（环境科学与工程专业论文）营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究.pdf

英文摘要 a b s t r a c t t h es h i p so v e r f l o wt h eo i la r eo n eo fm o s ts e r i o u sm a r i n ep o l l u t i o n s ，o v e r f l o w s t h eo i lr i s kt ot h es h i p st oc a r r yo nt h es c i e n c ee f f e c t i v ef o r e c a s ta n dt h ea p p r a i s a l ， p r o m u l g a t e sc o m p l e xr u l ew h i c hi to c c u r s ，a d o p t st h ec o r r e s p o n d i n gp r e v e n t i o na n d t h ee m e r g e n c yp r o c e d u r e s ，c a u s e st h es h i p st oo v e r f l o wt h eo i lp o l l u t i o nt of a l lt ot h e l o w e s td e g r e e ，h a sb e c o m en o waw o r l dh o ts p o t y i n g k o up o r ti sl o c a t e di nt h ew e s tc e n t r a lp a r to fl i a o n i n gp e n i n s u l a , w h i c hi sa c o m p r e h e n s i v eh u bp o r t i tc u r r e n t l yh a sb a y u q u a nh a r b o r 、x i a n r e ni s l a n dh a r b o r 、 o l dh a r b o ra n dp a n j i nh a r b o r i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fy i n g k o u p o r t ，i th a sb e c o m et h es e c o n d l a r g e s tc o n t a i n e rp o r ti nn o r t h e a s t ，w h i c hi sa l s oo n e o ft h em a i ns e al a n e st om a k et h er e v i t a l i z a t i o no fo l di n d u s t r i a lb a s e si n n o r t h e a s t 、) l ，i t l lt h ee c o n o m i cd e v e l o p m e n to fs u r r o u n d i n ga r e a s ，t h eg r o w i n go i l d e m a n d ，t h ei n c r e a s i n gn u m b e ro fs h i p s ，t o g e t h e rw i t ht h el a r g es h i p ss ot h a tt h e i n c r e a s i n gc o m p l e x i t yo fn a v i g a t i o ne n v i r o n m e n t ，t h em a j o rv e s s e l sa l s oi n c r e a s et h e r i s ko fo i ls p i l l s t h e r e f o r e ，t oc a r r yo u to i ls p i l le n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n ti s p a r t i c u l a r l yi m p o r t a n t y i n g k o up o r ti st h et e x to ft h er i s ko fs h i po i lf o rt h es t u d y ，i no r d e rt of a c i l i t a t e c o m p a r i s o n s ，a c c o r d i n gt og e o g r a p h i c d i v i s i o no ft h ev a r i o u sp o r t s ，t h er i s kf o r d i f f e r e n tf o c u sw i l lv a r y f i r s to fa l l ，t h i sp a p e rm a k e sab r i e fi n t r o d u c t