自航耙吸挖泥船冰期施工溢油防控措施

苗士勇，宋子路

（神華上航疏浚有限責任公司，河北 滄州 061113）

0 引言

自航耙吸挖泥船因其具有良好的航行性能，可以自航、自載、自卸，并且在工作中處于航行狀態，不需要定位裝置，施工效率受外界干擾較少，在越來越多的疏浚項目中得到廣泛使用。在疏浚施工中，往往是施工船舶與進出港營運船舶共存作業，存在較大碰撞風險，該情況對生產繁忙港口尤為明顯。冬季施工中，由于可視條件較差且持續時間長、大風天氣較多，加上海冰的存在給船舶操作帶來較大難度，船舶在碰撞事故發生后亦或是在較厚海冰撞擊下極易出現溢油事故。同時，海冰亦對后期的清理工作帶來較多困難。

目前國內有關學者對海上結冰期溢油情況進行了多角度研究，對在海上石油開采平臺溢油、冰期溢油回收等研究方面取得了較多成果。邱大洪[1]在冰期溢油清理理論、試驗研究方面做出了前瞻性預測。李志軍[2]等對渤海和黃海海域冰期不同外界狀態下的原油泄露處理方式結果做了分析。王鵬[3]等建立渤海的冰區溢油數值預報模型，對海上環境因素影響進行了研究。王鵬[4]等探討了不同冰水混合條件溢油探測技術，為冰區溢油探測設備發展提供了思路。包木太[5]等研究了消油劑處理海上溢油過程中溫度、鹽度等環境因素的影響。牛志剛[6]等對冰期海上溢油的檢測和預測技術進行了總結和展望。黃焱[7]等采用試驗方法對渤海可能發生的冰期溢油進行模擬，研究了冰期油層的特性變化。以往的研究主要集中在海上油田在海冰破壞作用下發生的溢油事故，對疏浚船舶這類作業中存在特殊風險的載體海上溢油事故防控措施鮮有提及，國內外在該方面的研究工作亦甚少。

1 耙吸船冰期疏浚作業的溢油風險分析

渤海灣作為國家北方煤炭集散港口群聚集地，存在大量運輸船舶。尤其神華黃驊港作為目前國內最大煤炭運輸港，營運船舶與在港施工的疏浚船舶交叉作業，存在較大的碰撞、溢油風險。

耙吸船疏浚操作過程流程如下：

1）施工船舶航行到施工區域附近做好施工準備，船舶上線后浚工員放耙至海底，同時機艙泥泵開啟，疏浚土在耙頭作用下稀釋為泥漿后由泥泵吸進泥艙。

2）泥艙裝滿后施工船舶繼續施工并開始溢流，低濃度泥漿自溢流口溢出船外，待船舶吃水達到要求后起耙停泵停止挖泥。

3）施工船舶重載狀態駛向拋泥區拋泥或到指定吹填位置。

4）施工船舶駛進拋泥區坐標范圍后打開艙底泥門卸泥，或駛到吹填位置附近拋錨待船舶定位后實施吹填作業。

5）施工船舶輕載狀態返回施工區段。

耙吸船在挖泥狀態下，船舶機動能力受到限制，對周邊進出港船舶及漁船等產生的緊急情況不能做出及時反應。此外，由于其施工設備維護需要且受限于其自身結構形式，耙吸船甲板存放較多潤料，遇到較大風浪或遭受劇烈撞擊時存在較大散落風險。

與原油相比，疏浚船舶用油基本屬于輕質燃油，泄漏后在低溫下不易凝聚、漂浮性較強。根據經驗，黃驊港地區出現海冰以厚度較小的浮冰居多，船舶油料泄露后可沿浮冰裂隙快速蔓延，且輕質燃油漂浮帶油層較薄，蔓延面積亦較廣。

2 溢油防控措施

2.1 溢油前的預防措施

1）提高船舶施工人員的防范意識

做好前期預防工作是避免船舶溢油事故發生或減輕船舶溢油災害的的最有效措施。以往疏浚船舶施工過程中，船舶駕駛員及浚工員將主要精力放在船舶航行安全和施工質量方面，對自身船舶油艙特點、潤料布置形式、船舶溢油可能性缺少有效認知。因此應首先對耙吸船的溢油條件進行定義，對溢油出現的情況、位置和后果進行必要的分析，并在此基礎上提高全員的防范意識。

