三峽庫區航道溢油應急處置技術研究

王雪蓉 長江三峽通航管理局

1.引言

隨著三峽航運的迅速發展，船舶在運輸過程中的環境污染風險也日益突出,船舶含油廢水和生活污水的排放已成為影響內河流域水環境質量的一個重要因素。隨著《船舶水污染物排放控制標準》（GB3552-2018）的實施，三峽庫區水域逐步實施“三控三全兩禁止”的防污染監管“三峽模式”，船舶在三峽庫區水域逐步實現了“零排放”。但是相比于沿海水域，內河水域水流速度較快，三峽庫區航道水域受風浪等氣象環境影響也更大，非人為原因造成的溢油風險依然存在。三峽壩上、兩壩間、葛洲壩下通航環境迥異，加之兩岸有多處城鎮飲用水水源地、集中式取水口，一旦發生溢油險情，帶來的潛在風險和社會影響不可估量。

2.常見船舶溢油應急處置技術介紹

一般來說，溢油應急處置技術可分為物理方法、化學方法和生物降解法，實際器材使用常見為圍油欄法、吸附法、撇油器法、凝油劑法、消油劑法、燃燒法和生物法。

圍油欄法：使用圍油欄將水面上污油圍在一起防止擴散的一種方法；吸附法：使用親油材質材料制作成吸附器具吸附水面油污的方法；撇油器法是設計機械機構使水面浮油能通過堰流、真空吸入、轉刷吸附等方法回收的應急方法；凝油劑法：通過對水面油污噴灑凝油劑，使水面油膜聚集油膜厚度增加，凝成團狀物。消油劑法是通過噴灑分散劑消解水面溢油的方法；燃燒法是指通過水面燃燒的方式，消除水面油膜；生物法是指通過噴灑酵母菌的方式，用生物降解作用消耗水面油膜。

溢出油品是汽油、輕柴油等非持久性油類時，根據輕質油品的物理化學特性，此類油品粘性低、揮發性強，一般在4小時左右即可自然蒸發90%以上。因此，如果溢油量不大，基本不采取水上回收處置措施，而是讓其自然揮發，但需注意防火防爆并加強監控。當泄漏的非持久性油類量較大時，一般應盡量采用回收方式進行回收。對持久性油類，在可能的情況下，盡量采取回收方式進行回收。

3.三峽壩上航道船舶溢油應急處置技術研究

3.1 溢油應急處置水文條件情況

三峽壩上為庫區，水位常年保持在145米至175米，在三峽下泄流量56700m3/s以下時，三峽壩上流速在1m/s以下，呈現水流流速平緩的特點，滿足三峽溢油應急設備庫各類型溢油圍控處置的使用條件。另外，三峽壩上水面寬闊，對船舶的操縱要求低，便于船舶多種隊形編隊開展溢油圍控。

3.2 溢油應急處置資源情況

三峽壩上仙人橋溢油應急設備庫配置了交通運輸行業標準《溢油應急處置船應急裝備物資配備》所要求的江河型充氣式圍油欄，防火圍油欄，輕便型圍油欄，岸灘圍油欄等多種類型圍油欄；配置了小型刷式收油機、小型多功能收油機、巖石收油機、中型多功能收油機，中型動態斜面收油機等多種收油設備，同時配置了多功能環保回收船、圍油欄清洗裝置、卸載泵、噴灑裝置，應急救援平臺，沖鋒舟，吸油氈、吸油拖欄、環保型消油劑、凝油劑、收油網、儲油罐、浮動油囊、岸線清洗簡易工具、清污個人防護裝備等配套設備及物資。同時，三峽壩上可調動的污油水回收船等社會救助力量達二十多艘。

3.3 溢油應急處置地理條件

杉木溪、蘭陵溪錨地雖為油品船舶待閘錨地，除極少數情況，多為下行空船臨時待閘，船舶溢油險情風險較小。緊急事故時可對船舶進行圍控，必要時在杉木溪、蘭陵溪內部和口門設置一到兩道圍油欄，便可控制溢油向外部擴散。

加油站（船）主要位于曲溪下溪口、福廣碼頭以上位置，加油站配備有一定數量的吸油氈，可快速對溢油進行吸附處置。

相對于危險品錨地和加油站（船）溢油事故，上行出閘重載危險品船舶易與北岸支叉河流進出船舶發生碰撞導致船舶溢油的可能性較大。在處置此類溢油事故時，可充分利用庫區蓄水形成的支叉回水灣（圖1），對溢油船舶進行圍控，防止溢油擴散。對于擴散至長江干線的溢油，可采用船舶拖帶圍油欄方式回收溢油。

圖1 三峽壩上支叉河流示意圖

3.4 三峽壩上航道船舶溢油應急處置技術

三峽壩上全年可采用多船拖曳法布放圍油欄圍控，將圍油欄布成U形、J形、L形或多U形，將油污圍在圍油欄內進行處理。汽油、石腦油等及易燃油品，內側第一層優先使用防火圍油欄。

