島嶼公眾核應急撤離時效探索
——以福清市小麥嶼為例

鄭青英

(福州市福清核電廠核事故應急中心，福建 福州，350300)

核安全是核電產業健康持續發展的前提和根本保障，核應急是核安全縱深防御最后一道屏障。目前，各地核應急預案中公眾撤離大多僅考慮政府統一安排車輛組織公眾陸路集中撤離，未考慮公眾自行撤離和海上撤離。本文結合福清核應急準備工作實際，就不同條件下福清市小麥嶼公眾核應急撤離時間進行估算，為開展小麥嶼公眾核應急防護行動提供技術基礎，為小麥嶼和其他核電廠周圍島嶼公眾核事故應急撤離提供啟示。

1 小麥嶼地理位置及公眾核應急撤離特點

1.1 小麥嶼地理位置

福清核電廠位于福建省福清市三山鎮前薛村，“華龍一號”全球首堆——5號機組已于2021年1月30日投入商業運行。

小麥嶼位于興化灣海域，東經119°23′16.3″，北緯25°26′24.7″，東西長約1.3 km、南北長約0.9 km，總面積約0.7 km2，是一座呈三角形狀孤島。該島位于福清核電廠W方位、江陰鎮區SE方向，距離1#反應堆4.81 km，距離6#反應堆5.35 km，距離江陰鎮區7 km，劃入福清核電廠煙羽應急計劃內區[1]，如圖1所示。

圖1 小麥嶼相對于福清核電廠的位置示意圖

1.2 小麥嶼公眾核應急撤離特點

1.2.1常住人口少但人口波動較大

小麥嶼島上小麥村隸屬江陰鎮，戶籍人口986人，常住人口487人，其中本地村民360人、外來養殖人員127人。每年上島游客約有3～5千人，“五一”“十一”假日客流量最高峰約有200人。春節、中秋、清明等節日島上人員最高峰接近900人。

1.2.2經濟結構單一

村內無工礦企業，村民以紫菜養殖、近海捕撈為生, 核事故狀態下無工礦企業人員撤離需求；村民飲用地下水，糧食、蔬菜及日常生活用品基本上由島外供給,群眾未能及時撤離將出現飲用水、蔬菜等生活必需品短缺。

1.2.3設施簡陋

島上設施簡陋，現有小學、教堂、衛生所、老人會各1個(所)，為土石結構，房屋的穩定性和隱蔽效果都較差。島內主要設施分布如圖2所示。

圖2 小麥嶼主要設施分布圖

1.2.4交通不便

島上幾無機動車輛，居民日常進出島主要依賴每天1班的渡輪(核載42人)。江陰鎮碼頭潮位較高，渡輪需在漲潮時方能?？?，造成運行時間不確定。島上共有機動漁船56艘，噸位為10 t，平均航速10 km/h，每艘可搭載3～6人。

鑒于小麥嶼為孤島，且在福清核電廠煙羽應急計劃區內區，根據《福清市核應急預案》[2]要求，本著“以人為本、生命至上”原則，做好小麥嶼隱蔽、碘防護、撤離等核應急防護行動準備十分必要。

2 公眾撤離時間估算方法

我國核事故應急相關導則要求開展應急撤離時間估計，但對撤離時限尚無明確要求[3]；美國核管會(NRC)NUREG/CR-6953[4]文件提出“不推薦在進展迅速的大量釋放即將到來之時實施撤離時間大于4小時的撤離防護行動”。福清核電廠周邊人口密度較大，撤離難度較大，但基層動員能力較強，參考NUREG/CR-6953觀點和目前國內核電廠場外應急撤離時間估算研究成果[5]，并結合福清實際，小麥嶼公眾應急撤離防護行動按4個小時完成的總目標進行準備。

撤離時間的確定采用簡單的方法保守估算，即假設事件相繼發生，所有人都得到通知并準備撤離，每一部分最大用時簡單相加。美國核管會(NRC)文件NUREG/CR-7002[6]和NUREG/CR-7269[7]把撤離時間為兩部分：1)成行時間，指撤離人員接到撤離通知至撤離行程開始時刻的時間；2)通行時間，指居民開始撤離到離開應急計劃區所經歷的時間。

