化工园区防洪水及次生灾害设计标准现状研究*

孔祥北，罗艾民，魏利军

(1.中国安全生产科学研究院，北京 100012;2.重大危险源监控与事故应急技术国家安全监管总局安全生产重点实验室，北京 100012)

0 引言

自然灾害是引发化工园区发生安全事故的重要原因[1]。由洪水及其引发的泥石流、滑坡等次生灾害可能造成化工园区发生泄漏、火灾、爆炸等严重事故，最终导致环境污染、人员伤亡和财产损失[2]。

20世纪90年代以后，国内外相关领域科学家开始对由自然灾害引发的工业事故(NATECH事件[3])进行研究。Valerio等[2]人通过分析1960—2007年间工业事故数据库中272件洪水引发的工业事故，建立不同冲击形式下设施的损害模型，用于定量评估洪水引发事故后果的事件树研究；Antonioni等[4]人用定量风险评估方法(QRA)进行不同洪水事故对加压设备破坏的概率研究；MAHB(欧盟重大事故危害局)[5]自2003年以来召开了一系列专题研讨会，旨在为Natech事件研究提供风险评估与管理的框架和实用方法；史培军等[6-7]对我国自然灾害引发灾害系统进行研究，提出灾害链的致灾强度远超过其关联的各单一致灾因子的总和；明晓东等[8]对国内外15个典型国家和地区的10余种自然灾害和4种化学品事故风险评估理论与方法进行研究，得到不同灾种的风险指标和评价方法特点；卢颖等[9]对区域内多灾种之间的相互作用关系进行研究，提出一种基于触发关系的多灾种耦合危险性评估方法，计算单灾种耦合后的危险性指数。国内外科学家从事故链风险评估、多灾种评价方法、事故耦合指标分级等不同角度进行了研究。

本文通过对近年来国内外多起由洪水引发的典型化工事故案例进行剖析，以化工园区发生的洪水及其次生灾害为研究对象，从园区安全风险评价与评估角度出发，梳理我国石油化工行业相关设计标准中关于预防洪水及其次生灾害对化工园区、化工企业和设备设施造成影响的条款，总结现有设计标准中关于化工园区、化工企业和设施选址、总体规划布局、防洪标准、竖向设计等7个方面要求，指出现有设计标准中存在的问题，并对相关条款的改进思路提出建议。

1 洪水及其次生灾害造成化工事故案例剖析

中国地质条件和气候类型复杂，受多种自然灾害影响。记录于世界卫生组织(WHO) EM-DAT数据库的1985—2015年间中国所有自然灾害事件中，受洪水灾害影响的人数最多，达到4.77亿人[10]。化工园区作为我国化工行业发展的主要载体常受到洪水灾害影响。表1为6起典型洪水对化工园区、化工企业和设备设施造成事故影响的案例。

表1 化工园区、化工企业和设施洪水事故案例Table 1 Flood accident cases in chemical industrial park, chemical enterprises and facilities

基于本文案例总结出以下共性特征：

1)洪水灾害易形成次生灾害链

案例中洪水对化工园区及园区中化工企业和装置造成的事故危害都以事故链形式爆发。化工园区洪水灾害事故链式反应特征如图1所示，洪水及其次生灾害作用于化工园区，会造成生产存储单元，公用工程及辅助设施发生水淹失效、构筑物坍塌、物料泄漏、设备设施移位等危害，进而引发中毒、燃烧、爆炸等事故；生命线系统则发生通讯中断、应急救援受阻的情况。洪水引发的事故链可能造成财产损失，威胁园区工作人员和附近居民的生产、生活以及生命安全，同时造成环境污染，引发社会问题。图1中标注“*”块表示阿科玛化工厂洪水灾害事故链。

图1 洪水引发化工园区事故链特征Fig.1 Characteristics of accident chain in chemical industrial park caused by flood

2)企业忽视管理部门预警

阿科玛化工厂案例中，美国联邦应急管理局(FEMA)于2007年重新修订了洪水地图，该地图显示阿科玛化工厂处在受洪水威胁的地区。2016年，化工厂已辨识出其具有发生洪水灾害的风险，但并未得到工厂管理人员的重视。可见，企业即使从监管部门或其他途径获得了识别企业风险的有效信息，仍可能会因为重视不足等原因无法辨识出企业可能发生的危险。

3)不良选址将使企业长期受到自然灾害威胁

阿科玛化工厂位于洪泛平原上，最近几十年间该地区反复出现洪水灾害[13,16]；寿光受台风温比亚影响严重的几个化工园区，位于山东省以暴雨灾害为主、地质灾害最为严重的鲁中山区地段[17]；恩施市地形起伏大、地质构造运动频繁、降雨充沛，多年来地质灾害频发，其中滑坡灾害最为严重[18-19]；贵州晴隆县是典型喀斯特地貌，地质发育构造复杂，极易发生地质灾害，该地区所有地质灾害统计中滑坡灾害数量最大[20]，2017年受洪水影响发生天然气管道泄漏事故后，2018年再次发生同类事故。可见，地理区位存在劣势，具有气象、地质灾害风险的地域会长期受到如洪水、泥石流等自然灾害的威胁。

