。盐业和海水淡化业等都 会受到溢油污染的直接危害，造成经济损失【2 】o ( 三) 溢油对海上运输业的危害 溢油事故若发生在航道或锚地，需要及时进行清污，海面上使用的大量围油 栏等清污设施将会占用原有航道或锚地的海域，此时通行船舶只能停留或绕道而 行，从而对海上运输业带来一定程度的影响。 1 1 3 溢油对浅水域及岸线的影响 浅水域通常是海洋生物活动最集中的场所，如贝类、幼鱼、珊瑚等活动在该 区域，也包括海草层，该类水域的海洋生物对溢油污染异常敏感【2 l 。如果在这类水 域使用溢油分散剂，造成的危害会更大。此外，溢油对岸线沙滩的污染会直接影 响到旅游业【3 1 。 1 2 国内外海上溢油事故 1 2 1 近年重大海上溢油事故 1 9 7 6 年2 月1 6 日，“南洋”轮在汕尾附近海域与他船发生碰撞，导致8 0 0 0 吨 货油全部溢出。 1 9 8 3 年1 1 月2 5 日，巴拿马籍“东方大使号”油轮出港途中在青岛港中沙礁触 礁搁浅，溢出原油3 0 0 0 多吨，污染海岸线长达2 3 0 公里【6 1 。 1 9 8 4 年9 月2 8 日，巴西油轮“加翠号”在胶州湾触礁，泄油近8 ) 0 吨。 1 9 8 9 年3 月2 3 日，超级油轮“埃克森瓦尔迪兹号”的船长指挥失误，使油轮偏 第1 章绪论 离航道，在阿拉斯加州的威廉王子峡湾与水下礁石发生碰撞。油轮船体裂开，溢 油近4 万吨，导致数干公里海岸线布满石油【6 】。 1 9 9 1 年1 润，萨达姆为避免军事失败，下令从科威特撤退的伊拉克军队打开 石油管道、油井甚至停泊在港口的油轮的阀门。据估计，至少有1 3 6 万吨( 最多可 能达1 5 0 万吨) 的原油流入内陆和波斯湾。 1 9 9 9 年3 月2 4 日，中国籍“闽燃供2 ”轮与“东海2 0 9 ”轮在广东省珠海市附近 海域发生碰撞而沉没，船上所载的5 8 9 吨油泄漏入海【6 】。 2 0 0 2 年11 月2 3 日，马耳他籍油轮“塔斯曼海”与中国籍“顺凯l 号”轮相撞， 约2 0 0 吨原油泄漏。 2 0 0 4 年1 2 月7 日，巴拿马籍集装箱船“现代促进”轮与德国“伊伦娜”轮碰撞， 导致1 2 0 0 多吨船舶燃料油溢出，全部损失达6 8 0 0 万元【5 一。 2 0 0 5 年4 月3 日，葡萄牙籍油轮“阿提哥”在进入大连新港时意外触礁，导致 数百吨原油泄漏。 2 0 0 6 年4 月2 2 日，英国籍“现代独立”轮于舟山马峙锚地永跃船厂进坞过程中 与船坞发生触碰，造成左舷破损，并导致第三燃油舱4 7 7 吨燃油( 重油) 外溢。 事故造成周围海域严重污染，经济损失数千万元。 2 0 0 7 年1 月和3 月1 1 日，越南中部和南部沿海分别发现原油泄漏污染。漏油 污染严重影响了包括旅游胜地德南海滩在内的1 2 5 公里沿海地带，使越南当年的 龙虾和贝类产量大受影响f 5 1 。 2 0 0 8 年8 月1 6 日，广西北海市涠洲岛发现溢油，环岛近岸均出现相当数量的 油污，它们被西南浪冲刷到岸上，凝结成颗粒状覆盖在沙滩和岩石上。这个“中国 最年轻的火山岛，受到了严重的溢油污染【5 】o 2 0 0 9 年9 月1 5 日，空载的巴拿马籍集装箱船“圣狄”轮受台风影响，在珠海 高栏岛长咀附近海域搁浅，事故造成燃油泄漏入海，污染了高栏岛飞沙滩一带海 域、岸线【5 1 。 2 0 1 0 年4 月2 0 日，英国石油公司( b p ) 的石油钻井“深水地平线”发生爆炸， 上百万加仑低硫轻质原油从距离美国路易斯安那州海岸6 5 千米以外、1 5 0 0 米深的 地下喷涌而出j 每天有5 0 0 0 桶原油泄漏到墨西哥湾，此次原油泄漏量巨大，无法 估计 7 1 。 ，- 海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究 2 0 1 0 年7 月1 6 日，一艘3 0 万吨级利比里亚籍油轮在大连新港卸油，违规操 作引起陆地输油管线爆炸，引发大火和原油入海，5 0 平方公里海面受污染。根据 官方的统计数据，此次溢油的总量达到了1 5 0 0 吨，造成巨大生态灾难。 