自航耙吸挖泥船冰期施工溢油防控措施

2018-09-28苗士勇宋子路

中国港湾建设 2018年9期

苗士勇，宋子路

（神华上航疏浚有限责任公司，河北沧州 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、自载、自卸，并且在工作中处于航行状态，不需要定位装置，施工效率受外界干扰较少，在越来越多的疏浚项目中得到广泛使用。在疏浚施工中，往往是施工船舶与进出港营运船舶共存作业，存在较大碰撞风险，该情况对生产繁忙港口尤为明显。冬季施工中，由于可视条件较差且持续时间长、大风天气较多，加上海冰的存在给船舶操作带来较大难度，船舶在碰撞事故发生后亦或是在较厚海冰撞击下极易出现溢油事故。同时，海冰亦对后期的清理工作带来较多困难。

目前国内有关学者对海上结冰期溢油情况进行了多角度研究，对在海上石油开采平台溢油、冰期溢油回收等研究方面取得了较多成果。邱大洪[1]在冰期溢油清理理论、试验研究方面做出了前瞻性预测。李志军[2]等对渤海和黄海海域冰期不同外界状态下的原油泄露处理方式结果做了分析。王鹏[3]等建立渤海的冰区溢油数值预报模型，对海上环境因素影响进行了研究。王鹏[4]等探讨了不同冰水混合条件溢油探测技术，为冰区溢油探测设备发展提供了思路。包木太[5]等研究了消油剂处理海上溢油过程中温度、盐度等环境因素的影响。牛志刚[6]等对冰期海上溢油的检测和预测技术进行了总结和展望。黄焱[7]等采用试验方法对渤海可能发生的冰期溢油进行模拟，研究了冰期油层的特性变化。以往的研究主要集中在海上油田在海冰破坏作用下发生的溢油事故，对疏浚船舶这类作业中存在特殊风险的载体海上溢油事故防控措施鲜有提及，国内外在该方面的研究工作亦甚少。

1 耙吸船冰期疏浚作业的溢油风险分析

渤海湾作为国家北方煤炭集散港口群聚集地，存在大量运输船舶。尤其神华黄骅港作为目前国内最大煤炭运输港，营运船舶与在港施工的疏浚船舶交叉作业，存在较大的碰撞、溢油风险。

耙吸船疏浚操作过程流程如下：

1）施工船舶航行到施工区域附近做好施工准备，船舶上线后浚工员放耙至海底，同时机舱泥泵开启，疏浚土在耙头作用下稀释为泥浆后由泥泵吸进泥舱。

2）泥舱装满后施工船舶继续施工并开始溢流，低浓度泥浆自溢流口溢出船外，待船舶吃水达到要求后起耙停泵停止挖泥。

3）施工船舶重载状态驶向抛泥区抛泥或到指定吹填位置。

4）施工船舶驶进抛泥区坐标范围后打开舱底泥门卸泥，或驶到吹填位置附近抛锚待船舶定位后实施吹填作业。

5）施工船舶轻载状态返回施工区段。

耙吸船在挖泥状态下，船舶机动能力受到限制，对周边进出港船舶及渔船等产生的紧急情况不能做出及时反应。此外，由于其施工设备维护需要且受限于其自身结构形式，耙吸船甲板存放较多润料，遇到较大风浪或遭受剧烈撞击时存在较大散落风险。

与原油相比，疏浚船舶用油基本属于轻质燃油，泄漏后在低温下不易凝聚、漂浮性较强。根据经验，黄骅港地区出现海冰以厚度较小的浮冰居多，船舶油料泄露后可沿浮冰裂隙快速蔓延，且轻质燃油漂浮带油层较薄，蔓延面积亦较广。

2 溢油防控措施

2.1 溢油前的预防措施

1）提高船舶施工人员的防范意识

做好前期预防工作是避免船舶溢油事故发生或减轻船舶溢油灾害的的最有效措施。以往疏浚船舶施工过程中，船舶驾驶员及浚工员将主要精力放在船舶航行安全和施工质量方面，对自身船舶油舱特点、润料布置形式、船舶溢油可能性缺少有效认知。因此应首先对耙吸船的溢油条件进行定义，对溢油出现的情况、位置和后果进行必要的分析，并在此基础上提高全员的防范意识。

2）提高操作技能

多数事故的发生是由于对作业环境的认知深度和操作技能的熟练程度不足而引起。所以施工船舶驾驶员、浚工员应在疏浚作业中改变操作理念，充分了解海冰条件下船舶操作要领，通过合理措施提高耙吸船作业技能、改善施工环境，是避免溢油事故的重要措施。

3）制定溢油防控预案

在所有疏浚工程开工展布前，必须制定详尽的预案，以便指导溢油事故的防控和救助。

2.2 溢油后的控制措施

1）首先控制溢油源头，将溢油船舶就近抛锚，利用围油栏将溢油船舶围挡，控制泄露油料继续扩散。

2）对溢油船舶开展紧急抢修，可能时进行有效的破舱油料转移。

3）油污漂浮带活动区域跟踪监测

准确开展溢油漂浮带跟踪及监测是采取控制及清理措施的前提，目前常用的方法有：

淤浮标定位。该方法通过对漂浮带随潮流的运动轨迹来跟踪溢油的运动。该方法对凝结性好，不易在冰区扩散的原油能起到较好定位效果，对轻质燃油漂浮带位置反应效果则不具代表性。

于雷达监测跟踪。通过航海雷达采集到的冰期溢油海平面图像的分析和处理，区分辨别海冰和油膜，获取海冰和溢油的分布。

盂卫星图像跟踪。利用卫星图像判断海冰分布和油膜实时分布，但对疏浚船舶这类溢油量较小的油膜分布不易发现。

榆人为跟踪。通过拖轮等设施由专人跟踪溢油区的运动，该方法缺点是对较小规模溢油所付出的成本较高。

虞数值模拟跟踪。利用数值模拟预测海冰在潮流输运作用下运动轨迹，结合处理人员现场探测确定漂浮带位置。

3 溢油后的处理

溢油事故发生后主要处理原则为回收利用，特殊条件下亦可采取现场焚烧的方法。结合冰期溢油特点并考虑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处理措施有：

1）利用大型围油栏在外围将所有漂浮油料海域进行围挡，利用油毡等物资进行吸附。

2）利用耙吸船自身疏浚功能回收海面油层。具体操作为：将耙臂呈倾斜状、弯管略高于耙头伸出弦外下放，将弯管对准泥泵吸口，耙臂略水平放置，此时耙管内充满水，此过程称为吸口到位（如图1）；收紧耙头绞车使耙头抬升至海平面附近；启动泥泵，利用耙吸船泥泵抽吸功能将漂浮的油料吸到自带泥舱储存进行后处理。该方法充分利用了耙吸船自身疏浚功能优势，在海冰为碎冰条件下可基本将漂浮带完全吸进泥舱内。

图1 吸口到位Fig.1 Suction in place

3）利用绞吸挖泥船清理溢油。在海冰较厚且单块面积较大情况下，可调遣绞吸式挖泥船到溢油区围油栏外开工展布，利用绞吸船绞刀头破冰，同时将漂浮带油料通过吹填管线输送到岸或是泥驳储存。绞吸式挖泥船的吹距一般在5~15 km范围，对离岸较近的溢油区漂浮带且附近具备短距离调遣绞吸船时可考虑采用此方法。见图2所示。