南水北调中线防污应急演练方案浅析

唐 涛，张 锐，杨明哲，刘洋洋，尚宇鸣

（南水北调中线干线工程建设管理局，100038，北京）

南水北调工程成败在于水质。根据中线评估调查和工程运行实际情况，南水北调中线干线工程跨渠桥梁处发生危化品交通事故是可能造成水污染事件最大的潜在风险源，因此针对此风险开展应急演练是中线运行管理的重要工作之一。

一、演练背景

1.跨渠桥梁风险源基本情况

根据调查，南水北调中线总干渠沿线涉及危险化学品的企业共2 200多家。全线共建跨渠桥梁1 238座（每年仍在增加），经过专项统计，其中有173座跨渠桥梁长期通行危化品运输车辆。危化品运输车辆在这些跨渠桥梁处发生交通事故，不仅会对桥体结构造成损坏，还可能造成严重的水质污染，甚至造成中线停水断水，因此该风险是总干渠水质保护最大的潜在风险源。

2.采取的防控措施

针对此类风险，南水北调中线建管局采取了以下措施：①优化桥面排水，通过采用柔性材料对桥面伸缩缝、防撞墩结构缝进行填充、增设挡水坎等措施防止污染物入渠；②对于不能通过桥面排水方式解决污染物入渠的桥梁，更换外挂排水管为镀锌钢管或耐久性好的复合材料，将污染物引至防洪堤外；③不能引至堤外的，在桥下设置积污池，收集突发应急事件中泄漏的污染物；④在重点桥头两侧或就近闸站储备水污染应急物资；⑤针对新建后跨越桥梁，制定了《其他工程穿越跨越邻接南水北调中线干线工程设计技术要求》《其他工程穿越跨越邻接南水北调中线干线工程安全影响评价导则》等管理办法，对新建后跨渠桥梁实施全过程审核及管理。

3.应急指挥体系

南水北调中线建管局按3个管理层级设置组织架构。在局机关和各职能部门设一级机构，全面负责运行管理工作。在渠首、河南、河北、北京、天津5个分局设二级机构负责管辖范围内运行管理工作。在沿线45个现地管理处设置三级机构负责落实运行管理的具体工作。成立南水北调中线干线工程突发事件应急管理领导小组，统一领导南水北调中线干线工程应急管理工作，组长由局长担任，副组长由局领导班子成员担任，成员由局副总师、各部门负责人及各二级运行管理单位主要负责人组成。应急管理领导小组下设应急办公室负责应急管理领导小组日常工作。

应急管理领导小组下设6个应急指挥部，其中包括水污染应急指挥部。

二、演练目的、原则及方案

1.演练目的和原则

跨渠桥梁危化品运输交通事故联合应急演练以全面提升应急能力为目的，演练原则为“创新、联动、规范、实效”。

2.演练地点

选取南水北调中线干线工程河北省赞皇县西高公路桥。

3.演练方案

演练模拟在2017年5月某一天的凌晨7:30，一辆标识甲酸的运输车因事故在跨渠桥梁西高公路桥失控,掉入渠道一级马道，油箱破裂，柴油流入总干渠，车上所载甲酸罐滚落渠道，罐体破损后污染物泄漏入渠，货车内司机受伤被困车内。

事件发生后，管理处值班人员通过报警发现异常，立即向管理处领导报告，管理处领导一边及时赴现场核实情况，一边向上级部门报告，并向赞皇县地方政府报告突发情况，通报119、110和120。地方政府启动应急预案，做好外部协调和处置工作。

河北分局应急办接到报告后，立即向河北分局应急领导小组报告，向南水北调中线建管局水污染应急指挥部报告。南水北调中线建管局立即向原国务院南水北调办报告。同时河北分局向河北省南水北调办报告。南水北调中线建管局第一时间启动应急调度，派出水质监测组赶赴现场进行核查及应急监测工作。

