峡口水闸扩建工程环境风险评价

曾俏俏，麦茵茵，郑文彦

（1.广东省水利电力勘测设计研究院，广州 510635；2.广东省海洋工程职业技术学校，广州 510320； 3.中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州 510663）

敏感水体的水质状况牵动着各方的心，其上面的建设项目建设、运行带来的环境风险更是日益受到大众的关注。环境风险是指由人类活动或自然原因造成的，通过环境介质传播的，能对人类社会及环境产生破坏、损失甚至毁灭性作用等不利后果事件的发生概率和后果，具有不确定性和危害性[1]。本文以峡口水闸扩建工程为例，针对项目建设、运营的风险因素进行识别及重大源项分析，同时运用水体溢油模型对水环境风险结果进行预测，最后提出相应的风险防范及应急措施，以期为同类型工程建设环境风险评价提供参考。

1 工程概况

峡口水闸穿越东江大堤、引排汛期东引运河和寒溪水的洪水到东江，是东引运河、寒溪水流域中上游重要的防洪工程。峡口水闸扩建工程为在峡口水闸右侧扩建4 孔水闸，在右岸边、新建水闸右侧新建1孔船闸，新旧共9 孔泄洪闸与船闸全部参与排洪，设计总排水流量为1 800 m3/s，扩建后为大（2）型水闸。

峡口水闸外江上分布有一级饮用水源保护区及众多取水口，水环境极其敏感。

2 风险识别

根据工程施工及运行特点、周围环境特点以及工程与周围环境之间的关系，峡口水闸扩建工程存在的潜在事故风险和环境风险包括施工期水质污染、运行期水质污染风险等。其中，施工期水质存在的风险源包括施工污废水事故排放、施工期突发交通事故污染东江南支流水体水质等风险源；运行期间环境风险主要来自闸顶道路及船闸通航时发生突发交通事故造成石油类或危险品的泄漏导致水体污染等风险。

3 风险源项分析

3.1 施工期水质污染风险

3.1.1 施工期污废水事故排放风险分析

根据施工布置，本工程生活及生产用房租用当地民房，生活污水进入当地污水处理系统，不会排入附近水体；工程不设置机械、汽车维修保养系统、金构加工厂、砼拌和系统，因而不产生生产废水。施工基坑初期排水水质与河流水质基本相当，施工场地设置水泵抽出排入东引运河，不会对东江南支流产生不利影响。

因此，本工程施工期污废水不会对周边水体产生影响，事故排放对东江南支流及其饮用水源区水质风险较小。

3.1.2 交通事故造成溢油时间污染水质风险

就本工程而言，因交通事故造成溢油事件并污染水体的概率极小。原因为进出施工区的车辆主要为自卸汽车，一般车速较慢，发生车辆碰撞造成溢油或造成车辆侧翻的概率极小。只要采取一定的措施，此类风险是完全可以避免的。

3.2 运行期环境风险识别与源项分析

3.2.1 闸顶道路交通运输事故风险

峡口水闸位于饮用水源保护区范围内，过往车辆禁止运输剧毒物品。若发生车辆碰撞、翻车等交通事故，导致运输车辆坠江等突发性事件，引起的主要环境危害是危险品泄露、火灾、爆炸等。从环境影响程度来看，溢油对地表水环境、水生生态环境等的影响相对火灾、爆炸更大。由于闸顶道路长172 m，路程较短，且道路两侧分布有防撞栏及2 m 宽行人道，因此发生交通事故导致车辆坠江的风险较小。

3.2.2 运行期船只溢油风险及源项分析

东江南支流及东引运河、寒溪水为广东省主要航道之一，每年经峡口船闸穿越东江南支流及东引运河的船舶约7 800 艘，平均每天约21 艘。因而，可能存在船只因碰撞、倾覆导致的溢油事故。

3.2.3 运行期船只运载危险品泄露风险分析

据调查，东江南支流航道以普通货运和客运为主，且东江南支流上遍布饮用水源保护区，根据《广东省饮用水水源水质保护条例》第十七条“饮用水地表水源保护区内不得使用船舶运输剧毒物品、危险废物以及国家规定禁止运输的其他危险化学品”，其运载危险品的概率很小，因此发生危险品泄露事故的概率更小，远小于船只溢油事故发生概率。

4 最大可信事故及概率

峡口水闸扩建二期工程完工后，峡口水闸船闸投入运营。依据本工程实际情况，结合国内外风险事故案例统计结果，本次风险评价选取的最大可信事故为船舶溢油事故。

本项目位于东江南支流，由于缺乏近年事故泄露统计数据，本次类比临近的广州港水域1991-2000年的统计数据来分析，10年间该水域发生海事事故112宗。类比得到船只碰撞导致溢油泄露污染事件的概率为5×10-5。

5 风险预测

5.1 环境风险保护目标调查

根据《建设项目环境风险评价技术导则》《环境影响评价技术导则 地表水环境》，确定本项目水环境风险评价范围为东江南支流峡口水闸上游3.7 km至下游5.6 km 之间水域（即第六水厂饮用水源二级保护区及第三水厂饮用水源一级保护区之间水域范围），共9.3 km[2-3]。为此，对本项目水环境风险评价范围内的保护目标进行调查，如表1所示。