i o no nt h en a t u r a le n v i r o n m e n t , h y d r o l o g y , m e t e o r o l o g y , a n c h o r a g ea n de n v i r o n m e n t a l l ys e n s i t i v er e s o u r c e so ft h e p o r t s ；m e ni d e n t i f y st h eo i ls p i l ls o u r c ea n dc o m b i n sw i t ht h ea c t u a lc o n d u c to ft h e s o u r c et oa n a l y s e b a s e do nt h er e c e n td o m e s t i cs t a t i s t i cd a t a , t h eu s eo fp r o b a b i l i t yt o c a l c u l a t et h ep o s s i b i l i t yo fo i ls p i l l ，t h e nc o m b i n e d 诵mb a s e di n d e xo ft h es e n s i t i v e a n a l y s i st oe s t a b l i s ht w o d i m e n s i o n a lr i s km a t r i xo ft h ec o n s e q u e n c e s f o u rp o r t sa s a ne x a m p l et or i s k - l e v e ld i v i s i o n ，a c c o r d i n gt oa c c e p t e dc r i t e r i af o rr i s ke v a l u a t i o n ； f r o mi tw e k n o w ：b a y u q u a nh a r b o ra n d x i a n r e ni s l a n da r eh i g h r i s k , a n dt h eo l dp o r t a n dp a n ji np o r ta r el o w - r i s ka n dm e d i u mr i s kr e s p e c t i v e l y t h ef i n a lp o s i t i o n i n go f t h ey i n g k o up o r to i ls p i l lr e s p o n s ee q u i p m e n tl i b r a r yb u i l d i n gp r o g r a m s ，r e s o u r c e s a n de q u i p m e n ts t a t u sa n dt h ee s t a b l i s h m e n to fo n t i n g e n c yp l a n sa r eg i v e ni nt h el a s t p a r t 英文摘要 t h i sa r t i c l ew i l lp l a ya i li m p o r t a n tr o l ei ni n c r e a s i n gt h ec a p a c i t yo fd e a l i n gw i t h t h ey i n g k o up o r tp o l l u t i o na n di m p r o v i n gi t sp o l l u t i o nc o n t i n g e n c y p l a n s ，a tt h es a m e t i m e ，t h i sc a i lb eu s e df o rr e f e r e n c et ot h es a m et y p eo ft h eo i lt e r m i n a l sa n da p p l i e dt o t h em a r i t i m ea d m i n i s t r a t i o nd e p a r t m e n t k e yw o r d s ：s h i po i ls p i l l ； r i s ka s s e s s m e n t ；p r e v e n t i o nm e a s u r e s 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， 撰写成硕士学位论文“营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究。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。 7 学位论文作者签名：受缸 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。 