化工園區防洪水及次生災害設計標準現狀研究*

孔祥北，羅艾民，魏利軍

(1.中國安全生產科學研究院，北京 100012;2.重大危險源監控與事故應急技術國家安全監管總局安全生產重點實驗室，北京 100012)

0 引言

自然災害是引發化工園區發生安全事故的重要原因[1]。由洪水及其引發的泥石流、滑坡等次生災害可能造成化工園區發生泄漏、火災、爆炸等嚴重事故，最終導致環境污染、人員傷亡和財產損失[2]。

20世紀90年代以后，國內外相關領域科學家開始對由自然災害引發的工業事故(NATECH事件[3])進行研究。Valerio等[2]人通過分析1960—2007年間工業事故數據庫中272件洪水引發的工業事故，建立不同沖擊形式下設施的損害模型，用于定量評估洪水引發事故后果的事件樹研究；Antonioni等[4]人用定量風險評估方法(QRA)進行不同洪水事故對加壓設備破壞的概率研究；MAHB(歐盟重大事故危害局)[5]自2003年以來召開了一系列專題研討會，旨在為Natech事件研究提供風險評估與管理的框架和實用方法；史培軍等[6-7]對我國自然災害引發災害系統進行研究，提出災害鏈的致災強度遠超過其關聯的各單一致災因子的總和；明曉東等[8]對國內外15個典型國家和地區的10余種自然災害和4種化學品事故風險評估理論與方法進行研究，得到不同災種的風險指標和評價方法特點；盧穎等[9]對區域內多災種之間的相互作用關系進行研究，提出一種基于觸發關系的多災種耦合危險性評估方法，計算單災種耦合后的危險性指數。國內外科學家從事故鏈風險評估、多災種評價方法、事故耦合指標分級等不同角度進行了研究。

本文通過對近年來國內外多起由洪水引發的典型化工事故案例進行剖析，以化工園區發生的洪水及其次生災害為研究對象，從園區安全風險評價與評估角度出發，梳理我國石油化工行業相關設計標準中關于預防洪水及其次生災害對化工園區、化工企業和設備設施造成影響的條款，總結現有設計標準中關于化工園區、化工企業和設施選址、總體規劃布局、防洪標準、豎向設計等7個方面要求，指出現有設計標準中存在的問題，并對相關條款的改進思路提出建議。

1 洪水及其次生災害造成化工事故案例剖析

中國地質條件和氣候類型復雜，受多種自然災害影響。記錄于世界衛生組織(WHO) EM-DAT數據庫的1985—2015年間中國所有自然災害事件中，受洪水災害影響的人數最多，達到4.77億人[10]。化工園區作為我國化工行業發展的主要載體常受到洪水災害影響。表1為6起典型洪水對化工園區、化工企業和設備設施造成事故影響的案例。

表1 化工園區、化工企業和設施洪水事故案例Table 1 Flood accident cases in chemical industrial park, chemical enterprises and facilities

基于本文案例總結出以下共性特征：

1)洪水災害易形成次生災害鏈

案例中洪水對化工園區及園區中化工企業和裝置造成的事故危害都以事故鏈形式爆發。化工園區洪水災害事故鏈式反應特征如圖1所示，洪水及其次生災害作用于化工園區，會造成生產存儲單元，公用工程及輔助設施發生水淹失效、構筑物坍塌、物料泄漏、設備設施移位等危害，進而引發中毒、燃燒、爆炸等事故；生命線系統則發生通訊中斷、應急救援受阻的情況。洪水引發的事故鏈可能造成財產損失，威脅園區工作人員和附近居民的生產、生活以及生命安全，同時造成環境污染，引發社會問題。圖1中標注“*”塊表示阿科瑪化工廠洪水災害事故鏈。

圖1 洪水引發化工園區事故鏈特征Fig.1 Characteristics of accident chain in chemical industrial park caused by flood

2)企業忽視管理部門預警

阿科瑪化工廠案例中，美國聯邦應急管理局(FEMA)于2007年重新修訂了洪水地圖，該地圖顯示阿科瑪化工廠處在受洪水威脅的地區。2016年，化工廠已辨識出其具有發生洪水災害的風險，但并未得到工廠管理人員的重視。可見，企業即使從監管部門或其他途徑獲得了識別企業風險的有效信息，仍可能會因為重視不足等原因無法辨識出企業可能發生的危險。

3)不良選址將使企業長期受到自然災害威脅

阿科瑪化工廠位于洪泛平原上，最近幾十年間該地區反復出現洪水災害[13,16]；壽光受臺風溫比亞影響嚴重的幾個化工園區，位于山東省以暴雨災害為主、地質災害最為嚴重的魯中山區地段[17]；恩施市地形起伏大、地質構造運動頻繁、降雨充沛，多年來地質災害頻發，其中滑坡災害最為嚴重[18-19]；貴州晴隆縣是典型喀斯特地貌，地質發育構造復雜，極易發生地質災害，該地區所有地質災害統計中滑坡災害數量最大[20]，2017年受洪水影響發生天然氣管道泄漏事故后，2018年再次發生同類事故。可見，地理區位存在劣勢，具有氣象、地質災害風險的地域會長期受到如洪水、泥石流等自然災害的威脅。

