取、排水工程船撞风险源识别与防护措施探讨

（武汉理工大学航运学院 武汉 430063）

为满足工业生产与农业灌溉的需要，各类水道沿岸均设置有大量的取、排水口设施，这些设施作为水上建筑物的一种，会对过往船舶的安全航行造成一定的不利影响，如碍航、触底风险［1］、水流影响［2］等．同时，由于工程水域船舶的航行与取、排水设施间存在潜在的碰撞风险，工程水域船舶也将造成取、排水口受撞至损后无法正常运转的安全隐患．取、排水口作为保障工农业生产的重要设施，一旦遭受撞击导致受损而无法正常使用，将造成无法挽回的巨大经济损失．因此，如何识别潜在风险，选取适当的防撞措施，对取、排水工程的正常运行与船舶航行安全均具有重要意义．

表1 长江取水工程安全状况统计表

1 长江沿岸大型取水口安全状态及防护措施调查

通过开展广泛调研，长江干线主要取水工程的分布及安全防护措施情况见表1．

目前，长江海事局10个所属分支局共有取水口366座，其中生活用水取水口比例为72%，有29．5%的取水口未设置专用标志，取水口安全和生活用水防污染面临严峻问题．

2 取、排水口船撞风险源识别

2.1 在航船舶撞击取、排水口的潜在风险

取、排水工程由于其用途的特殊性，一般设置在河岸边水深较浅的位置，但随着工农业需水量的增大，或由于一些特殊需要，取、排水口设置有向航道内伸展的趋势，对在航道内航行的深吃水船舶而言，存在较大船撞风险［3－4］．

在航船舶撞击风险一部分来源于人为因素影响，包括操纵不当和瞭望疏忽．操纵不当又可以分为两种情况：一是在正常航行状态下，由于船舶驾引人员对当时的通航环境条件判断失误，继而采取了不当甚至是错误的船舶操纵行为而可能导致的撞击事故；二是由于一些小型船舶吃水较浅，可能航行在靠岸较近水深较浅的位置，进而导致对取、排水口的撞击．在航船舶撞击风险的另一部分主要是由特殊情况造成的，如极端天气条件，包括大雾、暴雨等造成的低能见度，暴风造成的船舶漂移等．或是在特殊环境下船舶误操作导致的撞击风险，如：（1）雾航而江面没有封航时，船舶出现偏航后，可能出现航行至取、排水口附近才发现取排水工程，因来不急采取避离措施，而导致船舶撞击取、排水工程；（2）夜航时，船舶错误识别工程水域导航物或助航标志，导致船舶驶入取、排水工程危险水域而撞击取、排水工程；（3）船舶追越前方同向船或避让横越船时，为避免紧迫局面、紧迫危险而采取的避让行动不当，导致撞击取、排水工程．

船舶特殊环境下误操作导致撞击工程时，有正碰和擦碰2种情况存在．此时船舶通常来不及减速，且船舶撞击角度较大，撞击时，船舶航速较快，可能产生较大的撞击力，尤其是正撞时．但在这类情况下，船舶撞击工程的概率一般很小，无法进行理论计算，只能采取被动防护措施加以控制，如增大工程结构强度、装设消能防撞装置、设置防护桩等．

2.2 失控船舶撞击取、排水口的潜在风险

船舶失控有3种情况：（1）车失控、舵受控；（2）舵失控、车受控；（3）车、舵均失控．出现失控时，船舶在惯性、水流和风的作用下，很可能会漂移到正常航行情况下不会到达的位置，如河岸边缘、河口叉湾等处，而这些位置恰好是取排水口设置的常选位置．因此，失控船舶与取、排水口发生碰撞概率将会大大上升．为了降低这种风险，必须采取快速有效的措施，针对3种不同的失控状态，采取不同的应急措施，如在事故多发河段设置应急救援拖轮，在发现船舶失控时尽快实施救援，避免事故的发生．

2.3 工程施工期的潜在风险

在工程的建设中，由于取、排水口的施工船的增加，一方面会改变水域的船舶流量，给工程带来一定的危险；另外一方面，施工船在施工过程中会占用一定的航道资源，容易造成船舶会遇的紧迫局面，加大过往船舶驾驶人员的心理压力，容易出现事故．

总之，工程施工期的潜在风险，从新增风险源角度分析，主要表现在以下方面：（1）施工船舶失控的风险；（2）工程船舶给过往船舶的瞭望带来一定困难；（3）工程船舶占用航道资源，作业时容易造成会遇紧迫局面；（4）取水工程和其警示标志离航道较近，造成驾引人员心理压力，容易发生事故；（5）航道的变化使该水域习惯航法改变，容易发生事故；（6）水上、水下的工程改变了水域的水文环境．

这些条件的改变，使航行在该段水域的驾引人员需要较长时间来适应．在短时间内可能会使水上交通事故频率有一定的上升，但它们的影响是长远存在的．

2.4 取、排水口潜在风险

由于一些工程，如核电工程，设计运行年限较长，随着航道演变，工程河段岸线、深槽等的平面形态和位置均可能发生变化，河床的深泓线有可能向现有岸边发展，即部分取、排水口设施将由航道外的水上设施逐步变为航道内部的碍航物，增大取、排水口被撞的可能．因此，为了确保工程安全，有必要对取、排水口未来的安全性作一定的分析．

