取、排水工程船撞風險源識別與防護措施探討

（武漢理工大學航運學院 武漢 430063）

為滿足工業生產與農業灌溉的需要，各類水道沿岸均設置有大量的取、排水口設施，這些設施作為水上建筑物的一種，會對過往船舶的安全航行造成一定的不利影響，如礙航、觸底風險［1］、水流影響［2］等．同時，由于工程水域船舶的航行與取、排水設施間存在潛在的碰撞風險，工程水域船舶也將造成取、排水口受撞至損后無法正常運轉的安全隱患．取、排水口作為保障工農業生產的重要設施，一旦遭受撞擊導致受損而無法正常使用，將造成無法挽回的巨大經濟損失．因此，如何識別潛在風險，選取適當的防撞措施，對取、排水工程的正常運行與船舶航行安全均具有重要意義．

表1 長江取水工程安全狀況統計表

1 長江沿岸大型取水口安全狀態及防護措施調查

通過開展廣泛調研，長江干線主要取水工程的分布及安全防護措施情況見表1．

目前，長江海事局10個所屬分支局共有取水口366座，其中生活用水取水口比例為72%，有29．5%的取水口未設置專用標志，取水口安全和生活用水防污染面臨嚴峻問題．

2 取、排水口船撞風險源識別

2.1 在航船舶撞擊取、排水口的潛在風險

取、排水工程由于其用途的特殊性，一般設置在河岸邊水深較淺的位置，但隨著工農業需水量的增大，或由于一些特殊需要，取、排水口設置有向航道內伸展的趨勢，對在航道內航行的深吃水船舶而言，存在較大船撞風險［3－4］．

在航船舶撞擊風險一部分來源于人為因素影響，包括操縱不當和瞭望疏忽．操縱不當又可以分為兩種情況：一是在正常航行狀態下，由于船舶駕引人員對當時的通航環境條件判斷失誤，繼而采取了不當甚至是錯誤的船舶操縱行為而可能導致的撞擊事故；二是由于一些小型船舶吃水較淺，可能航行在靠岸較近水深較淺的位置，進而導致對取、排水口的撞擊．在航船舶撞擊風險的另一部分主要是由特殊情況造成的，如極端天氣條件，包括大霧、暴雨等造成的低能見度，暴風造成的船舶漂移等．或是在特殊環境下船舶誤操作導致的撞擊風險，如：（1）霧航而江面沒有封航時，船舶出現偏航后，可能出現航行至取、排水口附近才發現取排水工程，因來不急采取避離措施，而導致船舶撞擊取、排水工程；（2）夜航時，船舶錯誤識別工程水域導航物或助航標志，導致船舶駛入取、排水工程危險水域而撞擊取、排水工程；（3）船舶追越前方同向船或避讓橫越船時，為避免緊迫局面、緊迫危險而采取的避讓行動不當，導致撞擊取、排水工程．

船舶特殊環境下誤操作導致撞擊工程時，有正碰和擦碰2種情況存在．此時船舶通常來不及減速，且船舶撞擊角度較大，撞擊時，船舶航速較快，可能產生較大的撞擊力，尤其是正撞時．但在這類情況下，船舶撞擊工程的概率一般很小，無法進行理論計算，只能采取被動防護措施加以控制，如增大工程結構強度、裝設消能防撞裝置、設置防護樁等．

2.2 失控船舶撞擊取、排水口的潛在風險

船舶失控有3種情況：（1）車失控、舵受控；（2）舵失控、車受控；（3）車、舵均失控．出現失控時，船舶在慣性、水流和風的作用下，很可能會漂移到正常航行情況下不會到達的位置，如河岸邊緣、河口叉灣等處，而這些位置恰好是取排水口設置的常選位置．因此，失控船舶與取、排水口發生碰撞概率將會大大上升．為了降低這種風險，必須采取快速有效的措施，針對3種不同的失控狀態，采取不同的應急措施，如在事故多發河段設置應急救援拖輪，在發現船舶失控時盡快實施救援，避免事故的發生．

2.3 工程施工期的潛在風險

在工程的建設中，由于取、排水口的施工船的增加，一方面會改變水域的船舶流量，給工程帶來一定的危險；另外一方面，施工船在施工過程中會占用一定的航道資源，容易造成船舶會遇的緊迫局面，加大過往船舶駕駛人員的心理壓力，容易出現事故．

總之，工程施工期的潛在風險，從新增風險源角度分析，主要表現在以下方面：（1）施工船舶失控的風險；（2）工程船舶給過往船舶的瞭望帶來一定困難；（3）工程船舶占用航道資源，作業時容易造成會遇緊迫局面；（4）取水工程和其警示標志離航道較近，造成駕引人員心理壓力，容易發生事故；（5）航道的變化使該水域習慣航法改變，容易發生事故；（6）水上、水下的工程改變了水域的水文環境．

這些條件的改變，使航行在該段水域的駕引人員需要較長時間來適應．在短時間內可能會使水上交通事故頻率有一定的上升，但它們的影響是長遠存在的．

2.4 取、排水口潛在風險

由于一些工程，如核電工程，設計運行年限較長，隨著航道演變，工程河段岸線、深槽等的平面形態和位置均可能發生變化，河床的深泓線有可能向現有岸邊發展，即部分取、排水口設施將由航道外的水上設施逐步變為航道內部的礙航物，增大取、排水口被撞的可能．因此，為了確保工程安全，有必要對取、排水口未來的安全性作一定的分析．

