三峡库区航道溢油应急处置技术研究

王雪蓉 长江三峡通航管理局

1.引言

随着三峡航运的迅速发展，船舶在运输过程中的环境污染风险也日益突出,船舶含油废水和生活污水的排放已成为影响内河流域水环境质量的一个重要因素。随着《船舶水污染物排放控制标准》（GB3552-2018）的实施，三峡库区水域逐步实施“三控三全两禁止”的防污染监管“三峡模式”，船舶在三峡库区水域逐步实现了“零排放”。但是相比于沿海水域，内河水域水流速度较快，三峡库区航道水域受风浪等气象环境影响也更大，非人为原因造成的溢油风险依然存在。三峡坝上、两坝间、葛洲坝下通航环境迥异，加之两岸有多处城镇饮用水水源地、集中式取水口，一旦发生溢油险情，带来的潜在风险和社会影响不可估量。

2.常见船舶溢油应急处置技术介绍

一般来说，溢油应急处置技术可分为物理方法、化学方法和生物降解法，实际器材使用常见为围油栏法、吸附法、撇油器法、凝油剂法、消油剂法、燃烧法和生物法。

围油栏法：使用围油栏将水面上污油围在一起防止扩散的一种方法；吸附法：使用亲油材质材料制作成吸附器具吸附水面油污的方法；撇油器法是设计机械机构使水面浮油能通过堰流、真空吸入、转刷吸附等方法回收的应急方法；凝油剂法：通过对水面油污喷洒凝油剂，使水面油膜聚集油膜厚度增加，凝成团状物。消油剂法是通过喷洒分散剂消解水面溢油的方法；燃烧法是指通过水面燃烧的方式，消除水面油膜；生物法是指通过喷洒酵母菌的方式，用生物降解作用消耗水面油膜。

溢出油品是汽油、轻柴油等非持久性油类时，根据轻质油品的物理化学特性，此类油品粘性低、挥发性强，一般在4小时左右即可自然蒸发90%以上。因此，如果溢油量不大，基本不采取水上回收处置措施，而是让其自然挥发，但需注意防火防爆并加强监控。当泄漏的非持久性油类量较大时，一般应尽量采用回收方式进行回收。对持久性油类，在可能的情况下，尽量采取回收方式进行回收。

3.三峡坝上航道船舶溢油应急处置技术研究

3.1 溢油应急处置水文条件情况

三峡坝上为库区，水位常年保持在145米至175米，在三峡下泄流量56700m3/s以下时，三峡坝上流速在1m/s以下，呈现水流流速平缓的特点，满足三峡溢油应急设备库各类型溢油围控处置的使用条件。另外，三峡坝上水面宽阔，对船舶的操纵要求低，便于船舶多种队形编队开展溢油围控。

3.2 溢油应急处置资源情况

三峡坝上仙人桥溢油应急设备库配置了交通运输行业标准《溢油应急处置船应急装备物资配备》所要求的江河型充气式围油栏，防火围油栏，轻便型围油栏，岸滩围油栏等多种类型围油栏；配置了小型刷式收油机、小型多功能收油机、岩石收油机、中型多功能收油机，中型动态斜面收油机等多种收油设备，同时配置了多功能环保回收船、围油栏清洗装置、卸载泵、喷洒装置，应急救援平台，冲锋舟，吸油毡、吸油拖栏、环保型消油剂、凝油剂、收油网、储油罐、浮动油囊、岸线清洗简易工具、清污个人防护装备等配套设备及物资。同时，三峡坝上可调动的污油水回收船等社会救助力量达二十多艘。

3.3 溢油应急处置地理条件

杉木溪、兰陵溪锚地虽为油品船舶待闸锚地，除极少数情况，多为下行空船临时待闸，船舶溢油险情风险较小。紧急事故时可对船舶进行围控，必要时在杉木溪、兰陵溪内部和口门设置一到两道围油栏，便可控制溢油向外部扩散。

加油站（船）主要位于曲溪下溪口、福广码头以上位置，加油站配备有一定数量的吸油毡，可快速对溢油进行吸附处置。

相对于危险品锚地和加油站（船）溢油事故，上行出闸重载危险品船舶易与北岸支叉河流进出船舶发生碰撞导致船舶溢油的可能性较大。在处置此类溢油事故时，可充分利用库区蓄水形成的支叉回水湾（图1），对溢油船舶进行围控，防止溢油扩散。对于扩散至长江干线的溢油，可采用船舶拖带围油栏方式回收溢油。

