基于江段劃分的內(nèi)河區(qū)域性溢油風(fēng)險(xiǎn)評估方法

田榮潔,程金香,徐洪磊,毛寧

(交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院，北京 100028)

為保護(hù)我國內(nèi)河水域環(huán)境，需要對內(nèi)河溢油風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面分析，識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)水域和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)模，才能有針對性的防范船舶溢油事故，科學(xué)組織應(yīng)急管理工作。由于內(nèi)河水流流向較為單一，可采用江段劃分的方法對其進(jìn)行分別評估。與傳統(tǒng)的管理轄區(qū)劃分方法相比，江段劃分方法可實(shí)現(xiàn)更為細(xì)致、科學(xué)的評估；與網(wǎng)格化分析方法相比，江段劃分方法易于操作，使用方便。因此，基于江段劃分思路，有必要提出一套實(shí)用性較強(qiáng)、準(zhǔn)確度較高的內(nèi)河區(qū)域性溢油風(fēng)險(xiǎn)評估方法。

1 內(nèi)河區(qū)域性溢油風(fēng)險(xiǎn)評估

內(nèi)河區(qū)域船舶溢油風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)要考慮到區(qū)域內(nèi)水文、氣象條件、船舶流量狀況、通航環(huán)境狀況、歷史溢油事故的發(fā)生情況等多方面因素。從風(fēng)險(xiǎn)的基本定義出發(fā)，綜合運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析、空間分析等方法，參考JT/T1143—2017《水上溢油環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)導(dǎo)則》[1]中的評估方法，提出內(nèi)河區(qū)域性溢油風(fēng)險(xiǎn)評估方法。具體步驟如下。

1)區(qū)域江段劃分。與沿海相比，內(nèi)河水流方向較為單一。發(fā)生溢油事故后，水面溢油漂移擴(kuò)散方向較為單一，因此，可考慮將內(nèi)河水域按長度劃分為多個(gè)江段，每個(gè)江段作為一個(gè)評估單元，用以表現(xiàn)內(nèi)河溢油風(fēng)險(xiǎn)空間分布差異性。江段劃分時(shí)應(yīng)注意體現(xiàn)溢油風(fēng)險(xiǎn)源的空間布局、海事管轄范圍、風(fēng)險(xiǎn)水平等要素的差異。

有2種江段劃分方案可供選擇。①等長度江段。采用等長度江段，可以充分反映轄區(qū)不同江段的溢油風(fēng)險(xiǎn)水平，各江段風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果之間可進(jìn)行比較與排序，便于對轄區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)水域加強(qiáng)管理。采用等長度江段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的計(jì)算量較大。②不規(guī)則江段。不規(guī)則江段長度各不相同，主要考慮轄區(qū)各海事處的管轄范圍，便于各海事處對轄區(qū)水域進(jìn)行管理。采用不規(guī)則江段難以準(zhǔn)確反映不同江段風(fēng)險(xiǎn)的空間差異。

2)江段油品運(yùn)輸量計(jì)算。基于區(qū)域船舶交通流量數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法，統(tǒng)計(jì)每個(gè)江段不同船型的船舶流量。在此基礎(chǔ)上利用空間分析方法，計(jì)算每個(gè)江段的油品運(yùn)輸量。

3)溢油風(fēng)險(xiǎn)因素分析。從助航導(dǎo)航設(shè)施的完備程度、船舶技術(shù)狀況、自然環(huán)境條件等方面，構(gòu)建區(qū)域溢油風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)體系[2-8]。運(yùn)用層次分析法對各評估指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行賦值。運(yùn)用空間分析法，對每個(gè)江段的溢油風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行綜合評估，得到每個(gè)江段的風(fēng)險(xiǎn)因素特征值。江段的風(fēng)險(xiǎn)特征值越大，該江段發(fā)生溢油事故的風(fēng)險(xiǎn)越高。

4)江段環(huán)境敏感度評分。江段環(huán)境敏感度反映轄區(qū)環(huán)境、社會(huì)、政治敏感目標(biāo)對溢油事故污染損害的敏感程度，可參考JT/T1143—2017《水上溢油環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)導(dǎo)則》中資源敏感性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采用專家打分法對各類內(nèi)河敏感目標(biāo)的敏感程度進(jìn)行評分。對各區(qū)域環(huán)境敏感程度得分采用“正歸一”方法標(biāo)準(zhǔn)化后，得到該區(qū)域的環(huán)境敏感指數(shù)，見表1。

表1 內(nèi)河水域敏感目標(biāo)敏感指數(shù)賦值

5)溢油事故風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。溢油事故風(fēng)險(xiǎn)水平可用溢油事故規(guī)模和概率兩個(gè)因素體現(xiàn)。船舶溢油事故風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)[9-10]可反映水域江段的溢油風(fēng)險(xiǎn)，其定義為

H=O×S×P×α

式中:H為船舶溢油事故風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；O為江段油品運(yùn)輸量；P為江段溢油事故頻率；α為網(wǎng)格的風(fēng)險(xiǎn)特征值。其中江段溢油事故頻率通過歷史溢油事故統(tǒng)計(jì)分析得到。對于沒有發(fā)生過溢油事故的江段，溢油事故頻率通過空間插值方法計(jì)算。

6)溢油污染風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。溢油污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可反映江段的溢油污染風(fēng)險(xiǎn)，定義為