2.5 風險評價

為量化各種危害的風險大小，確定風險源，參考專家座談討論、調查問卷、事故統計等資料，將事故發生的可能性和危害程度分級，計算危險度的大小，從而對風險進行評價，確定風險源［5－6］，見式（1）及表2～表4．

式中：Ri為風險；Ci為事故的危險程度；Pi為事故發生的可能性．

表2 危險程度分級

表3 事故可能性評估表

從上述計算結果可見，目前取排水口的主要風險來源是在航船舶在操縱不當、錯誤識別助航標志、疏忽瞭望等方面，這與實際情況相吻合．

表4 取、排水口風險評價表

3 現有安全防護措施比較分析

根據取、排水口布設的特點，需要按其布設位置、外形、流速、流態、水位、流量、船舶類型、船舶尺度、航行速度、航道條件、船舶密度等不同因素對其防護進行選擇．現有防護措施主要分為直接結構和間接結構2種方式．直接結構主要采用具有彈性的緩沖性材料，通過防撞材料的自身彈性形變轉化撞擊能量，減小船舶撞擊力對取排水口設施的損害，以達到保護各自安全的目的．這種防撞實施安裝簡便，相對較為便宜，但防護范圍有限，能夠抵御的撞擊力較小，不適用于大型船舶航行的水域設防．間接結構主要通過設置阻攔索、阻攔樁群，在船舶撞擊取、排水口前進行先行攔截，減小實際撞擊力，此種防護方式可防護較大的撞擊力，并輔以直接結構加以補充，但維護復雜、費用較高，對船舶的損害較大．

不同的防護設施均具有各自的優缺點，需結合上文所述考慮因素進行綜合考慮進行核定，在保障船舶安全、減小航行干擾的前提下，促使經濟效益最大化，保障通航船舶與取排水口設施的共同安全．

4 保障取、排水工程安全的防護措施與建議

4.1 取、排水工程自身安全防護措施

4.2 失控船舶應急措施

1）車失控、舵受控的情況 由于船舶可以通過操舵改變航向，可以部分的控制船舶行駛在相對安全的航道水域上．因此，船舶駕引人員在車失控、舵受控的情況下應積極采取轉向措施控制船舶，爭取時間，同時向海事部門報告．

2）舵失控、車受控的情況 船舶可以通過改變船速，從而改變航跡使船舶盡量遠離取、排水口．在該狀況下，船舶駕引人員應積極采取速度控制措施，爭取時間，以便海事部門施救．

3）完全失控狀態 在該種狀態下船舶的自救基本無法實現，應盡快向海事部門報告，以便海事救助．

4.3 海事安全監管設施配布

1）為最大限度減小船舶完全失控對取、排水口造成的潛在碰撞威脅，可根據失控船舶危險失控區分析結果，對重點區域進行重點監控．

2）可采用CCTV等監控手段對取、排水口水域進行實時監控，并將監控信號與海事部門對接，以方便海事部門安全監管．

3）考慮取、排水工程對于核電項目等特殊項目的重要性，為盡最大限度降低失控船舶對取、排水口的撞擊風險，如有可能，可在取、排水口附近配備拖輪，以方便應急救助．

4.4 警示標志設置

為了保證過往船舶和取、排水口的安全，在取、排水口工程竣工后，應按照《內河助航標志》（GB5863－93）中有關規定，在航道管理部門審批指導下，設置符合設標要求的永久性專用標志．同時，向海事管理機關申請設置安全警示標志，加強水域安全監管，確保取、排水口安全．

4.5 取、排水口環境污染應急預案

業主單位應在調查研究工程水域應急資源、環境特點、典型事故、航行密度的基礎上，結合取、排水口的自身特點，制定有針對性應急預案．在事故發生前進行先期預防，在事故發生后能夠及時救援，減少損失，控制事故影響．尤其對生活用水的取水口，應設計專門的防污染應急方案，防止船舶撞擊后泄露原油對生活用水的污染．

5 結束語

本文通過分析取、排水口設施潛在的各種風險源，重點對各類防撞設施進行對比分析，提出了一些確實可行的安全措施，研究內容對保障通航船舶和取、排水工程的各自安全具有較好的參考作用，對取、排水口工程選址亦有一定的指導作用．各取、排水工程由于其建設目的和供水用途的不同，其各自的風險源也必然存在一定差異，因此，關于取、排水工程的風險分析仍有進一步細化的必要．

［1］劉新勇．船舶航行觸底風險分析研究［D］．天津：天津大學建筑工程學院，2006．

［2］曹繼文，陳惠泉，賀益英．明渠岸邊橫向取水口的三維數值計算［J］．水利學報，2004（2）：119－125．

［3］周長河，王學民，朱曉宇．淺議取水口排水口設置［J］．黑龍江水利科技，1998（1）：125－126．

［4］王振水．取排水口設置的相關問題［J］．水利天地，2006（12）：36－37．

［5］黃 明．嚴新平．三峽庫區水域滾裝船運輸風險識別方法研究［J］．武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2008，32（5）：853－856．

［6］張利強，陳偉炯，張 偉，等．淺談船舶的危險源辨識與評價分級［J］．中國水運：學術版，2007（9）：52－53．