海域船舶溢油风险评估及应急管理体系的研究

随着全球海上贸易的不断增长和船舶吨位的大型化,海洋面临着较高的溢油风险,给人类生命健康安全、海洋生态环境和社会经济带来了巨大的危害。因此,对海域船舶溢油风险进行科学合理的评估,并据此采取相应的风险管理措施,这对确保人类生命财产安全与合理开发和保护海洋生态环境具有重要的现实意义。目前,国内外对海洋船舶溢油的风险评估研究还存在一些不足,为此,本文通过分析全球船舶溢油事故的历史资料,构建了溢油事故发生频率估算模型,并在此基础上结合溢油清污成本和生态环境资源分布,建立了溢油环境风险指数评估模型对海域船舶溢油风险进行评估,并制定了船舶溢油的风险可接受准则,同时,采用GNOME溢油轨迹模型和ADIOS风化模型对溢油归宿进行模拟,探讨溢油可能影响的范围。此外,还阐述了船舶溢油应急管理体系建设的相关技术理论。

最后,以天津海域为研究对象,进行了实证研究,其目的是为海洋船舶溢油的风险管理者提供决策支持。本文的主要研究结论为：(1)船舶溢油事故具有明显的分布特征。基于全球和我国海域船舶溢油事故的历史资料,对船舶溢油事故的风险特征作了全面的分析,结果表明：溢油事故随时间有下降的趋势,但是随着时间的变化,单一溢油事故影响程度更大；船舶溢油事故中操作性事故其溢油量较小因而造成的影响较小,而海难性事故其溢油量较大所造城的影响较大；对于海难性溢油事故,其事故原因主要为：碰撞、火灾／爆炸、搁浅和船体损坏等；不同船舶类型发生船舶溢油事故的频率有所差异。(2)船舶溢油发生频率具有一定的规律,据此得出船舶溢油事故频率估算模型。

结果表明：船舶碰撞事故下溢油频率模型为：F碰撞=∑nfn·Vf·Tn·MFvis·MF措施；船舶火灾／爆炸型事故溢油频率模型为：F火灾／爆炸=∑nfn·TnVtraf；船体损坏型事故溢油频率模型为：F损坏=∑。fn·Tn·MFwind·Vtraf；船舶搁浅型事故溢油频率模型为：F搁浅=∑。fn·Tn·MF风险措施·VtrafˉMFcoast·MFvis。(3)针对海洋生态环境资源的分布,采用基于层次分析的模糊综合评价法,分别计算出海洋保护区、农渔业区、旅游娱乐区、矿产与能源区、工业与城镇建设区、港口航运区、特殊利用区和保留区这八大类功能区的生态环境敏感性指数,结果表明：海洋保护区敏感指数最高,为0.906,保留区敏感指数最低,为0.093。

8种海洋功能区生态环境敏感性指数大小依次为：海洋保护区>农渔业区>旅游娱乐区>矿产与能源区>工业与城镇建设区>港口航运区>特殊利用区>保留区。在此基础上,引入溢油清污成本模型,并结合溢油频率和溢油量,构建了船舶溢油环境风险指数模型：ERI=∑spills F·Cu·ESIα·Q0.7233。此外,制定了我国船舶溢油风险接受准则,结果表明：一年内该海区溢油量大于10t的船舶溢油事故发生频率不得超过一次。(4)以天津海域船舶为研究对象,对本文提出的海域船舶溢油风险评估方法及应急管理体系建设理论开展了实证研究,结果表明其具有一定的实用性,可在今后实际研究中推广：①2014年,天津海域船舶溢油事故的发生频率为8.258次／年,其中由船舶碰撞导致的溢油事故发生频率最高,为8.023次／年,所占比例约为97.2%。

从船舶类型看,杂货船导致的溢油事故发生频率最高,为4.463次／年,约占总频率的54.05%,渔船导致的溢油事故发生频率最低,为0.226次／年。②天津海域发生溢油量大于1t的船舶事故的频率约为4.989次／年,发生大于10t的船舶溢油事故频率约为3.3次／年,发生大于100t的船舶溢油事故频率为1.669次／年,发生大于1000t的船舶溢油事故的频率为0.233次／年。③一旦在天津港主航道交汇处发生较大船舶溢油事故,在冬季西北风下,溢油会影响深水锚地和天津东南部的渔业区；在夏季东南风下,溢油则会影响东疆、南疆港区和东疆东旅游娱乐休闲区。在南风为主导风向下,溢油会影响东疆港区,并可能会影响汉沽农渔业区。

三种事故情景下,油的乳化量约占总溢油量的1%-2%,油的蒸发量约占20%-22%,残油量约占76%-79%。④天津海域环境风险指数ERI为1.39×108元／年,单元ERI值最高为1.24x107元／年。天津港主航道ERI值最高,北疆港区、南疆港区和主要的船舶锚地也表现出较高的ERI值。此外,北塘港区ERI值也较高。

⑤根据天津海域船舶溢油风险评估结果,天津海域环境风险均超过风险接受准则的可接受范围,表明天津海域现阶段溢油风险较高,处于不可接受水平,因此,应从船舶管理、交通管理和人员管理等方面采取强制性措施以降低风险。⑥根据天津海域应急管理现状,从“一案三制”入手,探讨了天津海域船舶溢油应急管理体系的建立,并建立了应急管理能力评估体系。

海域船舶溢油风险评估及应急管理体系的研究