2.5 风险评价

为量化各种危害的风险大小，确定风险源，参考专家座谈讨论、调查问卷、事故统计等资料，将事故发生的可能性和危害程度分级，计算危险度的大小，从而对风险进行评价，确定风险源［5－6］，见式（1）及表2～表4．

式中：Ri为风险；Ci为事故的危险程度；Pi为事故发生的可能性．

表2 危险程度分级

表3 事故可能性评估表

从上述计算结果可见，目前取排水口的主要风险来源是在航船舶在操纵不当、错误识别助航标志、疏忽瞭望等方面，这与实际情况相吻合．

表4 取、排水口风险评价表

3 现有安全防护措施比较分析

根据取、排水口布设的特点，需要按其布设位置、外形、流速、流态、水位、流量、船舶类型、船舶尺度、航行速度、航道条件、船舶密度等不同因素对其防护进行选择．现有防护措施主要分为直接结构和间接结构2种方式．直接结构主要采用具有弹性的缓冲性材料，通过防撞材料的自身弹性形变转化撞击能量，减小船舶撞击力对取排水口设施的损害，以达到保护各自安全的目的．这种防撞实施安装简便，相对较为便宜，但防护范围有限，能够抵御的撞击力较小，不适用于大型船舶航行的水域设防．间接结构主要通过设置阻拦索、阻拦桩群，在船舶撞击取、排水口前进行先行拦截，减小实际撞击力，此种防护方式可防护较大的撞击力，并辅以直接结构加以补充，但维护复杂、费用较高，对船舶的损害较大．

不同的防护设施均具有各自的优缺点，需结合上文所述考虑因素进行综合考虑进行核定，在保障船舶安全、减小航行干扰的前提下，促使经济效益最大化，保障通航船舶与取排水口设施的共同安全．

4 保障取、排水工程安全的防护措施与建议

4.1 取、排水工程自身安全防护措施

4.2 失控船舶应急措施

1）车失控、舵受控的情况 由于船舶可以通过操舵改变航向，可以部分的控制船舶行驶在相对安全的航道水域上．因此，船舶驾引人员在车失控、舵受控的情况下应积极采取转向措施控制船舶，争取时间，同时向海事部门报告．

2）舵失控、车受控的情况 船舶可以通过改变船速，从而改变航迹使船舶尽量远离取、排水口．在该状况下，船舶驾引人员应积极采取速度控制措施，争取时间，以便海事部门施救．

3）完全失控状态 在该种状态下船舶的自救基本无法实现，应尽快向海事部门报告，以便海事救助．

4.3 海事安全监管设施配布

1）为最大限度减小船舶完全失控对取、排水口造成的潜在碰撞威胁，可根据失控船舶危险失控区分析结果，对重点区域进行重点监控．

2）可采用CCTV等监控手段对取、排水口水域进行实时监控，并将监控信号与海事部门对接，以方便海事部门安全监管．

3）考虑取、排水工程对于核电项目等特殊项目的重要性，为尽最大限度降低失控船舶对取、排水口的撞击风险，如有可能，可在取、排水口附近配备拖轮，以方便应急救助．

4.4 警示标志设置

为了保证过往船舶和取、排水口的安全，在取、排水口工程竣工后，应按照《内河助航标志》（GB5863－93）中有关规定，在航道管理部门审批指导下，设置符合设标要求的永久性专用标志．同时，向海事管理机关申请设置安全警示标志，加强水域安全监管，确保取、排水口安全．

4.5 取、排水口环境污染应急预案

业主单位应在调查研究工程水域应急资源、环境特点、典型事故、航行密度的基础上，结合取、排水口的自身特点，制定有针对性应急预案．在事故发生前进行先期预防，在事故发生后能够及时救援，减少损失，控制事故影响．尤其对生活用水的取水口，应设计专门的防污染应急方案，防止船舶撞击后泄露原油对生活用水的污染．

5 结束语

本文通过分析取、排水口设施潜在的各种风险源，重点对各类防撞设施进行对比分析，提出了一些确实可行的安全措施，研究内容对保障通航船舶和取、排水工程的各自安全具有较好的参考作用，对取、排水口工程选址亦有一定的指导作用．各取、排水工程由于其建设目的和供水用途的不同，其各自的风险源也必然存在一定差异，因此，关于取、排水工程的风险分析仍有进一步细化的必要．

［1］刘新勇．船舶航行触底风险分析研究［D］．天津：天津大学建筑工程学院，2006．

［2］曹继文，陈惠泉，贺益英．明渠岸边横向取水口的三维数值计算［J］．水利学报，2004（2）：119－125．

［3］周长河，王学民，朱晓宇．浅议取水口排水口设置［J］．黑龙江水利科技，1998（1）：125－126．

［4］王振水．取排水口设置的相关问题［J］．水利天地，2006（12）：36－37．

［5］黄 明．严新平．三峡库区水域滚装船运输风险识别方法研究［J］．武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2008，32（5）：853－856．

［6］张利强，陈伟炯，张 伟，等．浅谈船舶的危险源辨识与评价分级［J］．中国水运：学术版，2007（9）：52－53．