现场分别采取陆上和水中处置。

陆上处置：在西高公路桥事故点向外150 m陆地范围设置警示标志，加强警戒，布置岗哨和巡逻检查，并在一级马道筑围堰，围挡漏油及泄漏甲酸，铺设吸油毡，吸附漏油，投洒生石灰，中和泄漏甲酸。

水中处置：在事发地点下游采用快速围油栏布放装置布设2道围油栏，拦截泄漏柴油，通过自动拦油装置、吸油毡收集水面漂浮柴油，并在中和点布放活性炭拦截索吸附甲酸，利用喷洒装置喷洒30%氢氧化钠溶液中和甲酸，在吸附及中和完成后开展退水工作。

同时，总调中心紧急关闭事故段附近分水口及上下游节制闸，并开展事故段上下游联调。河北分局水质监测中心紧急开展应急监测工作，及时上报监测结果及提出在渠道内中和建议。河北省及时切换水源。事件处理后，经水质监测表明水质达标，应急终止，并部署善后工作。

演练方案共设置8个场景、18个模块。

场景一：事故发现、报告与现场救援

模块1：事故发现与先期处置

事故发现：中控室值班人员利用安防电子围栏系统报警发现突发事故，摄像头联动切换至事发现场。

调查核实：管理处安排附近巡查人员赶赴现场复核，上报现场情况。

现场先期处置：管理处组织人员开展先期处置。拨打电话110、120、119救援，维持秩序，设警戒线，在一级马道筑围堰，围挡漏油及泄漏甲酸，并铺设吸油毡，吸附漏油，投洒生石灰，中和泄漏甲酸等。

模块2：事件报告

内部报告：管理处将事件上报河北分局应急办、水质监测中心、分调中心。河北分局将事件上报南水北调中线建管局应急办、水质保护中心、总调中心，并预处理。

外部报告：管理处将事件报告县应急办，河北分局将事件报河北省南水北调办。

上报原国调办：南水北调中线建管局将事件报原国务院南水北调办。

地方启动应急：地方各级政府按要求启动应急处置工作。

模块3：事发现场救援

地方领导到达：地方政府相关部门到达现场，指挥救援。

120救援：赶到现场，及时救人，开展救援。

119救援：赶到现场，及时喷洒，开展救援。

110救援：赶到现场，封闭现场，指挥交通，开展救援。

场景二：应急会商与决策

模块4：应急会商

河北分局应急会商：河北分局局领导、应急指挥部办公室、水质专业工作组、信息机电专业工作组、运行调度专业工作组等应急小组成员开展会商、成立应急指挥部，赶赴现场指挥应急处置工作。

南水北调中线建管局应急会商：局领导、应急领导小组办公室、水质监测组、运行调度组、现场处置组、后勤保障组、新闻宣传组、综合信息组等应急小组成员进行会商，成立应急指挥部，布置应急处置工作，并赶赴现场指挥应急处置工作。