表1 模拟分析范围内敏感点分布情况

本次模拟采用MIKE21/3 溢油分析（SA）模块建立溢油模型，它是基于欧拉-拉格朗日理论体系，通过对油膜在水体中的扩展、传输（水流和风场作用）、紊动扩散、分散（夹带）、蒸发、乳化、溶解等各种过程的模拟，MIKE21/3 SA 能提供油膜随时间变化的漂移位置、厚度，以及漂移过程中黏度、油膜表面温度、倾点等属性的变化。

本工程计算区域约2.82 km2。模拟水下地形采用广东省水利电力勘测设计研究院于1996年勘测的东江三角洲1:5 000 河道地形资料，并根据本次项目测量资料修正。

5.2 计算方案

5.2.1 水文条件

采用广东省水利电力勘测设计研究院委托广东省水文局惠州分局于2004年3月22-23日、2004年9月1-2日两个时段的实测水文资料，分别代表枯、丰水期水文状况。其中，上游给定流量过程线，下游给定水位过程线。

5.2.2 泄露量

一般地，货轮燃油量约为总载重量的10%。峡口水闸船闸设计通航为100 t 级船舶，发生事故时即使燃油全部泄露，总量大约为10 t 左右，考虑在 10 min 内全部溢出。

5.2.3 风向

由于峡口水闸所在东江南支流为东北—西南走向，因此风险选择最不利条件工况，即N 风向。

5.2.4 风速

风速选择：项目所在位置多年平均风速1.94 m/s作为正常工况下的风速。溢油事故风险组合工况详情如表2所示。

5.3 溢油模拟结果分析

研究河段的水面油状污染物扩散具有明显的潮流动力性质。表现为狭长的油状污染物带随涨、落潮流往复摆动，但总体上还是逐渐向下游方向漂移，且漂移距离越远，影响范围越大。0.01 mm 厚度的油膜扫水面积如表3所示。各典型时刻东江南支流上水源保护区内油膜包络线范围如图1、图2所示。

表2 溢油事故涉及工况列表

表3 油膜扫水面积

图1 枯水期溢油0.5 h 后的油膜包络范围

图2 枯水期溢油8 h 后的油膜包络范围

5.4 溢油事故对取水口影响分析

峡口水闸东江南支流上分布有多个水厂取水口，若峡口水闸处发生溢油事故，可能会对取水口水质产生影响。经模拟分析，在典型工况下，枯水期涨潮时刻发生溢油事故油团影响到附近取水口的时间最短。

在枯水期涨潮时刻峡口水闸发生溢油事故情况下，泄露的油品受涨潮流的影响，沿着东江南支流往上游走，油膜逐渐扁平，油膜厚度开始降低，27 min 后，油膜到达东莞市第六水厂取水口，1 h 35 min后到达茶山供水二厂取水口，随后潮汐作用减弱，油膜往下游输运，再次经过市第六水厂取水口，7 h 35 min 后到达东城水厂取水口，7 h 40 min 后到达市第二水厂取水口，7 h 45 min 后，到达市第三水厂取水口。随后又随涨潮往上游走。由此可知，枯水期若发生溢油事故，油膜随着水流往复输运，多次影响着取水口。

溢油油团在流动中不断乳化，使少量油品溶于水中，经模拟可知，随着油品的不断乳化破碎，溶于水中的油类污染物逐渐增加。其中，第六水厂取水口油类污染物超标1.8 倍，茶山供水二厂取水口超标2.4倍，市第三水厂取水口、市第二水厂取水口超标5.2倍，东城水厂取水口超标5 倍。由此可知，如果放任油团一直扩散破碎乳化，将使得水中油类污染物浓度不断增多，严重影响东江南支流及水厂取水口水质。

6 溢油风险防范及应急措施

为防范船舶溢油风险，可结合航标工程中的指示标牌，对航道两侧生活用水取水口位置进行标示，提醒过往船舶加强安全意识；所有船舶须按照交通部信号管理规定显示信号；船舶发生紧急事件时，应立即采取必要措施，同时向事故应急中心及有关单位报告；建议峡口水闸管理处具备应对中型溢油事故的能力，尽早在靠近东莞市第六水厂取水口设置围油栏，配备围控、回收设备和溢油分散剂、吸油毡等材料，至少形成应对100 t 级船舶溢油事故的围控回收能力，一旦发生溢油事故，能够尽快赶到现场，进行围控和回收；要建立专门的船舶交通管理系统，减少出现事故的风险，在陆域建立临时性船舶通信和交通管理站[4]。

7 结论

敏感水体内的项目建设不仅要关注项目建设运营过程中正常情况下的环境影响，同时也要关注事故情况下的环境风险及风险防范应急措施。溢油环境风险评价不仅可为今后同一区域内船舶溢油环境风险评价提供理论依据，也可为以后的事故处理提供参考资料[5]。

本项目属于水源保护区内的水利工程建设，经风险识别，项目建设及运营过程中最大可信事故为船舶溢油事故，采用溢油模型模拟预测得到典型情况下溢油事故发生后油团到达东江南支流上水厂取水口的时间最短为27 min，即发生溢油事故的响应时间为27 min。为防范溢油风险事故，应建立应急预案，同时对航道两侧生活用水取水口位置进行标示，提醒过往船舶加强安全意识，避免船舶溢油事故对取水口的污染。建议峡口水闸管理处配备应对100 t 级船舶溢油事故的围控回收能力，一旦发生溢油事故，能够尽快赶到现场，进行围控和回收，以减小对取水口水质的影响。