2）提高操作技能

多數事故的發生是由于對作業環境的認知深度和操作技能的熟練程度不足而引起。所以施工船舶駕駛員、浚工員應在疏浚作業中改變操作理念，充分了解海冰條件下船舶操作要領，通過合理措施提高耙吸船作業技能、改善施工環境，是避免溢油事故的重要措施。

3）制定溢油防控預案

在所有疏浚工程開工展布前，必須制定詳盡的預案，以便指導溢油事故的防控和救助。

2.2 溢油后的控制措施

1）首先控制溢油源頭，將溢油船舶就近拋錨，利用圍油欄將溢油船舶圍擋，控制泄露油料繼續擴散。

2）對溢油船舶開展緊急搶修，可能時進行有效的破艙油料轉移。

3）油污漂浮帶活動區域跟蹤監測

準確開展溢油漂浮帶跟蹤及監測是采取控制及清理措施的前提，目前常用的方法有：

淤浮標定位。該方法通過對漂浮帶隨潮流的運動軌跡來跟蹤溢油的運動。該方法對凝結性好，不易在冰區擴散的原油能起到較好定位效果，對輕質燃油漂浮帶位置反應效果則不具代表性。

于雷達監測跟蹤。通過航海雷達采集到的冰期溢油海平面圖像的分析和處理，區分辨別海冰和油膜，獲取海冰和溢油的分布。

盂衛星圖像跟蹤。利用衛星圖像判斷海冰分布和油膜實時分布，但對疏浚船舶這類溢油量較小的油膜分布不易發現。

榆人為跟蹤。通過拖輪等設施由專人跟蹤溢油區的運動，該方法缺點是對較小規模溢油所付出的成本較高。

虞數值模擬跟蹤。利用數值模擬預測海冰在潮流輸運作用下運動軌跡，結合處理人員現場探測確定漂浮帶位置。

3 溢油后的處理

溢油事故發生后主要處理原則為回收利用，特殊條件下亦可采取現場焚燒的方法。結合冰期溢油特點并考慮利用疏浚施工船舶的功能，耙吸式挖泥船疏浚施工遇到溢油事故可采取的處理措施有：

1）利用大型圍油欄在外圍將所有漂浮油料海域進行圍擋，利用油氈等物資進行吸附。

2）利用耙吸船自身疏浚功能回收海面油層。具體操作為：將耙臂呈傾斜狀、彎管略高于耙頭伸出弦外下放，將彎管對準泥泵吸口，耙臂略水平放置，此時耙管內充滿水，此過程稱為吸口到位（如圖1）；收緊耙頭絞車使耙頭抬升至海平面附近；啟動泥泵，利用耙吸船泥泵抽吸功能將漂浮的油料吸到自帶泥艙儲存進行后處理。該方法充分利用了耙吸船自身疏浚功能優勢，在海冰為碎冰條件下可基本將漂浮帶完全吸進泥艙內。

圖1 吸口到位Fig.1 Suction in place

3）利用絞吸挖泥船清理溢油。在海冰較厚且單塊面積較大情況下，可調遣絞吸式挖泥船到溢油區圍油欄外開工展布，利用絞吸船絞刀頭破冰，同時將漂浮帶油料通過吹填管線輸送到岸或是泥駁儲存。絞吸式挖泥船的吹距一般在5~15 km范圍，對離岸較近的溢油區漂浮帶且附近具備短距離調遣絞吸船時可考慮采用此方法。見圖2所示。

圖2 絞吸式挖泥船Fig.2 Cutter suction dredger

4）小范圍溢油、擴散面不大的情況下，在利用圍油欄將溢油區緊急圍擋后，可采用直接燃燒法，與原油相比耙吸船用油為輕質油，容易點燃且燃燒更加充分，遺留殘渣較少。該方法局限性為焚燒對環境的污染較大。

4 結語

自航耙吸挖泥船冰期施工面臨著較多的溢油風險因素，避免及減輕溢油事故影響的主要措施為前期預防和提高船舶駕駛人員的操作技能。

結合現有疏浚施工船舶自航耙吸挖泥船和絞吸式挖泥船的疏浚施工工藝，提出一種新的自航耙吸挖泥船冰期溢油事故處理方法，同時也可應用于其他類型冰期溢油事故的處理。