模块5：应急决策

启动应急决策系统：南水北调中线建管局启动应急决策系统，模拟现场污染源扩散情况。

专家会商确定处置建议：组织专家会商，通过自动化调度系统查看事发现场情况，提出处置建议。

原国务院南水北调办批复建议：应急处置建议报原国务院南水北调办批复后实施。

应急调度：南水北调中线建管局启动先期应急调度。

南水北调中线建管局通报河北省：通报河北省南水北调办事件处置进展情况，做好相关分水口断水准备。

场景三：应急调度

模块6：事故段调度

关闭分水口：紧急关闭事故段附近泲河分水口、北马分水口。

关闭节制闸：关闭上游午河节制闸，分3次，约30分钟；关闭事故段下游槐河（一）节制闸，分4次，约60分钟。

模块7：事故段上游渠段调度

开启上游退水闸：按午河渡槽节制闸关闭节奏，同步开启午河退水闸，防止渠道雍水溢出。

减少上游来水：根据上游分水量及损失率，逐级、逐步减少总干渠入水量。

关闭上游退水闸：根据上游水位及流量情况逐步关闭午河退水闸。

模块8：事故段下游渠段调度

关闭下游控制闸：临时关闭下游潴龙河控制闸，待检测水体未污染后方可开启。

关闭下游分水口：临时关闭下游临近赵同分水口、万年分水口。

下游联调：按优先供水原则开展事故段下游联调。

场景四：水源切换

模块9：切换准备

确定水厂切换水源方案：相关水厂做好水源切换相关方案，并经专家会商确定。

切换水源准备：相关水厂做好水源切换相关准备工作。

模块10：水源切换

水厂切换：水厂启动备用水源。

场景五：应急监测

模块11：监测准备

制定监测方案：组织专家会商，制定水质监测方案，报指挥部批准后实施。

监测人员赶赴现场：抽调人员，装配应急监测设备，赶赴现场。

水质监测人员先期核查：水质监测人员到达现场，开展先期核查工作。

模块12：现场监测

河北分局到达现场：河北分局应急指挥部到达现场，指挥水质应急监测工作及现场应急处置工作。

人工和自动相结合开展监测：在现场渠道开展人工采样和监测工作，同时采用全自动监测设备进行现场监测，并将监测结果上报应急指挥部。

提出具体处置方案：根据监测结果提出具体中和处置方案，并组织专家会商（明确酸碱中和的具体位置）。

模块13：动态跟踪监测

水质跟踪监测（处置中）：跟踪监测处置效果及污染物扩散情况。

水质跟踪监测（退水前）：退水前及退水过程中，南水北调中线建管局跟踪监测。

地方环保部门水质跟踪监测：处置中及退水前、退水后，河北省环保厅跟踪监测。

场景六：应急处置

模块14：水中污染物处置

南水北调中线建管局到达现场：南水北调中线建管局应急指挥部到达现场，接管河北分局指挥现场处置工作，待上级部门或地方政府到达后，配合工作。

地方打捞救援：地方政府应急抢险队伍现场制定打捞方案，组织专家会商，进行打捞，并运至安全地带。

调运应急物资及装备：河北分局应急物资及装备运至现场。

布置围油栏：根据污染物扩散情况，在事发地点下游布设2道自动围油栏。

投放活性炭：将活性炭拦截索投放至中和点吸附泄漏甲酸。

开启收油机装置：通过自动收油装置、吸油毡收集水面漂浮的柴油。

配置30%氢氧化钠溶液：现场利用配药设备配置30%氢氧化钠溶液备用。

启动中和处置：根据污染物扩散情况及监测结果，在事发地点下游采用碱溶液喷洒设备对水中泄漏的甲酸进行中和处置。

场景七：应急退水

模块15：退水准备

提出退水建议：水中污染物处置完成后，南水北调中线建管局监测结果显示水质已符合生态排放要求，组织专家会商后，建议进行退水处置。

地方环保部门水质复核：河北省环保厅对水体进行复测，符合生态排放要求，建议地方政府同意退水。

退水安全排查：元氏县对退水闸下游进行排查，确保退水安全，同意退水。

模块16：退水处置

确定退水方案：南水北调中线建管局组织专家会商确定退水方案。

批复退水方案并组织实施：原国务院南水北调办批复同意后，开启槐（一）退水闸进行退水。

退水处置：在槐（一）退水闸下游设置石灰石坝，处理水中残留的处置物质、危化物质。

场景八：应急结束

模块17：终止退水

提出退水结束建议：根据检测报告，南水北调中线建管局和专家会商后提出退水结束建议。

地方环保部门复测：经河北省环保厅复测，同意结束退水。

