海上溢油应急策略制定的关键因素

孙寿伟

(中海石油环保服务(天津)有限公司，天津 300452)

0 引言

1993年，国际组织(IMO/IPIECA)组织编制了溢油应急相关的系列报告，在OPRC公约中各缔约国所达成共识的前提下，为各国溢油应急管理与应对行动提供指导。OPRC公约根据具体风险源项，建议存在溢油风险的国家制定本国的溢油应急计划，各石油公司及石油运输行业均应有各自的溢油应急计划与政府主管部门的应急预案相衔接，而计划的实施的内容要靠实际应急行动来检验完善。2010年，美国“深水地平线号”井喷事故严重污染了海洋生态环境，同时暴露出应急响应过程中的问题。除了在实战中发现问题、总结经验，更为关键的因素在于应急响应中精准的应急策略。本文根据国内外海上溢油应急响应的特点与方式，系统地归纳了影响我国海上溢油应急行动的关键要素，总结了各要素之间的影响，为应急响应过程中科学地制定溢油应急策略提供参考。

1 溢油应急现状分析

国际行业内各组织所奉行的溢油应急相关规则和指南，以及实际操作中的总结、规范还不能称之为标准。我国在积极履行OPRC公约的同时，逐步建立健全相关法律法规体系，已基本建设形成国家级、海区级、省(自治区、直辖市)级、港口级及船舶级五级应急管理体系，由海事行政主管部门统一负责溢油应急响应的组织管理，制定重大海洋溢油应急计划[1]。

1.1 船舶溢油应急类

国内对于溢油应急能力建设并未形成行业标准。按照水域划分，船舶类应急资源主要依托于沿海水域船舶溢油应急设备库、长江干线船舶溢油应急设备库两类。沿海水域船舶溢油应急设备库主要针对海上风浪大、水域开阔等特点，配置海洋型溢油应急设备。

1.2 海洋石油勘探开发类

目前，国内一些海上应急抢险机构配备了海上应急抢险船、水下管道干式维修舱、水下机器人等应急装备，但是实践表明，现有的海底管道应急装备在滩海、极浅海海底管道泄漏应急抢险中表现不足[2]。迄今为止，我国以三大油企为代表的应急能力资源系列配置也只是涉及作业安全、设备性能和工业技能领域居多，环保类居少。溢油应急作为环保门类的一个分支尚未获得重视与人类抵御溢油的历史较短有关。当今世界范围内，与石油勘探开发相关的高等教育中并无溢油应急课程或专业设立。

2 溢油风险量化分析

海上石油施工作业包括物探、钻完井、采油、油气集输与处理、储存及运输等，作业过程中涉及到大量生产设施及作业设施[3]。我国对溢油风险分析起步较晚，但在船舶发生溢油事故分析研究方面颇有研究，而在海上石油设施溢油风险分析和评价方面相对而言缺乏系统的方案和研究工具，可以借鉴参考的相关资料也很少。在区域溢油应急能力评估过程中，科学地分析评价海上石油设施的环境安全风险，统一规范区域溢油应急能力中溢油风险分析的方法、内容和数据采集格式，量化主要风险分析，以便有针对性地确定应对策略和资源配置指标，降低和减少溢油事故风险，确保海洋环境免受污染。

3 溢油应急策略分析

海上溢油信息的准确性是制定溢油应急策略的关键。第一时间应明确现场溢油源基本情况、泄漏时间、油品性质、气象海况、已采取措施等信息，作为制定应急策略的基础。鉴于测量海面溢油厚度和面积的难度，准确估算海上溢油量是很困难的。当溢油泄漏到海面时，受海流与风的影响扩散形成油膜。油膜通过吸收海浪的能量，增加海水表面张力，使溢油海域的水面相比正常海域略显平静。当油层变薄时，更容易受到浪，风和海流运动的破坏，因而顺着风向和海流运动的方向形成更小的油块或狭窄的油膜带。由此分析，溢油处置应综合分析相关的各种因素，重点关注优质资源协调、应急响应时间、溢油围控与回收以及浅滩与岸线溢油处置的初期准备。

3.1 应急资源协调

海上溢油事件发生后，可根据事件发生的现场信息分析可能给周边海域带来的影响，并通过船舶跟踪、直升机巡航、溢油漂移数据模拟分析等技术手段对溢油扩散趋势进行分析。同时，筛选溢油周边适用的现场应急资源，通过技术研判分析，确定溢油拦截点位并实施资源集中统一调配，确保有效拦截溢油。

3.2 应急响应时间

应急响应时间主要指从接到事故报警到应急设备和物资到达事故现场开始作业的时间，考虑0.5～1 h的陆上准备时间以及1 h左右的水上运输时间，确定港内水域的应急响应时间为2 h[4]。海上应急动员时间通常以溢油应急设备运输至溢油点的直线航行距离为计算基础，船舶航行速度12节(约22 km/h)，陆地溢油应急基地动员时间不超过1.5 h。陆地溢油应急基地响应时间不包括通行航道时间。