不保密矾请在以上方框内打“ ) 论文作者签名：丐蓖 导师签名：丝强宠 ，、，、 导师签名：l 瞧c 纵乡 日期：砷年毛月口日 营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究 第1 章绪论 1 1 研究背景 随着海上石油开发和海洋运输业迅速发展，海洋石油污染越来越受到世界各 国的重视。我国自1 9 9 3 年从石油出口国转为石油净进口国以来，石油进口量不 断上升。据有关专家预测，至2 0 1 0 年，我国石油需求年增长率可能升至4 3 9 6 至5 4 0 6 。随着石油外贸进口量大增，抵达中国沿海港口大型油轮越来越多，油 运量大幅增加和油轮大型化将会使我国水域今后发生船舶溢油事故，特别船舶重 大溢油事故的几率显著增加，溢油事故不仅给国家带来了大量的经济损失，而且 也严重破坏了海洋生态平衡与可持续发展。油船给海洋带来石油污染，主要通过 两种渠道：操作性排放和事故性排放。操作性排放主要是指机舱含油舱底水，油 船的含油压载水和洗舱水的排放。这些含油污水的形成与运输石油的操作工艺和 油船动力装置的技术管理有关。事故性排放分为两种情况：一是油船发生碰撞， 搁浅，触礁等严重船舶事故，使所装载的原油部分或全部溢入海中，造成的严重 石油污染；二是供受货油、燃料油作业中的跑、冒、滴、漏所造成的污染。因此， 预防溢油事故发生比事故发生后进行应急处理更具有现实意义，开展溢油事故风 险的评价研究十分迫切。国内外近几年的发展表明，在所有可能避免和减轻灾害 的措施中，最简单有效的方法就是通过在科学研究基础上进行风险区划，将灾害 管理提高到风险管理的水平。 1 1 1 环境风险评价的由来 随着工业化、城市化进程的加快，人类消耗自然资源的速率也变得更快。在 此过程中排放的大量有害污染物，对人体健康及人类赖以生存的环境造成了巨大 危害。尤其是近年来发生在国家或区域范围的污染事故，由于突发性强、破坏性 大和后遗症严重，并伴有人员伤亡，往往会直接危及国家、民族的生活与生存， 或引发大的政治危机。 2 0 0 5 年1 1 月中石油吉林化工双苯厂爆炸导致松花江发生重大环境污染，形 成的硝基苯污染带流经吉林、黑龙江两省，甚至影响到俄罗斯境内，使得周边地 区全面停水，直接或间接影响上百万人群。在此事故发生后国务院于2 0 0 6 年1 月8 日发布了国家突发公共事件总体应急预案，国家环保总局部亦在2 0 0 5 年 1 2 月2 0 0 6 年1 月连续发布三个文件：关于开展环境安全大检查的紧急通知、 l 第1 章绪论 关于加强环境影响评管理防范环境风险的通知、关于检查化工石化新建项目 环境风险的通知，要求有针对性的开环境安全大检查，重点是重要江河干流及 其主要流沿线的大中型企业，特别是化工企业。要求通查找建设项目存在的环境 风险隐患，提出改进措和建议，防止重大环境污染事故及次生事故的发生，环境 风险评价不仅是环境科学发展的必然果，亦是当前社会安全保障的迫切需要。 环境风险评价是指对突发性和非突发性两类风险事件进行影响评价，它试图 通过概率方法，对那些发生几率小、突发性的或非突发性的、对环境有重大影响 的事件作出评价【l 】，它是对项目环境影响评价的扩展与完善。 环境影响评价作为一项制度，在中华人民共和国环境保护法中明确规定 了任务，它是用于建设项目环境管理的三大法宝之一，其基本目的是贯彻“保护 环境”这项基本国策，认真推行“以防为主，防治结合，综合利用”的环境管理 方针，通过针对项目的工程特征和污染特征评价，预测项目建成后对环境可能造 成不良影响的范围和程度，从而规定避免污染、减少污染和防止破坏的对策，为 项目实现优化选址、合理布局、最佳生产设计提出科学依据。 然而，由于现行的环境影响评价工作主要是对于正常工况条件下的环境影响 进行评价，在对于突发性事件带来的环境问题，还不能很好解决，仍存在着一些 缺陷。 众所周知：工程项目的兴建与正常运转，由于有其必然性，因而，项目对环 境的影响容易引起人们的关注，其连续缓慢的污染也可以事先进行预测；而突发 的事故性冲击则较难预料，因其具有偶然性，容易被忽略。其结果，偶然的意外 发生的突发性事故所排放的污染物往往量大、浓度高，其造成的危害远较常规性 排放造成的后果严重。例如：1 9 8 4 年发生在印度博帕尔市美国联合碳化合物公 司农药厂4 5t 异氰酸甲酯泄漏事件，造成约2 5 0 0 人死亡，5 万人双目失明，2 0 万人背井离乡【列；1 9 8 6 年4 月2 6 日凌晨，乌克兰加盟共和国首府基辅以北1 2 9k m 处的切尔诺贝利核电站释放了5 0 兆居里核裂变产物。至事故发生三个月后，因 事故辐射急性死亡人数达3 1 人；其后遗症，据有关方面估计，在7 0 年内，前苏 联欧洲部分诱发的癌症死亡人数可达2 0 0 人。同年5 月至7 月，远在万里之外的 上海市在牛奶、蔬菜以及降水中都检测到事故释放出的放射性物质 4 1 。这些环境 突发性事件虽然发生的频率很低，但是其产生的后果危害很大。尤其是石化工业 发生的事故，具有突发性强、危害性大、有害化学品类型多、行为复杂等特点【5 1 。 