1 2 2 墨西哥湾漏油事故 2 0 1 0 年4 月2 0 日，位于美国路易斯安那州威尼斯东南约8 2 公里处海面的一座 钻井平台发生爆炸并引发大火，造成1 1 名工作人员死亡。这一平台是英国石油公司 在美国墨西哥湾租用的钻井平台“深水地平线”【7 】。爆炸火势持续大约3 6 小时后，平 台沉入墨西哥湾，当时白宫将疑似漏油的迹象称为“寻常事故 ，4 月2 4 日海岸警 卫队证实油井漏油，每天大约泄漏1 0 0 0 桶原油。4 月2 8 日，确定油井日漏量是先 前估计的5 倍；即每天泄漏5 0 0 0 桶原油，且发现新的漏油点。4 月2 9 日，美国政 府全面介入救灾，浮油与当晚抵达路易斯安那州海岸。5 月5 日英国石油公司首次 用钢筋水泥罩封堵漏油方法失败，5 月2 6 日，英国石油公司用“灭顶法再次堵 漏失败。事隔发生近三月后，英国石油公司于7 月1 5 日宣布漏油已成功封住。这 场事故造成1 5 0 0 米深海的原油泄漏，是历史上首次发生在超过5 0 0 米以上深海的 原油泄漏【7 】。美国政府证实，此次漏油事故超过了1 9 8 9 年阿拉斯加埃克森公司瓦 尔迪兹油轮的泄漏事件，是美国历史上“最严重的一次”漏油事故【7 , 8 1 。图1 3 为墨西 哥湾“深水地平线 石油钻井平台爆炸漏油事故。 和普通的油轮泄漏事件相比，此次油井泄漏造成的经济损失以及生态灾难是 空前巨大的。海面上的油膜只是冰山一角，更糟的影响正发生在人们看不到的地 方，由此产生的生态灾难会像蝴蝶效应般持续数年。不仅微小的浮游生物无力逃 离污染海域，油污对大多数鱼类和海洋生物的卵而言也都是致命的。事实上，只 要是油污遍及之处，任何有腮的生物都有可能窒息死亡。 事隔一年：如今的墨西哥湾海滩上会不时出现裹满油污的海豚尸体和原油球 块；曾经的墨西哥湾沿岸“猫岛”红树林茂密、水鸟出没，但如今生态环境已明显恶 化；大量鱼类因漏油死亡，使周边以捕鱼为生的居民断了生计【3 1 。虽然墨西哥湾漏 油事件已经平息，但其对海洋生态所造成的影响仍在继续，漏油产生的毒物会在 食物链积聚、进而改变食物链网，一些海洋物种可能灭绝。另外，漏油还使许多 地方土壤受侵蚀，植被退化。 第1 章绪论 图1 3 墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台爆炸漏油事故 f i g 1 3g u l fo fm e x i c o ”d e e ph o r i z o n ”o i l 吨e x p l o s i o no i ls p i l l 1 2 3 大连新港7 16 漏油事故 2 0 1 0 年7 月1 6 日，位于辽宁省大连新港附近的大连中石油国际储运有限公司 原油罐区输油管道发生爆炸，造成原油大量泄漏并引起火灾。经调查，证实事故 原因为一艘3 0 万吨级利比里亚籍油轮在大连新港卸油，违规操作引起陆地输油管 线爆炸，引发火灾，造成部分输油管道、附近储罐阀门、输油泵房和电力系统损 坏和大量原油泄漏，造成5 0 平方公里海面受污染。 当时引发爆炸的一条9 0 0 毫米管道大火在7 月1 6 日2 3 时3 0 分许被完全扑灭， 但爆炸又引发另一条7 0 0 毫米管道发生大火，这条7 0 0 毫米管道大火因油泵被损 坏而无法切断油路未被扑灭，彻夜持续燃烧。大火持续燃烧1 5 个小时，现场发生 了至少6 次爆炸。于7 月1 7 日上午9 时许大火基本被扑灭【9 j 。图1 4 为大连新港 油罐区爆炸现场 海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究 第1 章绪论 大连新港7 1 6 输油管线爆炸导致的溢油事故发生后，大连市海洋局将工作重 点放在重点区域的监测、清理，以及海洋生态评估和科学修复。可以说，这次原 油罐区输油管道爆炸事件造成的溢油对大连海洋生态的影响将是长期的、不可低 估的。 1 2 4 海上溢油事故分析 近年来海上石油泄漏污染事件频发，通过总结，可得出以下几种海上溢油事 故的类型： 一是海上航运因素导致海上石油泄漏。