深圳鹽田港區溢油監控系統分析

文／楊芝龍 郭秀斌

Shenzhen MSA

深圳鹽田港區溢油監控系統分析

Analysis of oil-spilling monitoring system in Shenzhen-Yantian Port

文／楊芝龍 郭秀斌

論述在鹽田港安裝溢油監控系統的必要性，并對溢油監測系統進行詳細介紹。結合使用過程中的實際情況提出建議，以供將來進一步完善該系統。

The author discusses the need of installation of the oil-spilling monitoring system in Yantian port, then introduces the principle of the oil-spilling monitoring system in detail. At last, taking into account of practical situation in application process, the author puts forward several suggestions to improve the system in the future.

隨著在全球范圍內對石油和石油衍生物產品的生產、運輸和消費的依賴達到了歷史空前高度，重大海上溢油事故的報道也引起了公眾的廣泛關注。目前我國溢油的實時監測技術遠遠滯后于經濟的飛速發展，還基本停留在靠人工觀察、群眾舉報等方式獲得信息，存在很大的局限性。

交通運輸部《港口工程環境保護設計規范》《中華人民共和國海洋環境保護法》第二章第八條明確要求港口和碼頭應當設置溢油監視和報警裝置，而且各港口碼頭均需要建立與港口業務規模相適應的港口溢油應急反應計劃。應裝備先進的溢油監測設備和建立有效的應急反應計劃，以便溢油發生時能盡早發現并及時采取措施，降低經濟損失和對環境的危害，保護海洋環境，促進社會經濟的可持續發展。

一、鹽田港區自然條件

鹽田港區位于廣東省珠江三角洲東部的大鵬灣北岸，隸屬于深圳市鹽田區，港區南與香港隔海相望，西接鹽田區沙頭角鎮，東臨大小梅沙，北靠橫崗、龍崗地區。港區深入大鵬灣底，水域縱深約20 km。海床平坦，多沙石海底，平均水深在15 m以上。港內航道寬敞，且有大鵬半島的阻擋，灣內涌浪較小，是一個不可多得的天然良港。

二、在鹽田港區安裝溢油監控系統的必要性

鹽田港規劃為西、中、東三個港區，總面積362 hm2，全部為填海造陸。按照規劃，西港區為通用泊位區，東、中港區為集裝箱專用港區。目前中港區有集裝箱深水泊位15個，西港區4個5萬t級的集裝箱泊位也將于2010—2012年陸續投入使用，東港區一期4個7萬t級集裝箱泊位將于2012—2014年投入使用。目前在鹽田港掛靠的國際班輪航線共88條，日益繁忙的港口運輸對港區的發展提出了更高的要求，同時也給港口水域防污染工作帶來了更嚴峻的挑戰。

鹽田港西部與沙頭角海相通，港口對開方向是香港曲港水域，且東部靠近深圳的旅游重點區——大小梅沙，大鵬半島也是深圳今后旅游資源整體開發的區域，半島東部還有大亞灣核電站，這些都使鹽田港周邊水域較敏感。一旦港區發生溢油或船舶違規排放油污水，將立即在社會上產生很大反響。

鹽田港是國際性集裝箱大港，一旦發生溢油事故將造成碼頭停運、船舶滯航，并且還要動用大量的清污力量進行清污作業，造成的經濟損失不可低估。如果在港區安裝溢油監控設備，對港區水域進行24 h及時、系統監控，對于減少碼頭方經濟損失將會有極大的促進作用。

三、鹽田港溢油監控系統工作原理及結構

鹽田港溢油監控報警和應急信息支持系統是一套針對水上漂浮油膜進行遠程、實時、全天候、全自動的綜合監控報警系統。通過采用目前國際和國內最先進的溢油紫外監測、矢量化鹽田港區電子海圖、計算機軟件等高新前沿的先進技術，構建成由覆蓋鹽田港區的多個現場監測點作為現場溢油信息、水流信息、潮汐信息、風力信息的現場探測、數據采集平臺，通過有線數據網絡連接，將采集到的數據和分析結果通過數據格式傳送到鹽田國際碼頭的值班室和鹽田海事處的指揮中心。至此，在監控區域安裝的溢油報警終端與監控中心組成了一個區域性的溢油監控網。

系統由三大部分組成：監控中心控制系統、溢油監控報警設備終端、之間的數據通信網絡。其工作流程如圖1所示。

圖1 溢油監控系統工作流程

1.溢油監控報警設備終端

終端組成：Slick Sleuth 溢油探測器、現場聲光警報器、綜合數據采集傳輸設備（簡稱RTU，風向儀/海流計/視頻采集器）。其中現場數據采集終端采用了美國Interocean Systems 公司制造的Slick Sleuth 紫外油膜探測器。油膜探測器的原理為其本身能夠通過內置的熒光發射器向下發出圓柱形的光脈沖，脈沖照射到水面上，將根據水面不同的物質產生反射的熒光。反射回到感應器的熒光經過多級特制的過濾裝置被濾除雜散無關的光譜，并經過內置的監測系統分析后，可以確定反射回的熒光中是否含有溢油信息。如果探測到有溢油信息就向基站發出信號，基站發出警報告知操作人員溢油的方位和溢油的類型，以便操作人員采取直接和適合的應急措施。

圖2 紫外油膜探測器的原理

正常工作時，紫外油膜探測器負責定時采集測量海水中油膜的厚度，一旦水中油膜厚度超過提前設定的報警厚度，報警終端系統即啟動，通過現場的擴音和警示等外延設備發出聲光警報，同時把數據傳送到監控中心，通過高精度電子地圖準確地顯示報警終端的位置信息，對應的點位高亮顯示，通過聲光報警或短信語音等通知相關負責人。監控中心管理人員可以按照事先制定的應急預案采取相應的措施。

