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典型油庫(kù)碼頭建設(shè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)案例分析

文檔作者：許志良文檔來(lái)源：南京源恒環(huán)境研究所有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月19日
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化 工 設(shè) 計(jì) 通 訊 資源與環(huán)境
Chemical Engineering Design Communications Resources and Environment
·219·
第43卷第8期
2017年8月
全球各海域常因惡劣氣候、環(huán)境造成油輪觸礁、碰撞或
擱淺而引發(fā)重大溢油事故，由此帶來(lái)巨大損失[1]。本研究對(duì)
長(zhǎng)江沿線的某化工液體碼頭進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，其溢油事故
的主要源頭是船舶自身及其運(yùn)輸?shù)娜剂嫌?。結(jié)合以往溢油事
故及本工程實(shí)際，以5 萬(wàn)噸級(jí)船舶儲(chǔ)油和運(yùn)油量測(cè)算，溢油源
強(qiáng)取為500t。船舶碰撞導(dǎo)致漏油后，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急救援，對(duì)
泄漏的石油進(jìn)行圍堵、蘸、吸，攔截回收[2]?？蓪?shí)現(xiàn)最少86%
被回收，剩余14% 將向下游擴(kuò)散，即流入長(zhǎng)江的量為70t。本
文對(duì)此進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究。
1 預(yù)測(cè)方案
1.1 預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍和預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)因子
（1）預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)范圍：事故碼頭上下游各14km，包括江心
洲左、右汊及上、下游部分長(zhǎng)江主河道。
（2）預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)因子：石油類。
1.2 預(yù)測(cè)方案
預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)區(qū)域所在河段屬長(zhǎng)江下游感潮河段。依據(jù)該區(qū)
域設(shè)計(jì)水文條件及風(fēng)力條件，對(duì)事故排放時(shí)油粒子漂移距離
和影響范圍進(jìn)行影響預(yù)測(cè)。
1.3 預(yù)測(cè)方法
1.3.1 溢油粒子離散化處理
設(shè)溢油的離散后的油粒子總數(shù)為n，第i 個(gè)油粒子直徑為
di（1,2...n），假定形狀為球形，則其體積表示為：
i i
第i 個(gè)油粒子所占總溢油體積的分?jǐn)?shù)為：
i
i
k
由此定義每個(gè)油粒子的特征體積為：
Vi=fi·V
式中，V 為溢油的初始體積。
現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)表明，水體中油粒子粒徑為10~1 000μm，在此
范圍內(nèi)服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布：
φ（x）為標(biāo)準(zhǔn)分布的密度函數(shù)；μ 為均值；σ 為標(biāo)準(zhǔn)差。部
分專家建議入水油滴的平均直徑取250μm，均方差取75μm。
1.3.2 油膜厚度計(jì)算
假定N 代表面積為A 的水面上油粒子個(gè)數(shù)，m 為考慮風(fēng)
化后的單個(gè)油粒子質(zhì)量，則在t 時(shí)刻，油膜厚度h 可表示如下：
采用油粒子模型和數(shù)值分析計(jì)算得出油膜平面分布范圍
和油膜厚度隨時(shí)間變化過(guò)程。
1.4 計(jì)算條件的選取
1.4.1 計(jì)算范圍及網(wǎng)格劃分
計(jì)算范圍：事故碼頭上下游各14km 的長(zhǎng)江江段。采用矩
形網(wǎng)格，共355（縱向）×550（橫向）個(gè)節(jié)點(diǎn)（網(wǎng)格）。網(wǎng)格
步長(zhǎng)約50m。河段采用1 ∶ 10 000 的水下地形等值線圖，讀取