这类事件主要是由船舶事故引起，包 括船舶碰撞、触礁、搁浅、沉没以及人为操作失误所造成的海上溢油。 二是码头油品罐区发生破损或火灾爆炸而导致石油泄漏入海事故。 三是海上钻井平台或海底管线因爆炸或其他事故引起石油泄漏。 通过对这些海上溢油事故的总结可以发现，船舶事故、码头油罐区发生火灾 爆炸和海上钻井平台、海底管线发生火灾爆炸是引起海上溢油的主要事故类型。 总的来说，船舶事故导致海上石油泄漏的发生频率较高，但由于现代船舶制造技 术的逐年改进以及船舶操作人员素质的逐年提高，船舶溢油事故的发生次数正在 逐年减少，且由船舶事故而导致大量溢油事件的次数也在逐年递减，如图1 6 所示 为1 9 7 0 2 0 0 0 年问较大溢油事故在每十年间所占的比例，从图1 7 和图1 8 可看出， 1 9 7 0 年到2 0 1 0 年间，无论是超过7 0 0 吨的大溢油量船舶事故次数还是7 - 7 0 0 吨的 中溢油量船舶事故次数，均呈逐年递减趋势。除此以外，非油轮事故导致溢油的 次数在所有船舶溢油事故中所占比例很大，这类事故虽然发生次数多，但溢油量 很少，所以在大多数船舶溢油事故中，真正对环境产生重大影响的溢油事故还是 占极少数的。如图1 9 所示为大溢油事故和小溢油事故在一定时间内所占的比例及 泄漏量。 海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究 图1 61 9 7 0 - 2 0 0 9 年间较大溢油事故在各时间段所占的比例【1 0 】 f i g 1 6m a j o rs p i l l sa sap e r c e n t a g eo f t h o s er e c o r d e d 1 9 7 0t o2 0 0 9p e rd e c a d e l l o 】 图i 71 9 7 0 2 0 1 0 年间大溢油量( 7 0 0 吨) 船舶事故次数【l o l f i g 1 7n u m b e r s o fl a r g es p i l l s ( o v e r7 0 0t o n n e s ) f r o m19 7 0t o2 010 【1 0 1 9 第l 章绪论 图1 81 9 7 0 2 0 1 0 年各时间段大于7 0 0 吨和7 - 7 0 0 吨溢油量船舶事故次数【1 o 】 f i g 1 8n u m b e ro f m e d i u ms i z e d ( 7 7 0 0 t ) a n dl a r g e ( 7 0 0 t ) s p i l l sp e rd e c a d ef r o m1 9 7 0 2 0 1 0 【1 0 l 图1 9 大溢油事故和小溢油事故在一定时间内所占比例及泄漏量【1 0 i f i g 1 9s p i l l so v e r7t o n n e sp e rd e c a d es h o w i n gt h ei n f l u e n c eo far e l a t i v e l ys m a l ln u m b e ro f c o m p a r a t i v e l yl a r g es p i l l so nt h eo v e r a l lf i g u r e 【1 0 】 相对于船舶溢油事故而言，码头油罐区发生火灾爆炸和海上钻井平台、海底 管线发生火灾爆炸引发的海上溢油虽发生次数很少，但一旦发生，产生的溢油量 1 0 海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究 将是巨大的，对环境的影响也将是长久的、不可恢复的。近两年来，国内外出现 的几件重大溢油事故，如墨西哥湾和大连新港溢油事故分别是由于每上钻井平台 和码头油罐区发生爆炸事故引发的。 因此，在进行海上溢油风险评估时，不仅应该考虑传统的船舶益油事故，还 应对事故发生后果严重的码头油罐区溢油事故和海上钻井平台、海底管线溢油事 故加以重视。 1 2 5 相关法律、法规、政策 墨西哥湾海底漏油的梦魇尚未退却，地球另一端的中国大连又传来油管爆炸 的巨响，海上溢油事故接二连三的发生，使社会各界对海上溢油事件的关注程度 逐渐增强。