南京長江第四大橋危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸泄漏事故影響研究

姜文婷 徐文文 許雪記 王玉紅

（1. 華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇南京 210014；2. 江蘇省交通運(yùn)輸環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)研究中心，江蘇南京 210014）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對于危險(xiǎn)化學(xué)品（以下簡稱“?；贰保┑男枨罅坎粩嘣鲩L，進(jìn)而引起其運(yùn)輸量的提高?？偟膩碚f，?；愤\(yùn)輸近年呈現(xiàn)出運(yùn)輸距離縮短、單次運(yùn)輸量下降、運(yùn)輸種類增多等趨勢，由于水運(yùn)運(yùn)輸速度較慢以及航空運(yùn)輸成本較高，公路運(yùn)輸成為危化品運(yùn)輸?shù)闹饕煌ㄇ溃?-2］。相比于普通貨物，由于危化品具有危害特性，若在運(yùn)輸過程尤其是在長大型橋梁行駛過程中發(fā)生泄漏，不可避免地會對周邊水環(huán)境造成污染［3］。

南京長江第四大橋是我國“五縱七橫”國道主干線中上?！啥几咚俟返臉屑~工程和南京繞越高速公路的過江通道與重要組成部分，與此同時(shí)，長江第四大橋下游分布多個(gè)水源地，水環(huán)境較為敏感，一旦發(fā)生?；沸孤┦鹿剩瑢χ苓吽h(huán)境的影響巨大，對下游水源地供水安全更是會帶來災(zāi)難性后果。

本文采用MIKE21 對上述事故情景進(jìn)行長江第四大橋發(fā)生交通事故進(jìn)行模擬，預(yù)測漲急以及落急大橋發(fā)生甲醇、乙二醇、苯、苯胺泄漏事故時(shí)污染團(tuán)擴(kuò)散影響范圍及影響時(shí)間，并對上下游水源地取水口的影響進(jìn)行分析，為長江第四大橋相關(guān)管理部門構(gòu)建事故應(yīng)急體系提供支撐。

2 長江第四大橋概況

2.1 基本情況

長江第四大橋工程位于江蘇省南京市六合區(qū)、棲霞區(qū)和江寧區(qū)，南接滬寧高速公路，北接南京繞城公路東北段，全長28.996 km。其中跨江大橋（長江第四大橋）長5.448 km（包括主跨1.418 km 及引橋4.030 km）。

長江第四大橋主橋?yàn)殡p塔三跨連續(xù)鋼箱梁懸索橋，跨徑575 m+1 418 m+483 m，長2 476 m。其中，位于長江兩側(cè)大堤之間路段長度約2 km。橋面雨水通過兩側(cè)設(shè)置的泄水孔排出橋面，泄水孔間距約8 m，管徑20 cm。

2.2 沿線取水口分布情況

長江第四大橋跨江段上游20 km、下游50 km共分布6 個(gè)取水口，取水口信息見表1，其中下游取水口4（南京）距離長江第四大橋最近。

表1 長江第四大橋上下游水源地取水口信息km

3 化學(xué)品泄漏事故后果模擬

3.1 事故模擬情景

從?；凡酃捃囕d重看，槽罐容積一般為20 m3左右，最大容積為40 m3。對長江第四大橋沿線企業(yè)和化工園區(qū)?；愤\(yùn)輸量較大的主要品種與運(yùn)輸頻率進(jìn)行調(diào)查，綜合考慮?；返乃苄院瓦\(yùn)輸量，選擇以甲醇、乙二醇、苯、苯胺為代表進(jìn)行預(yù)測。

目前?；凡酃捃嚨淖畲笕莘e為40 m3，泄漏量按50%化學(xué)品泄漏入水計(jì)，即20 m3。危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏后未采取措施，泄漏時(shí)間為20 min。結(jié)合長江口潮汐特征，取不利漲潮及落潮期作為水文設(shè)計(jì)條件，泄漏點(diǎn)選取長江第四大橋中泓線距岸邊距離的2/3處。事故情景見表2。

表2 事故情景 t

情景設(shè)置1 為對長江第四大橋上游取水口最不利方案，情景設(shè)置2 為對長江第四大橋下游取水口最不利方案。

3.2 模擬結(jié)果分析

本研究采用MIKE21 對上述事故情景進(jìn)行長江第四大橋發(fā)生交通事故24 h 模擬。各危化品的評價(jià)濃度限值為：甲醇3.0 mg/L、乙二醇1.0 mg/L（前蘇聯(lián)生活飲用水和娛樂用水水體中有害物質(zhì)的最大允許濃度）、苯0.01 mg/L、苯胺0.1 mg/L（GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中集中式生活飲用水地表水苯胺的標(biāo)準(zhǔn)限值）。