终止退水得到批复并停止：经原国务院南水北调办同意，终止退水。

模块18：恢复供水

确定恢复供水方案：南水北调中线建管局组织专家会商确定恢复供水方案。

恢复供水方案得到批复并实施：原国务院南水北调办批复同意后，开始实施。

各节制闸联调：根据事故段污染水体退水情况，适时增加陶岔渠首闸入总干渠流量，各节制闸适时调整闸门开度，将增加流量依次向下游推进。

恢复供水：事故段下游按照北京、天津、省会城市、地级城市、县级城市先后顺序的原则，依次恢复计划分水流量，打开各相关分水口门，恢复正常供水。

恢复目标水位：按照自下而上方式开展调度，逐渠段恢复至目标水位。

三、演练调度方案

1.演练位置

事故发生地点上游临近午河渡槽节制闸（桩号899+246，开度1 050/1 000/1 050），下游临近槐河（一）节制闸（桩号 920+700，开度 1 290/1 320/1 290），将此两座闸之间的渠段定为事故段，长度为21 km。事故段范围内有槐（一）退水闸1座，有2个分水口门正在分水；事故段上游临近退水闸为午河退水闸，下游临近潴龙河控制闸（桩号 928+857）。

2.水情概况

事故发生时入总干渠流量约140 m3/s，事故段水流流速约0.5 m/s，过流量91 m3/s，事故段水体体积约340万m3。事故段水质污染处置时间约需8小时，处置完成后水体置换约需20小时，下游回复正常调度约需24小时，应急调度时间约需54小时。

3.应急调度实施原则

①尽量确保被污染水体不进入分水口门；②尽量确保被污染水体不继续扩散；③尽量确保不发生次生灾害（包括二次污染、工程破坏、设备损坏等）；④尽量保持事故段以外渠段供水；⑤尽快恢复正常供水。

4.应急调度处置措施

（1）总体应急调度思路

紧急关闭事故段泲河分水口、北马分水口。同时关闭上游午河渡槽节制闸、下游槐河（一）节制闸，阻止污染扩散，开启事故段上游午河退水闸；关闭下游赵同分水口、万年分水口、潴龙河控制闸（待检测本段水体未被污染后开启）；减小陶岔入总干渠流量，减小下游节制闸过流量、分水流量，全线节制闸进行联调。尽量保持事故段上游正常供水，事故段下游利用渠道槽蓄水体减少流量供水；待事故段污染水体处理完毕后，开启午河节制闸、槐河（一）退水闸，关闭午河退水闸，利用上游来水流量顶托排除事故段污染水体；关闭槐河（一）退水闸，开启槐河（一）节制闸和相关分水口门，逐步恢复正常供水。

（2）事故段调度

①紧急关闭事故段泲河分水口、北马分水口。

②午河节制闸分3次，约30分钟内全完关闭（上游午河退水闸同步开启）；午河节制闸第一次操作10分钟后，分4次，约40分钟完全关闭槐河（一）节制闸。

③事故发生前，事故段渠道水体体积339万m3，被污染水体经过处理达到排放要求后，开启事故段槐河（一）退水闸退水。退水过程中，被污染水体经过处理达到排放要求后，且下游退水通道畅通时，可通过加大流量对事故段水体进行置换的方式，加快事故段渠道水体尽快排出，尽量缩短应急处置时间。

（3）事故段上游渠段调度

①按午河渡槽节制闸关闭节奏，同步开启午河退水闸，退水闸开度约3.5 m，退水流量逐步达到90 m3/s，防止渠道雍水溢出，根据事故段上游节制闸采取联调（前3小时）后水位流量变化及时调整午河节制闸开度。

②根据事故段上游分水流量及损失率，将入总干渠流量按每1个小时减小15 m3/s的速率，于3个小时后由目前的140 m3/s减小至95 m3/s（此时午河渡槽节制闸上游共开启36个分水口，共计分水量约40 m3/s），同时事故段上游节制闸联调，将多余水量储存在上游44个渠段。

③根据事故段上游水位和流量情况逐步调整午河退水闸开度。

④预计事故段污染水体处置约需8小时，因此事故段上游采取“压3放5”的调度思路，即渠首3个小时调减入总干渠流量，同时事故段上游节制闸联调，将多余水量储存在上游渠段后，利用5个小时将原储存在上游渠段的水，通过节制闸联调将多余水体自上而下向下游事故段推进，约5个小时事故段流量达到50 m3/s，视事故段污水处理情况，必要时调整午河退水闸开度。被污染水体达到排放要求后，开启午河节制闸（三孔开度均约0.6 m），同时关闭午河退水闸，开启槐（一）退水闸（开度约 2 m），事故段以50 m3/s顶托排除污染水源。