Slick Sleuth 溢油監視系統具有可靠性高、運行成本低、實時報警等顯著優點，現場安裝十分方便，配置非常靈活，而且不需要維護。由于系統的終端感應器安裝在水面之上，與以前需安裝在水中的浮標型的溢油探測感應器相比較，避免了過去經常發生的受漂浮在水上的垃圾和污垢、過往船只等因素的干擾，尤其是避免了非相關人員和船只的接觸和干涉而帶來的經常性的人工維護和系統失效甚至失蹤等等很多不便之處，是分布式溢油探測系統的一大進步。

2.監控中心控制系統

中心軟件系統組成：集成Interocean 中心軟件的溢油遠程自動監控管理系統、電子海圖顯示系統、信息管理系統和溢油應急響應系統。其系統拓撲如圖3所示。

圖3 監控中心系統拓撲圖

本系統采用星形結構，以監控中心為系統核心，通過監控中心采集監測、監控等系統數據信息，并加工處理后通過中心的GIS平臺展示，系統的信息可以方便地通過網絡傳送，既支持傳統的客戶機/服務器方式的數據查詢，也支持通過瀏覽器進行信息的檢索。整個系統可實現有限度控制，可及時為各級領導的環境宏觀決策提供信息支持。系統界面如圖4所示。

遠程自動監測管理系統是“港區溢油監控中樞系統”的數據基礎。該系統負責整個中樞系統監測數據自動采集、自動監控，綜合數據的統計分析與發布，系統日常手工與自動維護等。

電子海圖顯示系統：電子海圖系統能夠準確、快速地體現溢油事故區域的空間地理信息，令應急行動指揮更加主動、直觀、明確，且可將用戶原有監控系統，如CCTV系統、易燃易爆及有毒有害氣體監測系統接入電子海圖平臺進行統一顯示、管理，更好地整合、利用、發揮原有資源的使用價值。

溢油應急響應系統：也就是溢油應急反應專家信息系統，根據溢油事故發生后的相關情況，結合轄區水文條件和溢油應急資源的儲備情況，為管理者在溢油事故發生后提供信息、應急決策支持。

四、對鹽田港區溢油監控系統的分析

圖4 深圳鹽田港區溢油監控系統主界面

在各方的大力支持下，鹽田港區溢油監控系統于2009年初在港區安裝調試完成。經過科學系統的論證，目前在鹽田國際集裝箱碼頭中港區的1#、3#、7#、9#安裝了溢油監測探頭，初步形成了對鹽田港的全天候、實時監測，標志著鹽田港區海域污染防治工作向前邁出了一大步。2009年10月15日，鹽田中心海事處在1#泊位水域舉行的鹽田港溢油應急演習中，首次實地檢驗了溢油監測系統全部工作流程，演習的效果證明該系統反應靈敏，報警時間短，具有很好的實際意義。

經過1年的實際運行，該系統在發揮自動化監控作用的同時，也表現出以下幾點不足：

（1）溢油探測器為點源工作模式，單個探頭監控水域面積小，需要組網以提高靈敏度。

Slick Sleuth紫外油膜探測器的工作原理就是垂直發射熒光脈沖，再通過接收反射光分析對水面油膜進行監測。這就決定了只有在油膜漂移到探測儀下方時，且油膜厚度達到設定值后才能觸發報警。這就需要決策者在安裝時考慮到港區水文情況和碼頭走向，合理布置探頭位置和數量，組成探測網，以提高報警精度和速度。

（2）水面雜物識別功能弱，從而導致誤報警。

在陰雨天氣時，碼頭前沿吊車導軌里的潤滑油等陸源污染物會流入水體，導致溢油檢測設備誤報警；有時碼頭探頭下面聚集的水面垃圾漂浮物也會導致系統發出報警。這說明該系統對可疑污染物反射光譜的分析能力還需提高。可以考慮加入油品光譜數據庫，在系統探測到可疑污染物后調用數據庫比對油光譜，直接分辨出詳細的污染物特征。

（3）鹽田港碼頭的實際建造結構對溢油檢測系統提出更高的要求。

鹽田港碼頭1#、2#泊位采用的是實心鋼筋混凝土結構，3#～15#泊位采取的是鋼柱架空碼頭結構。如果發生溢油，油膜就可能在風、海流、潮汐等作用下向港區碼頭架空層下方漂移，使溢油探測器無法檢測到油膜，從而導致報警失效。

（4）考慮到港區三期擴建工程10#～15#泊位也已經投入使用，應將其納入組網監控范圍。

目前，鹽田港中港區三期擴建工程的10#～15#泊位已經投入使用，靠泊的都是大型集裝箱船舶，也是我處轄區監管重點，建議以后把溢油監測系統覆蓋到三期擴建工程碼頭，在10#、13#、15#泊位分別安裝溢油探測儀。這樣，本系統與鹽田港CCTV視頻監控系統共同組建成一個對鹽田港區的全方位無縫覆蓋監控網絡。

隨著新的《防治船舶污染管理條例》在2010年3月1日正式生效實施，我國對船舶污染的監管力度進一步加強，深圳鹽田港區溢油監測系統的安裝必將豐富海事部門的監管手段，給港口溢油監測管理帶來巨大進步，為實現經濟和環境的雙贏提供有力保障。

Shenzhen MSA

版面負責：張璐璐

email@shipping-world.net

world_shipping@163.com

深圳海事局