2 营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究 由于其原料及产品大多数为易燃、易爆和有毒有害物质，生产过程多处于高温、 高压或低温负压等苛刻条件下，一旦发生突发性事故，药品的泄漏与爆炸往往同 时发生，相互促进发展迅猛，致使有毒化学品大量外泄或多点诱发，从点源发展 到面源，逸散到大气中，形成“多米诺 现象。 从历史性事例的分析可看出：项目建设以前进行对突发性事故可能发生的原 因及其概率分析，事故发生的后果危害的预测，以及一旦发生采取什么对策以便 减少危害影响分析是十分重要的。这正是环境风险评价的任务。由于环境风险评 价是对事故出现的概率及其后果进行预测与评价，它不同于常规的环境影响评价 1 6 1 ，它主要分析环境评价中不确定性的问题，也即探讨环境潜在危险及其预防措 施。因此，将e r a 作为环境影响评价的补充与完善是非常必要的。其意义在于 通过风险识别找出事故隐患，通过风险分析和风险评价，确定出事故产生的后果 及发生的概率，为环境风险管理部门提供科学依据，以便在事故发生时，采取必 要的防范与应急措施，使损失降低到最小程度。环境风评价的出现标志着环境保 护战略由事故后被动治转向事故前预测和有效管理，可见环境风险评价研究，是 环境宏观控制技术体系的一个重要发展向，更是环境保护管理体系中重点提倡的 基本工之一。正是这些原因，使得环境风险评价工作愈来愈受到许多国家环保机 构和有关国际组织重视。 1 1 2 环境风险评价的国内外研究动态 在环境风险研究过程中，有关环境风险的定义仍相当混乱。环境风险，既可 以理解为“在一定区域或环境单元内，由人为活动和自然等原因引起的意外 事故对人类社会与生态等造成的影响以及所造成的损失等”，也可以理解为“通 过环境介质传播的、由自发的自然原因或人类行动引起的一类有不良后果事件的 发生概率或“一定区域中，具有不确定性的事故或灾害对人类的行为可能产生 的作用，这种作用对人类社会可能造成损失”。 e r a 在世界许多国家都有所开展，而最早的环境风险评价的代表作则是由 美国原子能委员会提出的一份“大型核电站中重大事故的理论可能性和后果”的 研究报割7 1 ，其目的在于减少核电工程事故的风险损失。此后，1 9 7 4 年由加拿大 安大略省唐斯维欧市大气环境服务公司r e m u n n ( 环境问题科学委员会主席) 主笔，包括大约来自世界各地专家学者联合编写出版了一本关于环境影响评价的 第1 章绪论 书( s c o p e 5 ) ，这部书阐述了用概率方法探求“最佳方案 的准则。1 9 7 5 年在日 本东京召开了人类环境国际科学家大会，w a t e r 提出环境影响评价应包括对政策 的意外失误的影响分析，并应阐述适宜的应急计划，h i l b o m 把上述概念用到渔 业发展中的政策失败的后果分析中，这是环境风险评价的一大发展。尤其是印度 博帕尔市农药厂事故及前苏联切尔诺贝利核电站事故极大地刺激与推动了环境 风险评价的研究与开展。印度博帕尔市农药厂事故后，世界银行的环境和科学部 很快颁布了关于“控制影响厂外人员和环境的重大危害事故”的导则和指南 ( w o r l db a n k1 9 8 5 a 及w o r l db a n k1 9 8 5 b ) 。此外，联合国环境规划暑( u n e p ) $ u 定 了阿佩尔( a p e l l ) 计划，即“地区性紧急事故的意识和防备”。1 9 8 7 年，欧洲甚 至立法，规定对有可能发生化学事故危险的工厂必须进行环境风险评价。i a e a 与w h o ( 世界卫生组织) 、u n e p 和u n i d o ( 联合国工业发展组织) 则于1 9 8 7 年联 合组织大型国际合作研究计划“能源和其它复杂工业体系所引起的健康与环境风 险的评价和管理”( 1 9 8 7 1 9 9 4 ) 。8 0 年代，在美国的一些洲环境保护局( s e p a ) ， 风险评价正在成为环境影响评价的一个组成部分。当然，各国e r a 进展与制度的 是不尽相同的，有的国家是强制性的正式制度，有的则是不彻底的、非官方的行 为。但是积极开展e r a 的研究与实践己成为世界大多数国家的共识。 我国的e r a 处于刚刚起步阶段，尽管我国从8 0 年代就开始了对事故风险的 研究工作，但是，环境风险评价工作真正得到重视是在1 9 9 0 年以后。一是国家 环境保护局于1 9 9 0 年下发第0 5 7 号文，要求对重大环境污染事故隐患进行环境 风险评价，其次亚洲开发银行于1 9 9 0 年出版了“环境风险管理”，国家环境保护 局组织评价单位学习考核持证上岗，其培训内容就明确包含了风险评价的内容 【8 j ，这一切又进一步推动了环境风险评价的研究与开展。9 0 年代在我国重大项目 的环境影响评价报告中也开展了环境风险的评价，尤其是世界银行和亚洲开发银 行贷款项目的环境影响报告中必须包含环境风险评价的章节，同时，一些关于环 境风险评价的学术科研成果也在不断涌现【9 。2 0 1 。 1 1 3 风险评价的基本研究方法 人类使用风险评价方法是在4 0 年代核工业事件后，管理部门用其制定了环 境辐射标准，同时做为一种概率技术。风险评价应用领域广泛，涉及到工业、航 空等，当时被称为安全危害分析。