⑤利用50 m3/s流量置换被污染渠段339万m3水体，约需20小时将污染水体排出渠道，开始置换水体时，渠首入总干渠流量增加5 m3/s，以后分4次，每次间隔2小时，每次增加入总干渠流量10 m3/s，约10小时后入总干渠流量增加至140 m3/s（流量增加45 m3/s），同时利用节制闸联调将增加水量向下游推进，做好污水置换后的恢复供水工作。

（4）事故段下游渠段调度

①为确保供水安全，按照槐河（一）节制闸关闭节奏，同步分4次，约60分钟关闭潴龙河控制闸，对下游各节制闸进行联调。

②关闭下游邻近的赵同分水口、万年分水口。

③确认水质安全后视下游水体、水位情况恢复开启潴龙河控制闸。

④按照北京、天津、省会城市、地级市优先顺序进行供水。

（5）可用水体计算

根据槽蓄水体分配方案，按照不超过30 cm/d的降幅，调整下游节制闸、分水口开度。同时考虑几个关键节点因素：①保持事故段下游各渠段水深不低于1 m（考虑地形，防止渠段断流）；②北拒马节制闸闸前水位不低于59.6 m。

综上原因，槐河（一）至北拒马河节制闸段事故发生前，渠道总水体体积3083万m3，事故处理期间该段最低运行水位下的水体体积为694万m3，渠道槽蓄总可供水量为2389万m3。

（6）具体调度过程

事故段污染水体处置约需8小时，被污染水源置换约需20小时（具体时间视上游可下泄流量确定），下游累计停水约2天，根据事故段下游总干渠可供水量和水量分配原则，在尽量满足北京、天津不断流的情况下，事故段下游渠段按照日降幅30 cm控制，考虑事故发生后2天内断水期间供水调度方案如下：

①第1天，供水流量为32 m3/s，供水水量275万m3，可在关闭省会以下（含省会）前提下维持北京、天津供水流量。其中北京入境流量维持原状约20 m3/s，惠南庄泵站由现状的加压状态按操作规程调整为双线旁通管自流状态；天津入境流量调减为12 m3/s。

②第2天，供水流量为31 m3/s，供水水量269万m3，入京流量维持原状；天津入境流量调减为11 m3/s。

（7）恢复全线供水调度

在事故段被污染水体完全排空前，增加陶岔渠首闸入总干渠流量，各节制闸适时调整闸门开度，将增加流量依次向下游推进。事故段下游按照北京、天津、省会城市、地级城市、县级城市先后顺序的原则，依次恢复计划分水流量；充渠调度按照自下而上方式，逐渠段充至目标水位。应急调度期间，闸门动作共计约1800门次，其中应急调度减小流量阶段闸门动作约900门次，恢复供水阶段闸门动作约900门次。

四、演练成效

1.增强风险意识，落实“稳中求好”

一是深化了对水污染风险的认识和理解。通过增强风险意识，促进建管人员积极主动思考危化品风险带来的严重后果，主动采取规避风险的措施。二是对水污染危化品应急处置流程的认识和把握得到进一步提升，管理水平进一步向好。

2.检验应急预案，提高应急能力

一是通过从事故发现、信息上报、应急会商、应急决策、应急处置等预案各个环节的模拟和实战，验证了预案的适应性、可行性及实操性，为下一步完善应急预案，确保应急工作有序开展指明了方向。二是从实战出发，通过自有人员应急响应、应急物资调运、应急物资使用、应急队伍调动、地方政府联动等覆盖应急处置各个环节的实战操作，检验了应急能力建设成果和应急反应情况，查找出问题和不足，提高了应急能力。

3.协调地方联动，促进联防联控

通过本次演练，南水北调中线建管局、河北分局和现地管理处加强了与地方各级应急机构、人员的交流沟通，建立健全了联防联控、信息通报机制，提高了联合应急处置水平，各方合作更加紧密和默契。