4)缺少有效指導性文件

阿科瑪化工廠在遭遇洪水災害前，當地氣象部門已向其發出預警，化工廠技術人員隨即成立了應對小組，但該公司的行業安全指南文件內容十分有限，如文件并未要求采取足夠的預防或干預措施，未要求為避免洪水破壞工廠的安全系統應將關鍵設施移至高處等[13]，因此該行業指南文件并未有效地指導該公司應對此次洪水事故；為應對臺風對壽光化工園區造成的影響，山東聯盟化工集團第一分公司廠區在洪災發生后立即召開了專題會議，會上制定了應急措施以指導抗洪救災工作[15]，但如果在災害發生前有文件化的應急指導文件，也許將縮短啟動抗洪救災工作的時間。可見有效的應急指導文件可加強災害或事故發生后的風險管控。

2 現行化工園區相關設計標準

根據中國石化聯合會化工園區工作委員會統計，截至2017年底，全國重點化工園區(或以化工和石油產業為主導的工業園區)已經達到601家[21]。我國化工園區長期存在規劃布局不合理，安全及環保存在隱患等問題[22]。行業主管部門出臺了《促進化工園區規范發展指導意見》《關于進一步加強化工園區安全管理的指導意見》等文件，要求化工園區樹立安全風險意識，科學評估園區安全風險，提出消除、降低或控制安全風險的對策措施。洪水作為對化工園區有重要影響的氣象因素，是園區進行安全風險評估等工作的重要內容，而相關設計標準又是化工園區針對洪水因素進行安全風險評估等工作的重要依據。

2.1 設計標準中防洪要求條款梳理

本文選取18個針對防洪有明確要求的工業企業、化工企業、石油化工工廠設計標準進行條款梳理。經梳理發現標準中涉及防洪的內容有7個方面，分別是選址、總體規劃布局、防洪標準選取、外部防護、場地排水、豎向設計和管線布置。化工園區包括以化工和石化產業為主導的化學工業產業示范基地、高新技術產業園和政府依法設立的化工企業集中區，表2為設計標準中防洪相關條款對照表，其中“√”表示標準中具有對應的條款。

2.2 設計標準條款內容總結及討論

各設計標準中對選址等7個方面內容的語言表述存在差異，但要求內容基本一致。表3為7個方面具體內容的歸納總結和討論。

表2 設計標準中防洪相關條款對照Table 2 Comparison of relevant provisions for flood prevention in design standards

表3 設計標準中防洪相關條款內容總結

表3(續)

3 設計標準存在的問題及建議

石油化工行業相關設計標準是規范石油化工工廠、化工企業建設的技術準則。從防洪的角度，設計標準中規定的選址、總體布局、防洪工程、工業管廊等要求，是化工園區進行自然環境危險有害因素分析、選址與布局安全性分析、社會風險評估、生命損失的風險評估、自然災害多米諾效應分析等工作的重要依據，關系到化工園區安全風險評估工作的質量。

現有標準中部分條款內容較籠統，不夠明確，多從宏觀/區域角度做出規定，多是定性要求，缺少定量規定和必要條款，本文結合對事故案例的分析，提出現行設計標準中部分條款存在的問題和修改建議如表4所示。

表4 設計標準中洪水相關條款存在的問題及建議Table 4 Problems and suggestions of relevant provisions for flood prevention in design standards

4 結論

1)現行設計標準中與洪水相關的條款有選址、總體規劃布局、防洪標準選取、外部防護、場地排水、豎向設計、管線布置7個方面內容。化工園區在針對洪水因素進行安全風險評估等工作時，需圍繞上述7個方面內容開展工作。

2)我國目前現有關于化工園區應對洪水及其次生災害的相關石油化工行業設計標準中，存在缺少定量規定、降低標準執行的硬性條件不明確、缺少生產單元防洪要求、缺少應對洪水災害的應急預案條款等問題。

3)化工園區在規劃建設階段，應結合所在區域地勢特點，按照國家法律法規和相關設計標準要求，科學選址、布局、選取相應防洪技術指標。已建成的化工園區進行洪水安全風險評估等工作時，應結合園區實際情況，補充完善如生產單元防洪要求等必要內容，科學評估化工園區洪水災害的各項安全風險，以避免或減少洪水及其次生災害造成的損失，提高園區整體安全管理和應急能力水平，保障園區人員和財產安全，促進化工園區可持續發展。