4.兩壩間航道船舶溢油應急處置技術分析

三峽— 葛洲壩兩壩間長約38km，河段位于長江西陵峽段，山壁陡峭，地勢險要，河道蜿蜒曲折，河向多變，兩岸由巖石組成，具有峽谷河段特征。

圖2 水流速度0.7-1.0節（0.4-0.5m/s）時發生溢油液滴逃逸

由于葛洲壩樞紐是一座低水頭徑流式電站，調節庫容有限，形成了枯水期和汛期不同的航道條件。在枯水期，兩壩間航道具有庫區航道特性，航道條件明顯改善，船舶溢油應急處置易于開展；但在汛期，當三峽大壩下泄流量達到25000m3/s以上時，兩壩間航道仍具有天然峽谷河道特性，比降大，水流湍急，流態紊亂，泡漩橫流叢生，尤以水田角、喜灘、大沙壩、石牌、偏腦（俗稱“四灘一灣”）水域和南津關河段為甚，船舶溢油應急處置難度較大。

4.1 溢油應急處置水文條件情況

結合兩壩間汛期特點，對船舶溢油應急處置影響的最大的因素在流速。因為流速較快，一是導致溢油船舶前期應急處置困難較大；二是導致溢油擴散加速；三是超過目前可供快速布放圍油欄的流速限制。

（1）當流速超過0.75 節（1節=0.514m/s）時，由強水流導致的頂頭波中的的湍流，剪切油膜下部的溢油液滴，從圍油欄底部逃逸。

圍油欄相對于水流的夾角要求流速不超過0.7節，但隨著水流流速的增加，圍油欄布放的難度增大和攔油效果降低，當三峽-葛洲壩段水流流速較大時可參考表1中的布放角度，優化圍油欄布放作業。

表1 急流區域圍油欄布放角度

（2）兩壩間典型河段流速。由于無法對兩壩間溢油擴散進行模擬實驗，結合兩壩間各灘段流速情況，假定兩壩間溢油在一定流量時以一恒定流速向下擴散，而兩壩間全長38公里，由此而得表2。

表2 三峽河段兩壩間溢油擴散時間

由表2可知，兩壩間發生溢油后，在汛期流量下，溢油擴散至葛洲壩壩前水域的最長用時在5.8小時，且溢油擴散時間與溢油發生地直接相關。

4.2 溢油應急處置地理條件情況

兩壩間為峽谷地形，路上交通條件受地理條件影響較大，不利于車輛和大型設備的運輸。且兩壩間取水口較多，需要保護的敏感區域較多，所需的圍油欄較其他區域也更多，而南津關溢油設備所存儲的圍油欄不足以完全覆蓋所有敏感水域，因此勢必從三峽壩上仙人橋溢油應急設備庫緊急調運資源設備。

4.3 兩壩間航道船舶溢油應急處置技術

汛期，時間允許條件下，在向家咀以上水域利用岸—船方式布設江河型充氣式圍油欄，同時在黃柏河口鋪設圍油欄，利用拖曳法或等待法利用圍油欄對溢油進行圍控。枯水期，溢油在蓮沱大橋以上水域，先用圍油欄將蓮沱大橋處支叉河口圍控，再利用階梯引導式鋪設圍油欄，將溢油引導至南岸大石包至茶園一帶回收。

溢油在蓮沱大橋至石牌彎道之間，從龍靖溪至石牌延南岸鋪設一道圍油欄，再利用階梯引導式鋪設圍油欄，將溢油引導至北岸下紅溪緩流水域；石牌至火爐子水域溢油，先利用拖曳法布放圍油欄，將圍油欄布成U形、J形、L形或多U形，將油污圍在圍油欄內進行處理。

5.葛洲壩壩下航道船舶溢油應急處置分析

葛洲壩壩下的溢油風險主要存在三江－鎮江閣水域。三江－鎮江閣水域水域筆直狹長，水流速度較緩，溢油圍控處置相對容易，可采取多船拖曳法布放圍油欄圍控收集。

6.總結

根據三峽庫區航道水文條件、地理條件和三峽溢油應急設備庫設備情況得出：

一是，三峽壩上航道水域全年可采用多船拖曳法布放圍油欄圍控，將圍油欄布成U形、J形、L形或多U形進行溢油應急處置；

二是，兩壩間航道水域在汛期時利用岸—船方式布設江河型充氣式圍油欄對溢油進行圍控，在枯水期時先用圍油欄圍控，再利用階梯引導式鋪設圍油欄，將溢油引導至流量較小的地帶回收；

三是，葛洲壩壩下航道水域可采取多船拖曳法布放圍油欄圍控收集。