图1 三峡坝上支叉河流示意图

3.4 三峡坝上航道船舶溢油应急处置技术

三峡坝上全年可采用多船拖曳法布放围油栏围控，将围油栏布成U形、J形、L形或多U形，将油污围在围油栏内进行处理。汽油、石脑油等及易燃油品，内侧第一层优先使用防火围油栏。

4.两坝间航道船舶溢油应急处置技术分析

三峡— 葛洲坝两坝间长约38km，河段位于长江西陵峡段，山壁陡峭，地势险要，河道蜿蜒曲折，河向多变，两岸由岩石组成，具有峡谷河段特征。

图2 水流速度0.7-1.0节（0.4-0.5m/s）时发生溢油液滴逃逸

由于葛洲坝枢纽是一座低水头径流式电站，调节库容有限，形成了枯水期和汛期不同的航道条件。在枯水期，两坝间航道具有库区航道特性，航道条件明显改善，船舶溢油应急处置易于开展；但在汛期，当三峡大坝下泄流量达到25000m3/s以上时，两坝间航道仍具有天然峡谷河道特性，比降大，水流湍急，流态紊乱，泡漩横流丛生，尤以水田角、喜滩、大沙坝、石牌、偏脑（俗称“四滩一湾”）水域和南津关河段为甚，船舶溢油应急处置难度较大。

4.1 溢油应急处置水文条件情况

结合两坝间汛期特点，对船舶溢油应急处置影响的最大的因素在流速。因为流速较快，一是导致溢油船舶前期应急处置困难较大；二是导致溢油扩散加速；三是超过目前可供快速布放围油栏的流速限制。

（1）当流速超过0.75 节（1节=0.514m/s）时，由强水流导致的顶头波中的的湍流，剪切油膜下部的溢油液滴，从围油栏底部逃逸。

围油栏相对于水流的夹角要求流速不超过0.7节，但随着水流流速的增加，围油栏布放的难度增大和拦油效果降低，当三峡-葛洲坝段水流流速较大时可参考表1中的布放角度，优化围油栏布放作业。

表1 急流区域围油栏布放角度

（2）两坝间典型河段流速。由于无法对两坝间溢油扩散进行模拟实验，结合两坝间各滩段流速情况，假定两坝间溢油在一定流量时以一恒定流速向下扩散，而两坝间全长38公里，由此而得表2。

表2 三峡河段两坝间溢油扩散时间

由表2可知，两坝间发生溢油后，在汛期流量下，溢油扩散至葛洲坝坝前水域的最长用时在5.8小时，且溢油扩散时间与溢油发生地直接相关。

4.2 溢油应急处置地理条件情况

两坝间为峡谷地形，路上交通条件受地理条件影响较大，不利于车辆和大型设备的运输。且两坝间取水口较多，需要保护的敏感区域较多，所需的围油栏较其他区域也更多，而南津关溢油设备所存储的围油栏不足以完全覆盖所有敏感水域，因此势必从三峡坝上仙人桥溢油应急设备库紧急调运资源设备。

4.3 两坝间航道船舶溢油应急处置技术

汛期，时间允许条件下，在向家咀以上水域利用岸—船方式布设江河型充气式围油栏，同时在黄柏河口铺设围油栏，利用拖曳法或等待法利用围油栏对溢油进行围控。枯水期，溢油在莲沱大桥以上水域，先用围油栏将莲沱大桥处支叉河口围控，再利用阶梯引导式铺设围油栏，将溢油引导至南岸大石包至茶园一带回收。

溢油在莲沱大桥至石牌弯道之间，从龙靖溪至石牌延南岸铺设一道围油栏，再利用阶梯引导式铺设围油栏，将溢油引导至北岸下红溪缓流水域；石牌至火炉子水域溢油，先利用拖曳法布放围油栏，将围油栏布成U形、J形、L形或多U形，将油污围在围油栏内进行处理。

5.葛洲坝坝下航道船舶溢油应急处置分析

葛洲坝坝下的溢油风险主要存在三江－镇江阁水域。三江－镇江阁水域水域笔直狭长，水流速度较缓，溢油围控处置相对容易，可采取多船拖曳法布放围油栏围控收集。

6.总结

根据三峡库区航道水文条件、地理条件和三峡溢油应急设备库设备情况得出：

一是，三峡坝上航道水域全年可采用多船拖曳法布放围油栏围控，将围油栏布成U形、J形、L形或多U形进行溢油应急处置；

二是，两坝间航道水域在汛期时利用岸—船方式布设江河型充气式围油栏对溢油进行围控，在枯水期时先用围油栏围控，再利用阶梯引导式铺设围油栏，将溢油引导至流量较小的地带回收；

三是，葛洲坝坝下航道水域可采取多船拖曳法布放围油栏围控收集。