各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的河底高程。
1.4.2 計(jì)算水文、氣象條件的選取
采用90% 保證率枯水設(shè)計(jì)徑流過(guò)程與全潮潮位過(guò)程組合，
相應(yīng)流量水位作為設(shè)計(jì)水文條件。設(shè)計(jì)風(fēng)向分別取NNE 及
SSE，風(fēng)速取全年平均風(fēng)速3m/s。
1.4.3 潮流場(chǎng)計(jì)算及分析
通過(guò)二維非穩(wěn)態(tài)水動(dòng)力模型的計(jì)算，模擬評(píng)價(jià)區(qū)域水動(dòng)
力流場(chǎng)。計(jì)算流場(chǎng)平順，汊道分、匯流銜接良好，主流位置
及走向與實(shí)際情況較為一致。計(jì)算江段存在淺灘，在低潮位
時(shí)有邊灘露出。當(dāng)潮位較高時(shí)，灘槽流速分布差異不大；當(dāng)
潮位較低時(shí)，邊灘處的流速明顯減小。
由于本次研究所采用的數(shù)學(xué)模型采用了動(dòng)邊界處理技術(shù)，
潮位的變化和灘體出露等特征得到了較好的體現(xiàn)。計(jì)算結(jié)果
表明，該水域淺灘與深槽流速差異較為明顯，且深槽流速較大，
這均與實(shí)測(cè)結(jié)果相一致。模型較好地模擬了該江段復(fù)雜的水
流運(yùn)動(dòng)特性。
2 船舶溢油事故風(fēng)險(xiǎn)影響預(yù)測(cè)與分析
2.1 溢油事故預(yù)測(cè)與分析
選取事故預(yù)測(cè)時(shí)段長(zhǎng)為24h，時(shí)間步長(zhǎng)為300s，共288 個(gè)
預(yù)測(cè)時(shí)段；對(duì)不同風(fēng)向、泄漏時(shí)刻的事故工況下溢油油粒子
漂移距離和影響范圍進(jìn)行計(jì)算。
2.2 不同工況下油粒子遷移特征分析
2.2.1 工況1（70t、SSE、漲潮排放）油粒子遷移特征
該工況下，溢油主要以對(duì)流過(guò)程和風(fēng)導(dǎo)漂移過(guò)程為主，
在水流及風(fēng)的作用下自事故點(diǎn)沿西北方向向其上游運(yùn)動(dòng)。事
故發(fā)生后210min，油粒子到達(dá)事故排放點(diǎn)上游最遠(yuǎn)距離，此
時(shí)油粒子最大厚度為1.23mm（詳見(jiàn)表1）。
表1 工況1不同時(shí)刻油粒子空間分布
工況時(shí)間（h）
距事故點(diǎn)距離
（m）
分布范圍最大厚度
縱向（m）橫向（m） （mm）
70t、SSE、
漲潮排放
0.5 上游520 300 100 6.18
1.5 上游2 600 325 75 3.82
3.5（漲憩） 上游11 900 575 125 1.23
結(jié)果顯示，在工況1（SSE、漲潮排放）下油粒子對(duì)某水
廠集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)影響持續(xù)時(shí)間為40min，油粒子最
摘 要：結(jié)合某油庫(kù)碼頭建設(shè)項(xiàng)目，采用油粒子模型分四種工況探討發(fā)生重大溢油事故后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并對(duì)溢油和含
油廢水未經(jīng)處理排放對(duì)水生生態(tài)和漁業(yè)資源的影響進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：油庫(kù)碼頭建設(shè)；溢油事故；環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；油粒子模型
中圖分類號(hào)：X736.1 ；X322 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1003-6490（2017）08-0219-02
Case Study on Environmental Risk Assessment of Typical
Oil Depot Terminal Construction
Xu Zhi-liang
Abstract ：In this paper，the oil-particle model is used to analyze the environmental risk assessment after the major oil spill，and
the effects of the untreated emissions of oil spill and oily wastewater on aquatic ecology and fishery resources are discussed.Analyzed.