1 9 7 6 年，美国国家环保n ( e p a ) 首次颁布了“癌 4 营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究 物风险评价准则”，1 9 8 3 年美国国家科学院发布了题为联邦政府的风险评价管 理报告，确认了这一方法。之后很多国际机构也颁布了一系列与风险评价有关 的规范、准则。我国国家环保部于1 9 9 0 年以环管字第0 5 7 号文，要求对重大环 境污染事故隐患进行风险评价。由于环境风险评价在我国发展时间短，尚无统一 规范或评价技术准则【2 1 1 。 风险评价涉及领域很广，被众多管理部门所应用。经过几十年的发展，风险 评价研究对象的多样性和复杂性，也从正常事件扩展向可能发生的偶然事件转 变，风险评价研究的特点决定了系统论方法是其研究的基本理论依据。由于许多 学科的最新成果有效的结合于风险评价研究中，丰富了风险评价的实现手段。国 际劳动局曾对一些方法进行了归纳【2 2 】表： 表1 1 风险评价方法 t a bi 1t h es u m m a r yo f a s s e s s m e n tm e t h o d s 1 1 4 环境风险评价程序及步骤 1 、风险识别：识别危害类似于环境影响评价中对各种影响的定性预测，寻 找出建设项目( 或化学品) 价会带来什么不利的影响，尤其要识别出潜在的重大风 险。通过逐级筛选，挑出需要做风险评价的项目( 或化学品) ，一般是利用历史上 同类工程( 或化学品) 出现的危害进行描述。 第1 章绪论 风险评价回答问题 风险评价过程评价步骤 会 害 风 性 为 做 风 性 选 定评价范围 写评价报告 实施 图1 1 环境风险评价程序与流程图 f i g1 1e n v i r o n m e n t a li m p a c ta s s e s s m e n tp r o c e d u r e sa n dp r o c e s s e s 2 、确定危害范围：确定危害的范围要综合考虑事件的类型，化学品的迁移、 转化途径和最终归宿，受危害的人群或生态系统，评价的标准和评价的时段，同 时要注意项目是否有“多米诺”效应，如果有，则应评价两次( 或多次) 事故的总 体风险。 3 、分析环境影响：环境影响通路是一条链状结构，它包括大气、地面水、 地下水、土壤、食物，也包括生物体系统暴露于有毒有害物质的方式。以危害事 件( 或化学品) 与对人类健康造成最终影啊的关系为中心，考虑危害事件( 或化学品) 在整个生态系统中的行为路线。通过危害范围的确定和影响通路的分析，就可以 确定风险评价的范围。一般情况下，风险的环境影响通路和危害的范围都作为评 价范围。 4 、风险定量化：风险定量化是把对生态系统( 或人体健康) 等影响的风险尽 可能以定量的形式表示出来。它要求同时反应危害的可能性及危害的大小。它是 风险评价中最为关键也是最难定论的一步。目前常用的方法有概率统计法、故障 树分析法、原因后果分析法、外推法、商值法、暴露反应法、多因子积分等级 6 营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究 评估法、风险性分级法等。但是由于风险的多样性、随机性较强，加之地形、气 象等诸多因素的影响以及模式的局限性，无论哪种方法都存在一定的缺陷。故而 定里化最好的办法应该是以已有的实例类比和模式计算相结合，既给出风险的量 又给出该量的置信度。 5 、风险管理：如果风险过大，就该考虑降低风险的措施与方法，具体指导 原则是降低风险发生的频率、减小影响范围、降低源强及影响的后果。重点放在 加强管理并设计详细的应急方案上，最后要对这些对策进行费用效益分析。 1 2 课题研究的意义和目的 营口市作为辽宁中部城市群最近的出海口，东北重要的港口城市，港口主要 经济腹地是东北三省和内蒙东部三市一盟，担负振兴东北老工业基地的战略任 务。营口市政府要力争在2 0 年左右时间内，努力把营口建设成为通过能力基本 适应经济发展需要，布局合理，功能齐备，设施配套，集疏畅通，技术先进，大 小泊位结合，具有第三代港口特征的综合性、多功能、高效率、现代化主枢纽港。 因此，开展营口港船舶溢油环境风险分析的研究显得尤为迫切。 本文在海区油船溢油风险研究领域内，以油船事故性溢油为主，而本文主要 研究上文涉及到的第一种情况。在通过对港口船舶各类信息调查的基础上，进行 风险分析，可以为“港口溢油应急计划”提供科学的依据，为减少突发性溢油事 故的影响作出贡献。具体体现在： ( 1 ) 港口海域溢油风险评价有利于海域环境的保护、生态系统平衡的维持 以及可持续发展的实现； ( 2 ) 溢油风险评价有助于海事主管部门及环境保护部门对海洋环境溢油事 故的事先预防管理，从对风险具体预防上升到综合管理，以便将事故发生的可能 性和后果威胁程度减少到最低； ( 3 ) 应用溢油风险评价系统可帮助海事主管部门快速准确地做出溢油应急 响应决策，降低危害程度； ( 4 ) 本课题遵守了国际油污防备、反应和合作公约( o p r c ) 、中华人 民国和国环境影响评价法、建设项目环境管理条例以及环境影响评价技术 导则 2 3 】的规定进行评价，参照全国海洋功能区划工作大纲、全国海洋功能 区划简明技术规定和全国海洋功能区划报告编写提纲 2 4 】对海域进行溢油风 7 第1 章绪论 险区域划分，有利于法律法规的应用和推广。 