港口规划环境风险分析的内容与模式

港口规划环境风险分析的内容与模式

2002年发布的《环境评估法》明确规定了“一个单元、三个域”的相关规划和10个专项规划的实施。尽管国家环保总局制定了相应的技术导则,但由于各种类型规划的内容差别很大,因此针对各专业规划的环境影响评价仍有许多问题需要研究并加以规范。港口总体规划属于交通运输规划的范畴,在规划阶段需要为港口的发展提出诸如发展目标、岸线规划、陆域水域布局等方面的规划安排。港口总体规划具有鲜明特点:一方面,规划所涉面积影响范围较大,因此具有区域空间规划综合、复杂的特点;另一方面,港口规划的专业性较强,功能区划分在规划阶段业已明确,因此港口规划又具有大型项目规划的特点,即规划相对比较详细,项目内容及总图布置比较明确等等。港口的建设和运营都存在着很多环境风险因素,因此在港口总体规划的环境影响评价中,通过环境风险分析提出相应的规划安排,以使环境风险降到最低,并作出合理的应急安排是可行的。在专项规划中环境风险评价的内容与方法的研究还不多见,这里以营口港总体规划环评分析为例,探讨环境风险分析在港口规划环境影响评价中的应用问题。1功能定位环境风险国家环保总局2004发布的《建设项目环境风险评价技术导则》定义“环境风险”为:突发性事故对环境(或健康)的危害程度,用风险值R表征,其定义为事故发生概率P与事故造成的环境(或健康)后果C的乘积,用R表示,即:R[危害/单位时间]=P[事故/单位时间]×C[危害/事故]。据此,环境风险即指在一定区域内不确定的事故或灾害可能带来的环境代价。环境风险分析就是要给出环境代价的风险评估值。项目的环境风险评价的目标有二:1.通过比较风险评估值和风险阈值的大小关系作出项目是否立项的决策;2.立项后的环境风险管理。这是目前包括港口在内的建设项目环境风险评价的主要内容。项目环境风险评价应把事故引起厂(场)界外人群的伤害、环境质量的恶化及对生态系统影响的预测和防护作为评价工作重点。建设项目只处于整个决策链的末端,无法从源头上保护环境,不能指导政策或规划的发展方向,也不能解决开发建设活动中产生的宏观影响、间接影响、二次影响和累积影响。规划环评的目的是从决策源头上防止环境污染和生态破坏。因此,港口规划的环境风险分析,就是要利用规划决策的宏观协调优势,综合考虑规划区域与相邻空间、规划区域内相关环境因子间的关系,从而找出港区陆域、水域的最合理的布局,在规划决策阶段即排除由于不合理布局导致的重大环境隐患,在宏观与整体的层面上,通过调整各功能区的空间布局将潜在环境风险最小化,并针对可能的环境风险在规划阶段做出预防性的规划安排。港口建设项目环境风险评价一般应包括4个方面:风险识别与源项分析,后果计算,风险评估以及风险决策和管理。港口规划的环境风险评价同样需要从风险识别、源项分析开始,但不同的是,港口规划环境风险后果计算、环境损失的风险评估,后两项往往由于规划项目具体内容的不确定性,而不能进行精确估算,需根据规划的深度进行调整。港口规划环境风险分析的落脚点也不在于风险决策和管理,而是在对所识别出的主要环境风险的影响预测的基础上,对规划初步方案进行优化调整,并着重解决3个问题:1.剔除有重大环境隐患的规划项目;2.调整规划空间布局使潜在环境风险最小化;3.对可能的环境风险提出预防性的规划措施。2开口港全球规划环境风险分析2.1大港区开发现状营口港位于辽东半岛中部西侧,渤海辽东湾东北岸。根据规划,营口港是一个综合性枢纽港,包括鲅鱼圈港区、仙人岛港区、老港区等三大港区。该规划方案占用天然岸线14km,直接涉及的海域面积为26.5km2(不含锚地),陆域面积总和达71.7km2。规划初步方案将设置成品油及液体化工、液化气、矿石、煤炭、集装箱、钢铁、通用散货等各类码头。2.1.1仙人掌岛港区的原油、lng和能源基地规划布局方案中鲅鱼圈港区的成品油码头、液体化学品码头,仙人岛港区的原油码头、LNG码头,以及能源化工基地是高风险的潜在源。通过检查表法对营口港规划初步方案进行分析,识别出规划实施可能的环境风险事故如下(见表1):2.1.2溢油事故是营口港最频繁的事故之一对营口港最近10年(1995-2004)的历史风险进行的统计显示,10年间共发生溢油事故42起,入海油量共37106.8kg,平均每次事故溢油量883.5kg,平均每年入海油量3710.7kg。