Key words ：oil depot terminal construction ；oil spill accident ；environmental risk assessment ；oil particle model
典型油庫(kù)碼頭建設(shè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)案例分析
許志良
（南京源恒環(huán)境研究所有限公司，江蘇南京 210049）
收稿日期：2017-06-05
作者簡(jiǎn)介： 許志良（1982—），男，河北臨漳人，工程師，主要從事環(huán)
境咨詢環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境監(jiān)理、調(diào)查評(píng)估等方面研究工作。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
資源與環(huán)境化 工 設(shè) 計(jì) 通 訊
Resources and Environment Chemical Engineering Design Communications
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第43卷第8期
2017年8月
大厚度為5.47mm。
2.2.2 工況2（70t、SSE、落潮排放）油粒子遷移特征
該工況下，溢油主要以對(duì)流過(guò)程和風(fēng)導(dǎo)漂移過(guò)程為主，
在水流及風(fēng)的作用下自事故點(diǎn)沿東北方向向其下游運(yùn)動(dòng)；事
故發(fā)生后480min，油粒子到達(dá)事故排放點(diǎn)下游最遠(yuǎn)距離，此
時(shí)油粒子最大厚度為7.76mm（詳見(jiàn)表2）。
表2 工況2不同時(shí)刻油粒子空間分布
工況時(shí)間（h）
距事故點(diǎn)距離
（m）
分布范圍最大厚度
縱向（m）橫向（m） （mm）
70t、SSE、
落潮排放
0.5 下游390 163 88 6.71
1.5 下游1 900 250 75 3.96
8（落憩） 下游6 373 325 100 7.76
結(jié)果顯示，在工況2（SSE、落潮排放）下油粒子對(duì)某港
務(wù)局水廠集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)影響持續(xù)時(shí)間為45min，油
粒子最大厚度為3.28mm。
2.2.3 工況3（70t、NNE、漲潮排放）油粒子遷移特征
該工況下，溢油主要以對(duì)流過(guò)程和風(fēng)導(dǎo)漂移過(guò)程為主，
在水流及風(fēng)的作用下自事故點(diǎn)沿西北方向向其上游運(yùn)動(dòng)。事
故發(fā)生后210min，油粒到達(dá)事故排放點(diǎn)上游最遠(yuǎn)距離，此時(shí)
油粒子最大厚度為3.49mm（詳見(jiàn)表3）。
表3 工況3不同時(shí)刻油粒子空間分布
工況時(shí)間（h）
距事故點(diǎn)距離
（m）
分布范圍最大厚度
縱向（m）橫向（m） （mm）
70t、NNE、
漲潮排放
0.5 上游490 150 50 6.78
1.5 上游1 040 175 100 5.51
3.5（漲憩） 上游1 325 250 112 3.49
結(jié)果顯示，在工況3（NNE、漲潮排放）下油粒子在風(fēng)和
潮流的共同作用下逐漸沿長(zhǎng)江右岸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)距離為距
事故點(diǎn)1 325m 處。對(duì)某水廠集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)未造成
直接影響。
2.2.4 工況4（70t、NNE、落潮排放）油粒子遷移特征
該工況下，溢油主要以對(duì)流過(guò)程和風(fēng)導(dǎo)漂移過(guò)程為主，
在水流及風(fēng)的作用下自事故點(diǎn)沿東北方向向其下游運(yùn)動(dòng)。事
故發(fā)生后480min，油粒子到達(dá)事故排放點(diǎn)下游最遠(yuǎn)距離，此
時(shí)油粒子最大厚度為7.82mm（詳見(jiàn)表4）。
表4 工況4不同時(shí)刻油粒子空間分布
工況時(shí)間（h）
距事故點(diǎn)距離
（m）
分布范圍最大厚度
縱向（m）橫向（m） （mm）
70t、NNE、
落潮排放
0.5 上游490 200 53 7.12
1.5 上游2 220 275 75 4.68
8（落憩） 上游2 540 475 150 7.82
結(jié)果顯示，在工況4（NNE、落潮排放）下油粒子在風(fēng)和
潮流的共同作用下逐漸沿長(zhǎng)江右岸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)距離為距