1 3 船舶溢油污染领域的研究进展 当前，随着计算机技术的发展，船舶溢油风险评价的研究正在逐步向数字化、 模型化、计算机化的方向发展f 2 5 乏6 1 。 1 、国外现状 国外许多学者以应用随机理论、模糊数学、物元分析等方法，对船舶溢油 的发生概率进行有效的模拟和预报【2 7 】。1 9 7 4 年d e v a n n e y 等人【2 8 】利用贝叶斯分析 对溢油统计数据进行了溢油事故发生次数、发生规模等概率特征的初步研究。由 于对局部海域而言，其范围内发生的溢油事件概率是非常小的，有时甚至没有溢 油的历史纪录，在这种情况下，采用随机理论方法将受到限制，所以这种方法并 不适合局部海域的溢油概率分析。同时概率计算无法为溢油事故发生后实际的应 急计划提供可操作的决策建议。 有文献【2 9 1 采用1 9 6 4 - - 1 9 9 2 年间美国外大陆架的海上钻并平台和输油管线 的溢油历史纪录及1 9 7 4 - - 1 9 9 2 年间的全球油轮的溢油历史数据对溢油发生率的 估计进行了修正，溢油的发生率是用每生产或运输一个单位的油能引起的溢油事 故的发生次数来表示的，这种方法在实际中得到广泛的使用f 3 0 】。然而，这些计算 方法往往相对是简洁的，受到数据来源和历史记录的限制，计算结果也是较为粗 糙的。 经过3 0 年的发展，溢油动力学模拟己形成了比较成熟完善的体系，其发 展过程大致分为以下三个阶段：第一代基木上是扩散模式，主要是建立了油扩散 和挥发的模型，主要分析溢油的有限寿命，这种模式尽管延用至今，但可靠性不 足；第二代模式由二维有限流体动力学和油在溢出地的寿命分析所组成；如 j o h a n s e n ( 1 9 8 4 ) 和e l l i o t ( 1 9 8 6 ) 3 l 】能够准确模拟静风或微风时溢油的运动轨迹， 但这种简单的公式不可能全面描述油膜运动过程中的动力机制以及油、气、水之 间的各种相互作用；第三代模式即综合溢油模式，由一套算法组成，它模拟油在 三个力向的寿命和扩散情况，包括平移过程、扩散、表面传播、垂直机械扩散、 蒸发、乳化和搁浅，能有效地预测溢油事故后油污的迁移归宿轨迹。较为经典的 溢油模型有n o a a ( 1 9 9 4 ) 的a d i o s 模型、s p a u l d i n g ( 1 9 9 4 ) 的o i l m a p 模型【3 2 】 等，它们都能比较成功地跟踪模拟弥散到水体中的油滴。 营口港船词自溢油风险评价及防范对策研究 2 、国内现状 相对国外而言，我国的溢油风险评价起步较晚，这一领域的工作尚属起步阶 段，还缺乏系统的方法与研究。随着国际学术交流的增多，我国的溢油风险评价 工作逐步朝着与国际接轨的方向发展。国内对船舶发生事故的因素分析研究已有 相当的历史和发展，大部分是采用事故树的方法统计分析导致船舶海事事件发生 的因素。如黄燕品等通过对技术人员的思想素质、业务能力、心理状况等各方面 进行综合的层次分析，对如何预防人为因素导致船舶海事进行了量化评估，向决 策者和船员提供防止人为失误评估的手段。还有部分学者是通过系统的灰色理论 方法对港口的危险度的研究【3 3 】，对港1 ：3 管理、减少事故发生提出科学性的建议。 这些对船舶和港口安全进行的因素分析方法，完全可以借鉴并将其应用于船舶溢 油的因素分析当中。 近几年，国内溢油事故的频发使许多学者把重点放在对溢油发生的概率预测 和船舶的溢油因素分析研究问题上。肖景坤等【3 4 】应用概率与数理统计理论、人工 神经网络理论、线性规划等理论或方法，以我国海上船舶溢油历史统计数据为依 据，对我国海域内船舶海上溢油事件的风险概率分析、船舶溢油的因素分析、船 舶溢油的危害预报分析等问题进行了较为全面的理论分析与应用研究。李品芳采 用模糊数学方法对港口区域溢油区化问题时一些因素分析方面的应用研究【3 5 1 ， 如船舶类型、船舶吨位、船舶的技术状态、气候条件、人为因素等。然而这些评 价显得比较粗糙，并且对于各种因素对溢油发生可能性影响的确立时较为武断和 主观的【3 6 3 7 1 ，与此同时，溢油风险的动力学模拟研究在我国也蓬勃发展起来。国 家海洋局第一海洋研究所l a g f d 实验室研制了溢油漂移全动力模式，模式方程 组包括了影响溢油的动力和非动力因子，采用数值方法求解，并在渤海和南海进 行了运用。广东海事局与大连海事大学共同开发了珠江口区域海上溢漏污染物动 态预测系统3 8 1 ，综合有三维潮流模型、三维溢油与化学品漂移扩散模型、溢油风 化模型等预测溢漏油品在珠江口水面及水体中的漂移扩散范围和性质变化过程， 系统的预测结果与现场实际情况比较相符，但是在计算过程仍存在很大缺陷。总 体而言，国内溢油模型的研究以二维为主，三维溢油模型尚未成熟。 9 第l 章绪论 14 本文主要研究工作 141 评估范围 营口港海域面积大、港口多，航道和水文气象复杂，敏感资源丰富，如果 将整个海域进行研究比较困难需要将其划分成几个水域。 