C=H×M

式中:C為江段溢油污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；M為江段環(huán)境敏感度。

內(nèi)河區(qū)域性溢油風(fēng)險(xiǎn)評估方法研究技術(shù)路線見圖1。

圖1 內(nèi)河區(qū)域性溢油風(fēng)險(xiǎn)評估方法研究技術(shù)路線

2 案例分析

長江干線某段水域?yàn)橥ê侥芰? 000t級(jí)船舶的三級(jí)航道，航道里程約128.8km，長江干線上分布有5個(gè)轄區(qū)，對其2014年船舶溢油風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。

2.1 江段劃分

表2為該段水域各海事處轄區(qū)范圍。根據(jù)江段劃分原則，考慮各海事處管轄范圍，可按5km長度為單位對該轄區(qū)長江干線通航水域進(jìn)行江段劃分。劃分結(jié)果見圖2。

表2 轄區(qū)水域各海事處轄區(qū)范圍

圖2 江段劃分結(jié)果

2.2 事故規(guī)模分析

根據(jù)現(xiàn)狀分析，近年來該區(qū)域港口油品、化學(xué)品運(yùn)量總體上呈現(xiàn)增長趨勢。根據(jù)長江干線該區(qū)域航道等級(jí)和航段內(nèi)船舶類型，分別按照貨油泄漏和燃油泄漏做如下分析。

1)貨油泄漏。考慮泄漏船舶為油船，近年來該水域油船主力船型載重噸為1 280 t。該船共有8～10個(gè)油艙，按照該噸位船舶貨油裝載80%推算，單次單艙最大溢油量約為100 t。

2)燃油泄漏。假設(shè)某次溢油事故的事故船為一般散貨船，該段水域該類船型主力船型載重噸為3 000～5 000 t計(jì)算，溢出油品為船用燃油，根據(jù)調(diào)研，該類船型燃油艙一般為2個(gè)，根據(jù)該噸位船舶燃油艙容量推算，單次單艙最大溢油量為60～100 t左右(內(nèi)河船舶燃油裝載量一般小于最大艙容的一半)。

按照防范略大于應(yīng)急的思路，該段水域溢油事故規(guī)?？梢匀∝浻托孤┖腿加托孤┑淖畲笾?，即100 t。

2.3 敏感目標(biāo)分布

該區(qū)域地處長江上游地區(qū)，分布有5個(gè)飲用水取水口，是大量珍稀魚類和動(dòng)植物的棲息地，也是長江上游珍稀特有魚類國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)所在地。一旦船舶發(fā)生溢油事故，由于水流較快，應(yīng)急反應(yīng)若不及時(shí)，將給下游地區(qū)的飲用水取水口、旅游、養(yǎng)殖、生態(tài)環(huán)境造成重大影響。

2.4 區(qū)域溢油風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

經(jīng)過廣泛調(diào)研、逐步篩選、專家咨詢等過程，建立船舶溢油事故風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系準(zhǔn)則層分為船舶貨物因素、港口碼頭因素、通航環(huán)境因素、管理因素和歷史溢油事故等方面，見表3。

表3 內(nèi)河溢油風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)本次研究建立的溢油事故風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)方法，采用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重(見表4)，對轄區(qū)水域自然條件、通航條件、船舶港口、管理因素、歷史事故等指標(biāo)進(jìn)行評分，并對指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。最后，對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，得到轄區(qū)水域區(qū)域溢油事故概率指數(shù)，見表5。

表4 內(nèi)河區(qū)域性溢油風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重

2.5 評估結(jié)果

根據(jù)船舶溢油事故指數(shù)計(jì)算方法，考慮溢油事故規(guī)模和環(huán)境敏感度， 計(jì)算各轄區(qū)船舶溢油污染風(fēng)險(xiǎn)分布，評估結(jié)果見表5、圖3。

1)溢油污染風(fēng)險(xiǎn)高的地區(qū)，需要重點(diǎn)關(guān)注。對各江段的溢油污染風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行排序，可以發(fā)現(xiàn)4號(hào)、1號(hào)和11號(hào)江段位于10%分位數(shù)以上，說明上述江段的溢油污染風(fēng)險(xiǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注。以納溪4江段為例，對其溢油風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步分析，該江段的風(fēng)速、霧日天數(shù)、橋梁數(shù)量、錨地?cái)?shù)量、船舶總噸位、船舶安全狀況、碼頭數(shù)量等指標(biāo)較高，而巡航時(shí)間和航標(biāo)等管理手段處于較低水平，該江段的環(huán)境敏感水平也較高。未來應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)該區(qū)域上述幾個(gè)方面的管理，降低區(qū)域溢油風(fēng)險(xiǎn)。

表5 轄區(qū)內(nèi)江段船舶溢油污染風(fēng)險(xiǎn)分布情況

圖3 溢油污染總風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果

2)溢油事故概率相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)，環(huán)境敏感度越低，溢油污染風(fēng)險(xiǎn)越小。9號(hào)江段和19號(hào)江段的溢油事故概率指數(shù)相當(dāng)，但是由于9號(hào)江段的敏感程度較高，因此，9號(hào)江段的溢油污染風(fēng)險(xiǎn)較大。

3 結(jié)論

江段劃分方法較好解決了海事部門不同管理區(qū)域的可比性不足的問題，對于風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)細(xì)節(jié)、指標(biāo)體系的完備性、指標(biāo)權(quán)重、評分標(biāo)準(zhǔn)和評估方法等方面未來還需進(jìn)一步研究，以促進(jìn)我國內(nèi)河溢油應(yīng)急體系建設(shè)的科學(xué)化和規(guī)范化。