事故點(diǎn)2 540m 處。對(duì)某水廠集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)未造成
直接影響。
2.3 溢油對(duì)水生生態(tài)和漁業(yè)資源的影響分析
碼頭發(fā)生溢油事故后，原油會(huì)形成乳化水滴對(duì)魚(yú)蝦類產(chǎn)
生多方面影響，尤其對(duì)魚(yú)蝦的早期發(fā)育產(chǎn)生多種危害。溢油
可引起魚(yú)類攝食方式、洄游路線、種群繁殖的改變或個(gè)體失衡。
對(duì)早期發(fā)育階段的魚(yú)類的容易引發(fā)滯緩胚胎發(fā)育，影響孵化，
降低生理功能，導(dǎo)致畸變死亡。許多學(xué)者研究了不同濃度石
油對(duì)蝦蚤狀幼體、鯡魚(yú)等魚(yú)蝦類產(chǎn)生不同危害。同時(shí)，原油
中可溶性芳香烴會(huì)減弱魚(yú)類胚胎活力，甚至引起畸變。
3 含油廢水非正常排放對(duì)水生生態(tài)和漁業(yè)資源的影響分析
船舶艙底油污水等含油污水若不經(jīng)過(guò)處理直接排入長(zhǎng)江，
將會(huì)對(duì)該區(qū)域水生生物產(chǎn)生較大影響。如水域表面油膜較厚
且連成片，將減少陽(yáng)光透射，降低浮游植物的光合作用，從
而影響水域的初級(jí)生產(chǎn)力。油污可能傷害水生生物的化學(xué)感
應(yīng)系統(tǒng)，使其紊亂。對(duì)于動(dòng)物的卵和幼體也會(huì)產(chǎn)生很大的破
壞。同時(shí)，油類還可能侵入水生生物細(xì)胞內(nèi)，破壞其細(xì)胞結(jié)
構(gòu)，損害其代謝能力。對(duì)油污染敏感的生物容易減少甚至消失，
而嗜油菌落和好油生物則容易繁殖生長(zhǎng)，從而引發(fā)生態(tài)平衡
失調(diào)。
4 結(jié)論
通過(guò)對(duì)不同風(fēng)向和泄漏時(shí)間的事故工況下溢油油粒子漂
移距離和影響范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，結(jié)果顯示：① SSE、漲潮
排放會(huì)對(duì)某水廠集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)產(chǎn)生45min 的影響。
② SSE、落潮排放會(huì)對(duì)某港務(wù)局水廠集中式飲用水水源保護(hù)區(qū)
產(chǎn)生45min 的影響。③ NNE、漲潮排放以及NNE、落潮排放
時(shí)對(duì)上述保護(hù)區(qū)均未造成影響。
因此，在溢油事故發(fā)生時(shí)，應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)水源保護(hù)區(qū)應(yīng)急
監(jiān)測(cè)等應(yīng)急計(jì)劃，以確保水源地供水安全。同時(shí)，對(duì)于船舶
含油污水必須采取妥善的處理措施，杜絕未經(jīng)處理排放。
參考文獻(xiàn)
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73-83.
（上接第218頁(yè)）
=4 865tCO2
可節(jié)約2 767t 標(biāo)準(zhǔn)煤，降低CO2 排放量4 865t。
3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析
本系統(tǒng)投入使用后，每年可節(jié)省天然氣2 250 000m3，按
照目前天然氣價(jià)格1.81 元/m3計(jì)算，則每年可節(jié)約能源成本：
2 250 000m3×1.81 元/m3=4 070 000 元
4 結(jié)語(yǔ)
電解鋁高溫?zé)煔庥酂峄厥绽孟到y(tǒng)，不僅使電解生產(chǎn)排除
的煙氣得到了充分的利用，而且在降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本方面有
著重要意義。青海百河鋁業(yè)公司采用了合同能源管理的模式，
極大地降低了項(xiàng)目資金的投入，即以每年實(shí)際節(jié)約天然氣費(fèi)
用的比例，進(jìn)行支付項(xiàng)目的投入資金。目前，該公司已著手
進(jìn)行水- 汽換熱方面的改造，也就是利用已經(jīng)加熱過(guò)的一次熱
媒再次制備成蒸汽，用來(lái)清除碳?jí)K焙燒工序產(chǎn)生的瀝青殘?jiān)?
附著，這一舉措將對(duì)降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度起到十分重要的作用。
參考文獻(xiàn)
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（上接第209頁(yè)）
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