图l2 营口港港区范围分布图 f i 9 12 t h es c o p eo f t h e d i s t r i b u t i o no f y i n 业o up o r t 船舶溢油事故发生的地点主要是港口水域，因此港口水域是船舶发生溢油 事故可能性较大的水域i 此外港口近岸水域敏感资源较多，船舶一旦发生大规模 营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究 溢油事故将会严重危害近岸的敏感资源。因此应该将营口港海域按照港口所在地 理位置将其划分成几个水域进行研究。海域的划分为合理安排船舶溢油监控、清 除设备布设等提供了一定的依据。 本文主要指鲅鱼圈港区、仙人岛港区、辽河港区( 营口老港区) 和盘锦港区， 兼顾营口海事局管辖中心航道和锚地。 1 4 2 技术路线 本文主要按以下的技术路线来实现： ( 1 ) 从可能影响船舶溢油的危险因素和环境敏感资源入手，对危险源进行识 别，并结合营口港实际情况对各种源项进行对比分析； ( 2 ) 通过近几年国内外船舶溢油事故的统计与分析，建立溢油基础值数学模 型，并通过概率分析确定溢油的可能性； ( 3 ) 采用敏感指数法，以四个港口为例，针对可能出现的后果进行预测和分 析，确定对环境的污染状况； ( 4 ) 综合上述可能出现的溢油污染，结合实际，提出相应的防护措施。 图1 。2 本文的主要研究内容 f i g1 2r e s e a r c hc o n t e n to f t h ep a p e r 第1 章绪论 1 。4 。3 主要工作 ( 1 ) 到营口海事局进行调研，了解了近岸主要港区情况，查阅大量参考文献 及资料，收集国内外相关法律法规，并通过i n t e r n e t 和专业期刊杂志查阅风险评 价及溢油风险评价方面的现状和发展趋势； ( 2 ) 根据实际调查和查阅资料的结果，分析影响营口港海域船舶溢油的危险 源和溢油影响因素，确定高危险源及对船舶影响较大的因素作为船舶溢油风险管 理的对象； ( 3 ) 根据数据统计情况分析营1 ：3 港船舶溢油的概率和事故影响后果，综合考 虑二者之间的关系后对溢油风险进行评价； ( 4 ) 为船舶溢油污染防治提供一套设备库建设的框架； 本章小结 本章节主要介绍了环境风险评价的由来、发展进展、主要研究方法和步骤， 并且针对港口船舶溢油的研究进展进行了总结，简单介绍了本文研究的技术路线 和主要工作，为后续章节的展开奠定了理论基础。 1 2 营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究 第2 章营口港海域基本情况 营口港位于辽宁半岛中部西侧，渤海辽东湾东北岸，是一个综合性枢纽港。 目前拥有鲅鱼圈港区、仙人岛港区、辽河港区( 营口老港区) 和盘锦港区四个港区。 近年来营口港发展迅速，己成为东北第二大港，也使其成为东北老工业基地振兴 的主要海上通道之一。全港区自然岸线长2 9 1 k m ，生产用码头岸线3 5 0 2 m ，其 中港务局管辖的码头岸线长2 5 5 4 m ，拥有陆域面积6 9 4 万m 2 ，水域面积3 0 9 0 0 万m 2 。主体港区位于营口市鲅鱼圈港区，鲅鱼圈港区承担主要枢纽港的综合运 输功能，而仙人岛港区主要规划发展各类大中型化码头及配套设施，辽河港口区 主要是服务于市域范围内各类物质的沿海转运，以建材、煤炭、杂货和少量内贸 集装箱运输为主，盘锦港主要以运输油类物质为主。全港区共有生产泊位3 3 个。 主要出口产品有滑石、镁矿、玉米、煤、焦油，进口产品有钢材、化肥、汽车、 杂货，其中营口港鲅鱼圈作业区主要进口杂货是煤炭。 下面概要地介绍营口港的自然条件、航道、环境敏感区等与船舶溢油风险 有关的几个因素。 2 1 营口港溢油风险地理区域范围 近年来营口港发展迅速，已成为东北第二大港。目前拥有鲅鱼圈港区、仙人 岛港区、辽河港区( 营口老港区) 和盘锦港区四个港区，具体见图1 2 1 、鲅鱼圈港区 营口鲅鱼圈港区位于辽东湾东海岸台子山西侧，地理坐标为东经4 0 0 1 7 ，北 纬1 2 2 0 0 5 ，已有3 5 个泊位，生产性泊位2 8 个，其中万吨级以上深水泊位1 7 个， 码头岸线长度5 6 2 3 2 m ，鲅鱼圈岸段属于岬湾相间的沙砾质海岸，岸线曲折。该 港区总体规划陆域面积2 7 3 k m 2 ；水域面积1 5 3 k m 2 ；生产性泊位岸线长2 6 4 k m ， 已用自然岸线长3 8 k m 。该港区是营口港综合输运的主体港区，主要为整个东北 地区的矿石，钢铁，内贸集装箱，煤炭，粮食等大宗散货和重要物资中转运输服 务。 2 、仙人岛港区 仙人岛港区位于辽东湾东岸，地处营口盖州市境内，距鲅鱼圈1 5 k m ，距营 口市7 0 k m 。北起熊岳河口，南至白沙湾北部的仙人岛，岸线长度约7 8 k m ，涉 第2 章营口港海域基本情况 及的海域面积2 6 5 1 ( r 1 1 2 ( 不含锚地) ，陆域面积达7 1 7 k m 2 。码头主要布置在天然水 深5 m 至9 m 水深附近。通过两道防波堤将港区环抱起来，其中北防波堤自熊岳 河南岸向西北至7 m 水深，在向西延伸至9 m 水深；南防波堤借助仙人岛向外推 进，在9 m 水深附近与北堤合围成口门。仙人岛港区主要靠填海造地形成陆域和 海岸，码头按用途分别布置成栈桥式、涂堤式和顺岸式，以便满足使用功能需求。 