可见各种原因导致的溢油事故是港区最主要的风险事故。相关设计数据表明,人为因素也是导致此类事故的重要原因之一。调查还表明,泊位区是溢油事故的主要发生地点,港池外发生海事导致溢油事故概率较小。根据统计资料,营口港锚地未发生过溢油事件,对宁波港等国内大型港口的调查也显示,锚地发生溢油事故的概率极小。据ITOPF(InternationalTankerOwnersPollutionFederationLtd)1970～2001年统计资料,32年间发生油品船舶泄漏事故(>7t)1593次,泄漏量合计为533万t,其中泄漏量大于700t的事故次数为410次;后10年的事故次数为288次,泄漏量为62.5万t,其中泄漏量大于700t的事故次数为58次。其中,由碰撞发生的溢油事故占5.5%,搁浅占5.75%,加装燃料油占6.16%,装卸作业占33.6%。另据MMS统计资料报道,1985～1990年间,世界范围内油品运输量达到138.31×109bbl,大于1000bbl的泄漏次数为180次,其中发生在港口码头的溢油事故为69次,泄漏率在百亿分之0.4～3.6;发生在航道内的有111次,泄漏率在百亿分之0.8～4.6。溢油事故将是营口港最频繁的风险事故。随着营口港规划的实施,油品吞吐量将大幅度增加,发生溢油事故的概率也将增大。海上溢油或化学品泄漏虽然发生概率小,由于泄漏量较大,难以处理,一旦发生往往对海洋环境产生较大的危害。而码头溢油或化学品泄漏事故虽然发生概率相对较大,但由于发生在码头上或码头前沿港池内,相对容易控制和处理,泄漏量和危害往往不大。而在海上溢油和化学品泄漏中,溢油事故发生的概率要远高于化学品泄漏,我们将海上溢油事故作为最大可信事故之一。此外,在火灾和爆炸事故中,罐区火灾和爆炸事故由于罐区油品和化学品数量大,并更靠近港区外环境,因此危害要远远大于船舶和码头火灾、爆炸等事故,而爆炸往往是由火灾引起的,其危害更大,因此我们将油品储罐爆炸也作为最大可信事故之一。2.2在最大可靠事故风险影响分析中2.2.1储油事故风险分析2.2.1.溢油预测模式及预测结果溢油事故主要发生在港池、航道和锚地。港池内发生溢油事故后,由于应急预案的及时启动,各项应急措施能有效地控制油膜不溢出港区。对港池外的敏感水域影响相对较小。锚地溢油事故发生概率很小。而航道溢油事件往往由事故造成,单次事故,航道上发生溢油事故的概率也远高于锚地,单次事故的溢油量大,对海域危害很大。必须针对航道溢油事故进行预测分析:预测是在该区域潮流场计算的基础上,采用拉格朗日法计算出溢油漂移扩散影响范围的,溢油预测模式如下:{X=X0+(U+aW10cosA+rcosB)ΔtY=Y0+(V+aW10sinA+rsinB)Δt(1){X=X0+(U+aW10cosA+rcosB)ΔtY=Y0+(V+aW10sinA+rsinB)Δt(1)式(1)中:X0、Y0为质点初始坐标;U、V为流速;W10为风速;A为风向;a为修正系数;r为随机扩散项,r=RE,R为0～1之间的随机数;E为扩散系数;B为随机扩散方向,B=0～2π。由于鲅鱼圈港区和仙人岛港区口门处船舶行驶繁忙,船舶相会机会增多,结合两港区口门处的水流情况进行预测分析。取船舶燃料油作为代表物质,外溢量为10t,按涨潮、落潮分别进行计算,结果如图1、图2所示。计算表明:在鲅鱼圈港区口门处发生溢油时,涨潮期(约5h)油膜漂移最大距离约2.6km,落潮期(约5h)油膜漂移最大距离也约为2.6km;在仙人岛港区口门处发生溢油时,涨潮期(约5h)油膜漂移最大距离约为2.0km,落潮期(约5h)油膜漂移最大距离也约为2.9km;从图1和图2可以看出,涨潮期油膜主要是向港内漂移,落潮期油膜向港外随着水流顺岸漂移。2.2.1.2.周围敏感区的影响分析根据图1和图2,结合营口港周边敏感目标的分布,主要有如下结论;1.限制海水溢油事故溢油事故对海洋生态的影响是全方位的。最先受到致命影响的是运动能力不强的浮游生物,并会通过食物链间接影响到其他饵料生物。此外,石油类对幼鱼,尤其是漂浮性鱼卵具有严重毒害作用,从而对渔业生产构成威胁。近海的溢油事故如不及时处理,通过海水的潮汐运动将会对潮间带生物带来严重影响。由于低浓度石油具有刺激夜光藻、中肋骨条藻、裸甲藻等赤潮生物生长的特点,溢油事故有可能触发赤潮,从而对渔业资源和生产带来严重危害。