从我国近几年出台的相关法律、法规、政策可以看出国家正在逐年重 视对海上溢油事故的防治工作。 防治船舶污染海洋环境管理条例( 中华人民共和国国务院令第5 6 1 号) 中 要求：“港口、码头、装卸站以及从事船舶修造、打捞、拆解等作业活动的单位 应当制定有关安全营运和防治污染的管理制度，按照国家有关防治铅舶及其有关 作业活动污染海洋环境的规范和标准，配备相应的防治污染设备和器材，并通过 海事管理机构的专项验收 。关于明确辖区港口作业单位及船舶有关作业活动单 位防治船舶污染能力专项验收有关事宜的通知中要求：“港口作业单位及船舶 有关作业活动单位必须委托有资质的单位编制船舶污染风险与污染防治能力评 估报告 【1 1 】。 中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护管理条例中也 雪出：“企业、 事业单位、作业者应具备防治油污染事故的应急能力，制定应急计划，配备与其 所从事的海洋石油勘探开发规模相适应的油回收设施和围油、消油器材。配备化 学消油剂，应将其牌号、成分报告主管部门核准。“海上储油设施、输油管线应 符合防渗、防漏、防腐蚀的要求，并应经常检查，保持良好状态，坊止发生漏油 事故。 f 1 2 】 大连新港7 1 6 油管爆炸事件发生后，由于事故的影响程度较为严重，强调应 根据全国的石油生产及储备区域的分布，石油管线的布局情况，港口码头接卸原 油的多寡进行风险分析，从而在危险源分布较多、灾害发生概率较大的地方拿出 第1 章绪论 资金，建设国家级别的溢油应急设备库，在出现巨灾时启用f 1 3 】。 由此看来；进行海上溢油事故风险评估是防范事故发生的必要手段，通过海 上溢油风险评估分析出海域发生溢油事故的最大可能性，针对事故发生概率的大 小，对不同海域进行溢油应急设备配备，既能有效预防海上溢油事故的发生，也 能在突发事故发生时进行有效的控制。 1 3 海上溢油事故风险评估简介 海上溢油事故风险评估，其中一个最主要的目的是明确溢油在海洋环境中发 生的可能性( 根据油种、溢油源、溢油地点、溢油规模、周期) f 1 0 1 。这些信息使 用途径很多，如：可以用于风险发生可能性高的区域，有针对性地制定防范措施， 减少发生溢油事故。 风险分析的主要目的之一是评价防备的充分性和应对这种风险所需要的应急 能力。通过采用系统风险评价，可以认定在哪些区域进行干预会更有效，以减少 特殊事件发生的可能性或事件后果。进行海上溢油风险分析，旨在降低海上溢油 的可能性。 1 3 1 海上溢油风险评估的基本术语 了解海上溢油风险评估中一些主要概念、基本术语含义以及他们之间的相互 关系是非常重要的，下面将详细讨论这些基本术语的含义： ( 一) 风险源 风险源，这一术语是一个综合词，它包括有因果关系的所有风险源。一般来 讲，风险源包括两种因素风险产生原因或危险；因事故或导致不利影 响的事件【9 , 1 6 。 ， 危险，是_ 种潜在的危害、或造成的损失、或不利影响的潜在情况。危险包 含一种可能释放的潜能，并且因此被视为一种风险产生源【1 6 1 。 在海上溢油事故风险分析中，危险可定义为可能给以下对象造成危害的潜在 事宜：人员( 健康与安全) 、环境、财产、基础设施、经济【1 4 ，1 7 1 。 事件，是一个不明确的术语，用来形容环境造成不利影响的任何事。 例如，一艘油轮会因其在某个区的存在，而被视为一种危险，但是如果没有 碰撞或搁浅这样的因果事件，该油轮将不会存在溢油威胁。 海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究 ( 二) 风险 “风险 一词常用来指某种危险事件发生的可能性，或发生频噩。在风险分 析中，风险不仅包括危险事件的可能性，而且还包括该事件的危害，子果。 任何风险分析必须依靠以下两个方面的主要因素构成： 1 风险的频率、概率( 可能性、或偶然性) ； 2 达到风险潜能的后果( 严重程度、或影响) 。 