建有3 0 万t 原油码头一个，设计年吞吐量1 9 5 0 万t ，工作船码头一座。规划建 设2 个成品油码头，1 个通用码头，2 个多用途码头。 3 、 辽河港区 辽河港区，又称营口老港区，位于辽东湾北部辽河下游，码头沿河布置。地 理坐标东经1 2 2 0 1 57 ，北纬4 0 0 4 1 。水路出渤海至丹东港3 3 0 nm i l e ，至大连港2 2 6 nm i l e ，西至秦皇岛港1 3 5nm i l e ，至天津新港2 4 9nm i l e ，南至烟台2 1 9nm i l e ， 至青岛港4 2 2nm i l e 。港区毗邻营口火车站，向东2 2 k m 同大石桥火车站和长大 线接轨，和东北地区铁路铁路网相连，疏港公路网网络发达，与诸多高速和国道 相接。 4 、盘锦港区 盘锦港经规划建设形成河内港区和海港区两个部分，将成为盘锦港今后发展 的重点港区。河内港区己形成生产力，目前海港区正在建设中。 盘锦港河口港区位于盘锦市大洼县辽滨乡，地处辽东湾东北部，在辽河口 永远角凹岸，距营口老港区下游1 0k m ，地理坐标为：东经1 2 2 0 1 0 ，北纬4 0 0 4 2 7 。 盘锦港新港区( 海港区) 位于辽东湾东北部，蛤蜊岗子滩东侧的海域内，地理 坐标为：东经1 2 1 0 5 77 3 5 ”，北纬4 0 0 2 3 2 5 ”。盘锦河口港区建于北票码头旧址，现 拥有5 个泊位，包括两个3 0 0 0t 级泊位，5 个泊位都是油码头。设计通过能力7 0 万t ，其中杂货2 0 万t ，油品5 0 万t 。港址处河宽7 0 0 m ，水深l o m 以上，河势 稳定，陆域平坦宽阔。受进港航水深的限制，目前盘锦河口港到港船型较小，主 要是1 0 0 0 t 级以下的成品油及液体化工品船舶和杂货船，少量3 0 0 0 t 级船舶只能 减载后乘潮进港。与营口老港区同航道，同锚地，属于国家二类开放口岸。港口 实际占有岸线8 8 0 m ，陆域2 3 万m 2 ，分别形成石油作业区，杂货作业区和港口 辅助生产生活区。河口港现有岸线为：杂货码头岸线、工作船及辅助线设施岸线、 油品及化工品岸线、多用途码头岸线、临港工业岸线、仓储区岸线等。 1 4 营口港船舶溢油风险评价及防范对策研究 2 2 营口港自然条件 2 2 1 气象概况 营口港属于典型的暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季 高温多雨，秋季天高气爽，春季少雨少风，气候温和、降水适中、光照充足等特 点，气候条件比较优越。 ( 1 ) 气温 年平均气温7 5 , - - 一9 8 ，多年平均气温：7 5 一- - 9 4 ，极端最高气温出现 在八月份为3 6 6 ；极端最低气温出现在二月份为3 0 8 。无霜期为1 5 0 1 8 2 d ， 年平均日照数为2 4 8 0 2 9 0 3 h ，均由沿海地区向东部山区递减。 ( 2 ) 降水 年平降水量5 4 9 9i n i i l ，最大降水量7 1 4 7i n l t l ，最小降水量3 9 6 4m i l l ， 一日最大降水量2 0 4 7r n r n ，日降水量大于等于2 5l n n l 的年平均日数为6 8 天。多年平均降水量为6 6 5 m m ，单日最大降水量为1 4 5 m m 。雨季主要集中在7 、 8 月份，占年平均降水量的5 2 。 ( 3 ) 风 常年主导风向为s s w ，其次为n n e ，其频率分别为1 2 5 和1 0 1 ，其平 均风速为4 8 m s 、3 8 m s 。年风向最小频率为n 、e n e 和w n w ，其频率分别为 1 8 、2 3 和2 3 。全年静风频率为5 3 ，六级以上风频率8 。春夏季节s w w 风占优势，秋冬季节以n n e 为主。 ( 4 ) 雾 年平均雾日为7 3 d ，其中能见度小于l k m 的大雾为5 4 d 。但近几年的观测 资料显示，年雾的天数在逐渐增多，大约每年在3 0 - - - 4 0 d 左右。主要原因是粉尘 增多、气候变暖使雾的天数增多。 2 2 2 水文概况 ( 1 ) 营口港区河流水文概况 营口港区附近主要河流有大辽河、大清河、沙河、红海河、熊岳河、浮渡 河等。除大辽河属浑太水系外，其余河流均属于独立水系，发源于山区，较为短 小，大部分河流为赶潮型河流。由于雨量多集中在每年六、七月份，故区内经常 性河流与季节性河流的绝大部分径流量集中在雨季洪水期。 第2 章营口港海域基本情况 表2 1 营口港附近各河流基本情况表： t a b2 1t h eb a s i cs i t u a t i o no ft h er i v e r si l e a l t h ey i n g k o up o r t 河流名称流域面积( k m 2 )河流长度( h a a ) 发源地入海流向 全流域境内全长境内 大辽河 1 1 9 6 o1 2 6 79 7 2 清源县滚辽东湾 马岭 大清河 1 4 8 2 01 4 8 2 01 0 0 71 0 0 7 大石桥建辽东湾 一乡 沙河 1 8 9 81 8 9 82 7 5 2 5 7 盖州市代辽东湾 裕岭 红海河 1 0 0 01 0 0