4)缺少有效指导性文件

阿科玛化工厂在遭遇洪水灾害前，当地气象部门已向其发出预警，化工厂技术人员随即成立了应对小组，但该公司的行业安全指南文件内容十分有限，如文件并未要求采取足够的预防或干预措施，未要求为避免洪水破坏工厂的安全系统应将关键设施移至高处等[13]，因此该行业指南文件并未有效地指导该公司应对此次洪水事故；为应对台风对寿光化工园区造成的影响，山东联盟化工集团第一分公司厂区在洪灾发生后立即召开了专题会议，会上制定了应急措施以指导抗洪救灾工作[15]，但如果在灾害发生前有文件化的应急指导文件，也许将缩短启动抗洪救灾工作的时间。可见有效的应急指导文件可加强灾害或事故发生后的风险管控。

2 现行化工园区相关设计标准

根据中国石化联合会化工园区工作委员会统计，截至2017年底，全国重点化工园区(或以化工和石油产业为主导的工业园区)已经达到601家[21]。我国化工园区长期存在规划布局不合理，安全及环保存在隐患等问题[22]。行业主管部门出台了《促进化工园区规范发展指导意见》《关于进一步加强化工园区安全管理的指导意见》等文件，要求化工园区树立安全风险意识，科学评估园区安全风险，提出消除、降低或控制安全风险的对策措施。洪水作为对化工园区有重要影响的气象因素，是园区进行安全风险评估等工作的重要内容，而相关设计标准又是化工园区针对洪水因素进行安全风险评估等工作的重要依据。

2.1 设计标准中防洪要求条款梳理

本文选取18个针对防洪有明确要求的工业企业、化工企业、石油化工工厂设计标准进行条款梳理。经梳理发现标准中涉及防洪的内容有7个方面，分别是选址、总体规划布局、防洪标准选取、外部防护、场地排水、竖向设计和管线布置。化工园区包括以化工和石化产业为主导的化学工业产业示范基地、高新技术产业园和政府依法设立的化工企业集中区，表2为设计标准中防洪相关条款对照表，其中“√”表示标准中具有对应的条款。

2.2 设计标准条款内容总结及讨论

各设计标准中对选址等7个方面内容的语言表述存在差异，但要求内容基本一致。表3为7个方面具体内容的归纳总结和讨论。

表2 设计标准中防洪相关条款对照Table 2 Comparison of relevant provisions for flood prevention in design standards

表3 设计标准中防洪相关条款内容总结

表3(续)

3 设计标准存在的问题及建议

石油化工行业相关设计标准是规范石油化工工厂、化工企业建设的技术准则。从防洪的角度，设计标准中规定的选址、总体布局、防洪工程、工业管廊等要求，是化工园区进行自然环境危险有害因素分析、选址与布局安全性分析、社会风险评估、生命损失的风险评估、自然灾害多米诺效应分析等工作的重要依据，关系到化工园区安全风险评估工作的质量。

现有标准中部分条款内容较笼统，不够明确，多从宏观/区域角度做出规定，多是定性要求，缺少定量规定和必要条款，本文结合对事故案例的分析，提出现行设计标准中部分条款存在的问题和修改建议如表4所示。

表4 设计标准中洪水相关条款存在的问题及建议Table 4 Problems and suggestions of relevant provisions for flood prevention in design standards

4 结论

1)现行设计标准中与洪水相关的条款有选址、总体规划布局、防洪标准选取、外部防护、场地排水、竖向设计、管线布置7个方面内容。化工园区在针对洪水因素进行安全风险评估等工作时，需围绕上述7个方面内容开展工作。

2)我国目前现有关于化工园区应对洪水及其次生灾害的相关石油化工行业设计标准中，存在缺少定量规定、降低标准执行的硬性条件不明确、缺少生产单元防洪要求、缺少应对洪水灾害的应急预案条款等问题。

3)化工园区在规划建设阶段，应结合所在区域地势特点，按照国家法律法规和相关设计标准要求，科学选址、布局、选取相应防洪技术指标。已建成的化工园区进行洪水安全风险评估等工作时，应结合园区实际情况，补充完善如生产单元防洪要求等必要内容，科学评估化工园区洪水灾害的各项安全风险，以避免或减少洪水及其次生灾害造成的损失，提高园区整体安全管理和应急能力水平，保障园区人员和财产安全，促进化工园区可持续发展。