风险的数学式表示为： 风险= 频率后果【1 4 , 1 6 】 该公式表达的是一种等式的观点，而且认为应急计划的制定，；应只是依据 ： 统计数来表达：对于某个区域来说，具有相对高的溢油可能性，但环境敏感程度 较低也可能与环境敏感程度很高的区域内发生的可能性小的灾害性 手件具有相似 的全面的风险i ( 在此风险被定义为环境损害) 。就溢油而言，重要的是对这些范 围进行界定。例如，在有些情况下，所做的分析，可能要将溢油定二之为某种事件 的后果。因此是种分析应计算某种事件发生引起溢油的可能性。 另外一种分析方法，则倾向于以溢油对环境造成的影响来确定2 主油的后果。 在这种情况，所做的分析，将要考虑发生溢油的概率和溢油可能污；乏某个特殊区 域的概率，以及这种件在环境损害、或经济价值上造成损失的后果。 船舶溢油风险：船舶在航行和作业中，由于自然或人为原因导j 炙船船发生溢 油事故的可能性，及造成社会、经济、环境的损害。 可能性：某个事件发生的几率，可用频率或概率表示。 本论文将侧重于分析海上溢油事故的风险频率、概率。在接下哭的第三、第 四章节里，依据海上溢油事件发生的不同形式，分别对船舶、码头油罐区、海上 钻井平台、海底管线等海上溢油事故的风险概率进行计算。 ( 三) 频率和概率 频率：在单位时间内，某个事件发生的次数。 “频率 是指某个事件发生的频次，即特定的时间内，这种事件发生的次数。 频率是用数字度量，并用于量化风险方法。 概率：某个事件发生某种危害后果的可能性大小。 “概率 则是指某一特殊事件的可能性，即按照发生的具体事件与可能发生 第1 章绪论 事件的总数的比率。用数字o 和1 表示事件的可能性，0 表示不可能的事件，而1 表示肯定能发生的事件。用定义表示，概率是一个数字度量，并可以用于量化方 法。对于溢油事故而言，普通的做法是使用年概率，即每年发生的溢油次数来确 定溢油发生的概率1 4 1 。 “可能性”用来对概率或频率进行性质上的描述，即与某种事情发生的可能 性有关。可能性用于定性风险分析方法。也通常用于环境风险管理方面。 海上溢沾事故风险分析中，“可能性 这一术语定义某事发生的机会，不论 是定义、估量或主观、客观估计，或使用( 如罕见的、不可能、可能等) 频率、 或( 数学描逑) 概率的一般描述。 ( 四) 后果 后果，或危害后果：事件可能造成的社会、经济、环境的损害程度。 “后果 是用来定义定性或定量表达的事件结果，包括损害、损伤、环境危 害。这些可能是与任何事件相关的一系列后果( 环境、经济、社会) 【1 7 】。 1 3 2 海上溢油风险评估结构框架 进行海上溢油事故风险评估所要做的工作有：调查环境现状、分析涉及海域 环境风险的工程内容和事故风险、预测污染事故海域环境影响、以综合防治和可 持续发展为原则制定相应的污染应急防治对策以及设备配置方案。 ( 1 ) 港口概况 按最新资料分析涉及海上溢油环境风险的工程内容，调查研究未来港区运输 货种及其吞吐量，分析主要海域事故污染物及风险源。 ( 2 ) 环境概况与敏感资源调查 概述项目所在地环境基本情况以及周围海水及沉积物环境、海洋生态与渔业 资源等主要环境敏感目标的现状及保护要求。 ( 3 ) 风险识别与风险概率预测分析 对项目经营的原油货种进行危险性分析，识别海域存在的主要风险类别。依 据国内外海上溢油事故统计资料和海区原油储运的特点，分析最大可信事故预测 源项，并结合同类海域历年溢油事故统计情况以及港区规划发展状况，预测评估 海域溢油事故概率。 海上溢油事故风险概率实用计算方法的研究 ( 4 ) 风险后果环境影响模拟评价 二 调查分柝评估区域海流及气象资料，建立该海域潮流预测模型和溢油影响模 ： 型，通过以往事故环境影响的对比分析和溢油事故影响计算机模拟分析，评价溢 ， 油事故对周围海域相关环境要素可能造成的环境影响后果的范围和程度。 ( 5 ) 风险等级分析评估 l 根据所评估的海域溢油事故风险概率和溢油事故环境影响后果分析评估项 目溢油事故环境风险的等级及其可接受程度，提出相应的风险防范要求。 ( 6 ) 污染事故防范与应急对策 分析危险品海上运输安全和环境风险事故防范现状，并在其基础上针对海域 可能发生的溢油污染事故，提出相应的防范和应急反应对策。 ( 7 ) 污染事故应急设备配备