3.2.1 漲急條件下結(jié)果分析

漲急條件下發(fā)生危化品泄漏的遷移過程，對上游取水口水質(zhì)最不利。漲急時(shí)發(fā)生泄漏事故后對上、下游取水口的影響時(shí)間和?；窛舛纫姳?。

由表3 可知，漲急條件下甲醇、乙二醇、苯、苯胺泄漏后均不會到達(dá)上游水源地取水口，不會對上游取水水質(zhì)產(chǎn)生影響。

甲醇、乙二醇泄漏后到達(dá)下游最近的水源地取水口4（南京）已低于該標(biāo)準(zhǔn)限值，對取水口的水質(zhì)影響較小。苯泄漏后約6.67 h 后到達(dá)下游距長江第四大橋最近的取水口4（南京），此時(shí)苯影響最大濃度為0.30 mg/L，高于GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中集中式生活飲用水地表水苯的標(biāo)準(zhǔn)限值。苯胺泄漏后約6.82 h 后到達(dá)下游取水口4（南京），此時(shí)苯胺影響最大濃度為0.35 mg/L，高于GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中集中式生活飲用水地表水苯胺的標(biāo)準(zhǔn)限值。

3.2.2 落急條件下結(jié)果分析

落急條件下發(fā)生事故時(shí)?；肺廴驹茍F(tuán)最快到達(dá)下游取水口，為對下游取水口最不利方案。下游取水口的影響時(shí)間和?；窛舛纫姳?。

表4 落急條件下20 m3 危化品泄漏對長江第四大橋下游水源地取水口影響預(yù)測結(jié)果

由表4 可知，最不利條件下，甲醇及乙二醇泄漏對下游水源地取水口無影響。苯、苯胺泄漏會對下游水源地取水口水質(zhì)有較大影響。

根據(jù)預(yù)測結(jié)果，落急條件下苯泄漏約2.33 h 后到達(dá)下游離長江第四大橋最近的水源地取水口4（南京），影響最大濃度為0.46 mg/L，持續(xù)1.67 h 后苯污染團(tuán)離開取水口4 向下游擴(kuò)散，約7.67 h 后到達(dá)下游取水口5（儀征），影響最大濃度為0.10 mg/L，持續(xù)8.83 h 后苯污染團(tuán)繼續(xù)向下游擴(kuò)散，約28.17 h后到達(dá)下游取水口6（揚(yáng)州），此后隨著污染團(tuán)向下游繼續(xù)擴(kuò)散，濃度逐漸降低。

落急條件下，苯胺泄漏約2.67 h 后到達(dá)下游取水口4（南京），影響最大濃度為0.50 mg/L，持續(xù)1.17 h苯胺污染團(tuán)離開取水口4 向下游擴(kuò)散，約14.50 h 后到達(dá)下游取水口5（儀征），影響最大濃度為0.12 mg/L，隨后污染團(tuán)繼續(xù)向下游擴(kuò)散，但濃度低于苯胺的標(biāo)準(zhǔn)值，不會到達(dá)下游取水口6（揚(yáng)州）。

根據(jù)泄漏事故預(yù)測時(shí)間和濃度峰值，可對下游取水口特別是較近的取水口進(jìn)行事故預(yù)警，并且對長江第四大橋發(fā)生事故應(yīng)急響應(yīng)提供決策支持，最大限度避免對長江水體和下游取水口水質(zhì)造成的污染沖擊。

4 結(jié)論

本研究預(yù)測分析了長江第四大橋發(fā)生?；沸孤┦鹿曙L(fēng)險(xiǎn)影響范圍和影響程度，根據(jù)上述模擬結(jié)果，長江第四大橋發(fā)生?；沸孤┦鹿蕰r(shí)從泄漏到水體局部污染再到對下游水源地取水口形成嚴(yán)重后果，一般會歷經(jīng)一個(gè)相對較長的時(shí)間過程，也就是說，并不會頃刻間造成對下游取水口的直接危害，可以在事故發(fā)生后利用一定時(shí)間采取應(yīng)急響應(yīng)行動。

長江第四大橋可建立突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急體系，能夠第一時(shí)間啟動應(yīng)急響應(yīng)程序，利用一定時(shí)間及時(shí)有效地阻止污染團(tuán)擴(kuò)散。與下游水廠建立聯(lián)動機(jī)制，一定時(shí)間內(nèi)關(guān)閉水廠取水系統(tǒng)，以保障供水安全。