在近海水域,擅长游动、经常变换位置的海洋动物很少受到溢油的影响。但在沿岸水域的一些需要经常露出水面呼吸的海洋哺乳动物容易遭到水面溢油的袭击。2.其他化学品溢出1)对斑海豹的影响营口港规划所在地为国家二级保护动物斑海豹洄游经过海域。斑海豹每年11月进入渤海湾,次年的4月返回日本海域,斑海豹的洄游路线及产仔区不固定,其繁殖区在渤海北部辽东湾。航道船舶的碰撞事故造成油品(主要是原油或高粘质油)溢出或有毒有害的化学品溢出,对斑海豹的影响主要表现为:(1)会减少其饵料的丰度,增加其觅食困难;(2)将会由于溢油粘附于其体表影响其运动能力或堵塞其鼻孔而致窒息死亡。国际先例表明,海上溢油事故,将会造成大量海豹、海鸟死亡。2)对毛虾和海蜇的影响本次规划的航道与毛虾和海蜇的生长活动区域交叉。毛虾属于游泳能力较强的物种,由于此海域相对比较开阔,因此溢油发生时,很容易游离污染水域,另外,近年来,由于各方面原因的影响,营口海域的毛虾已很难成汛,因此,溢油对其影响并不会很大。但相对而言,海蜇的游泳能力较弱,因此其受溢油污染伤害的可能性比毛虾要大,但由于海蜇的汛期较短,其活动范围在营口海域也较为广泛,因此溢油对其种群的影响也不会很大,但可能影响当地渔民的渔获量。因此在海蜇捕捞季节应该特别注意保持警惕,避免溢油事故的发生。3.浮装设备和固定器材污染仙人岛海域近海养殖场约有30个(不包括白沙湾海域),养殖面积约为18km2。而溢油能够直接损害捕捞船舶和渔具以及用于养殖的用具,漂浮在水面的浮动设备和固定器材也容易受溢油的污染。另外,溢油污染直接影响该区域作为浅海养殖种类的食物链的动物和植物,从而影响养殖种类的生存繁殖和产品品质。本项目所在仙人岛海域的主要养殖品种有毛蚶、沙蚬子等,多数属于贝类,而软体动物和贝类是养殖物种中对溢油污染敏感性最高的,在该区域一旦发生溢油事故,将会对浅海养殖产生较大的影响。2.2.2储罐爆炸事故油品和液体化学品储罐风险主要有火灾、爆炸和有毒有害物质释放等,其中大型油品储罐爆炸事故概率虽然很小,但它是储罐风险中最严重事故,影响半径最大,因此以储油罐爆炸作为此类风险的最大可信事故进行分析。在储罐爆炸事故中,导致环境风险的因子从重到轻依次有:爆炸震动波和冲击、油品泄漏、有毒有害气体释放、爆炸碎片以及燃烧烟雾等。本次以危害最严重的震动波和冲击为评价因子进行预测评价。2.2.2.荐的tno气团爆炸公式储罐设计中要求储罐之间保持安全防火距离,发生连锁爆炸的可能性极小,因此以单个最大原油储罐爆炸为例。预测模式选用世界银行推荐的TNO气团爆炸公式,具体如下:R(s)=C(s)⋅[ΝEe]1/3(2)R(s)=C(s)⋅[NEe]1/3(2)式(2)中:R(s)为爆炸损害半径(m);C(s)为爆炸实验常数(m·J-1/3);N为有效率因子,在优先空间内的爆炸时,一般取值10%;E为效率因子,在有限空间内的爆炸时,一般限值10%;N为爆炸总能量,取值可燃极限内燃烧的热量乘以蒸汽量(J)。2.2.2.人和建筑物的损伤以一个容积量为10万t,充满率为90%的原油储罐爆炸进行预测,结果见表2。预测可知,储罐爆炸对距离储罐210m内的人和建筑物将造成非常严重的损伤;随着距离的增加,危害程度快速减少,1080m之外对人的损害已很小,最远可波及2650m。因此,大型储罐区最好与大型居民区、旅游区等敏感区的安全防范距离不小于1km,充分利用储罐与居民区之间的间隔岗地、丘陵等自然障碍物。2.3营口港总体规划的各方面优化根据对营口港总体规划初步方案的上述环境风险识别、影响预测等的研究,在规划初步方案中,鲅鱼圈港区的成品油码头、液体化学品码头,仙人岛港区的原油码头、LNG码头,以及能源化工基地等项目均存在着发生环境风险事故的可能性,但通过优化规划方案,这些影响可以得到有效控制。根据最大可信事故的影响分析,营口港总体规划应做以下几个方面的优化调整,并增加一些规划预防措施。1.规划仙人岛港区起步工程是30万t原油码头项目,规划了两个布置方案。工程推荐港内方案,比选方案为外海方案。从减少海上溢油事故的影响角度来看,本次环境评价也推荐港内方案,因为港内溢油比外海溢油处理更有效,并且其危害程度也远远小于外海。2.对仙人岛港区油品和液体化学品储罐区而言,首