3.3 溢油围控与回收

溢油围控与回收作业是现场溢油处置效果最直接的体现。根据不同油品特性及不同条件采取相应的溢油处理方法。针对海上实际情况，考虑所需设备、环境因素的影响，需注意优先权的选择。天气状况良好，首先使用围油栏对溢油进行围控。若溢油量较少、范围不大，可使用吸油毛毡吸附，人工使用捞油网进行打捞清除；若溢油量较大，则使用船舶搭载机械回收设备进行清除。敏感海域发生的溢油事件，应考虑事态影响的严重程度确定优先保护次序，最大限度地控制事态蔓延。

3.4 浅滩及岸线溢油处置

潮间带和浅滩段指海管登陆点东部水域大型作业船舶无法到达的水域。由于作业船舶无法到达该水域，该水域的溢油处置需协调周边可用船舶资源支持应急。浅滩及岸线溢油污染处置应考虑泥质滩涂地势、潮间带宽度、陆岸交接处海水水深等作业环境，还应考虑泥沙岩石对应急设备的影响，通过刷式、鼓式等专用设备回收溢油。受泥质滩涂的影响，溢油流动性受到限制，一般收油机无法使用，可考虑高压清洗设备、吸附材料以及与吃水较潜的固体浮子式围油栏配套使用。

4 溢油事故场景模拟分析

受到风、浪、流作用影响，溢油一旦进入海洋在海面漂移、扩散，将会对海洋水体造成严重污染。溢油事故后，准确获得海面油膜动态信息，对控制污染、减小损失以及清除溢油起着关键性作用。油膜在漂移过程中，其质量和性质会发生较大的变化，并且这些变化是动态的，这就要求作业者在溢油发生后的不同时刻充分认识溢油属性，以便对溢油进行有效的预测、评估和处置。

4.1 溢油点、溢油量及溢出方式

根据海上设施工程作业特点、溢油风险以及溢油漂移扩散的随机性，选择渤海海域随机位置作为溢油点源，同时选择最大可信事故为事故源项，确定为海底管线重质原油泄漏事故，泄漏量为100 t，点源连续排放，持续时间为4 h，油膜漂移预测时间为溢油后的48 h。预测48 h内溢油在最大风与平均风情况下不同风向的漂移轨迹。

4.2 模拟风场数据

综合模拟海域每个月的气象资料和本海域相关敏感目标后，确定历史常见风速风向等相关数据，并趋向于不利因素，作为溢油油膜漂移轨迹的基础数据。

4.3 预测结果

油膜在风和水流的共同作用下在水体中进行不规则的曲线运动，并随时间变化逐渐扩散，其运动方向甚至会与潮流方向相反，可以看到油膜中心点分布比较密集甚至发生重叠。如图1所示，近海区域，风速和风向引起的浅海风海流对于溢油漂移扩散结果起很重要的作用，体现在模拟结果中就是：不同的风向直接导致溢油漂移方向不同，甚至决定了溢油是否抵岸。

图1 模拟采用的风场数据(风速：m/s)

4.4 应急策略

根据96 h溢油漂移数值模拟分析，溢油向南漂移扩散。确定距离溢油源最近的陆地基地，假定陆地应急资源到达溢油海域时间约6 h。6 h后，溢油已扩散至溢油源以南约10 km处，油膜宽度为2 km左右。受气象与海况影响，油膜在96 h以后的漂移扩散存在危及周边敏感海域与岸线的可能。根据以上条件，现场应急策略如下：(1)启动现场应急，进行溢油围控与回收(一般具备围油栏400 m、收油20 m³/h)，针对已扩散溢油进行船舶跟踪；(2)协调陆地应急资源向溢油源以南10 km海域集结，到达海域后根据溢油实际扩散情况进行溢油围控与回收作业；(3)若应急资源充足，在周边敏感海域进行溢油拦截保护，防止溢油污染，同时考虑切断溢油登陆途径；(4)海面薄油膜清理及油污垃圾处置。

5 结语

制定海上溢油应急策略，要首先根据现场信息确定应急方向，以溢油量与溢油扩散路径为主线，综合考虑周边环境影响，同时采用常规技术手段，做好溢油扩散分析、应急资源协调、溢油围控与回收等工作。在借鉴国际溢油专业领域的先进经验的同时，还要结合国内实际情况对海上实际风险海域编制合理的、可操作性强的溢油应急处置方案与策略，通过场景设计、应急演练、能力评估等多种要素有效地改善应急工作中管理与技术环节存在的问题。