根據福清市近年來組織的小麥嶼公眾撤離防護演習實踐，成行時間可以進一步分為決策時間(DT，decision time)、通知時間(NT，notification time)、準備時間(PT，preparation time)等三個階段。DT，即突發事件預警至發布疏散指令所需時間；NT，即疏散警告時間；PT，即撤離者從接受警告至撤離開始時間。小麥嶼位置特殊，居民較為集中、易于通知，因此成行時間(即DT+NT+PT)總用時45 min是保守的估計。

通行時間即為疏散區清空時間(CT，clearance time)，即撤離者從出發至抵達目的地所需要的行程時間。小麥嶼應急疏散區清空時間(CT)主要指居民從住所出發撤離到指定的安置點的時間，根據小麥嶼居民應急撤離防護實施的撤離方式和交通工具，CT可按三個階段分開估算：第一階段為島內撤離時間(CT1)，即小麥村居民從住所向碼頭聚集時間，這段時間主要交通方式為步行；第二階段是海上撤離時間(CT2)，即小麥村居民乘船從小麥嶼碼頭抵達江陰鎮碼頭的時間，這段時間交通工具為船只；第三階段為陸地上撤離時間(CT3)，即從江陰鎮碼頭撤離到指定安置點時間，這段時間主要交通工具為車輛。

江陰鎮渡輪碼頭距離安置點江陰中學7.2 km，行程在11 min以內，加上撤離公眾輻射沾染劑量檢測、去污洗消等時間，保守假定從江陰鎮碼頭到安置點撤離時間為40 min。

綜上，根據公式CT1+ CT2=ET(240 min)-(DT+NT+PT)(45 min)-CT3(40 min)，島內撤離時間加上海上撤離時間需控制在155 min以內完成才能達到撤離預期目標。

3 島內撤離時間估算

3.1 撤離模型

基于VISSIM軟件步行者模型開展小麥嶼公眾撤離至碼頭的仿真,為更準確地描述小麥嶼公眾步行仿真應急撤離過程中各個路段的撤離疏散情況，將小麥嶼撤離路線分為11個路段，每個路段用一個向量表示(如BA，表示從標識點B到標識點A的路段)，如圖3所示。

近年來，福清市已多次組織島上公眾開展貼近實戰的撤離演練，村內發布撤離命令的硬件設施和制度較為健全，村民應急撤離意識較強、對撤離路線以及撤離時應采取的防護措施也較熟悉，為此設定村民撤離平均行走速度4～5 km/h。通過多次模擬仿真，應急撤離警報拉響后，絕大部分公眾在16.7 min內從聚集點走出，按照泊松分布規律，設定應急撤離警報拉響后第一個走出住房到最后一個走出住房的時間為17 min。

3.2 結果和分析

3.2.1組織撤離

應急撤離警報拉響后，村干部組織島上所有公眾按照應急撤離路線依次集結到北碼頭等候大型應急撤離船只。撤離開始和結尾階段，應急撤離道路上人少行走速度快；中間階段，村民大量涌入道路，擁堵造成行走速度較慢。通過模擬仿真，應急警報發出后第一個到達標識點A(北碼頭)村民用時5 min 36 s，最后一個用時約為35 min。

3.2.2自行撤離

應急撤離警報拉響后，村民自行選擇撤離路線。島上游客、無法自行撤離的村民集結到北碼頭搭乘大型船只撤離。居民聚集點J、M、N的居民由于距離南碼頭較近，假定這些居民點的村民向南碼頭撤離。自行撤離仿真模擬的路段長度、撤離人數和村民在路段中的平均行走時間如圖4所示。

圖4 島內自行撤離仿真結果圖

4 島外撤離時間估算

根據居民島內撤離仿真結果，結合海上撤離時間分析，可以推算出總體撤離時間。參考國內外核應急與其它應急撤離研究經驗，小麥嶼公眾海上撤離分為自行撤離、組織撤離兩種。影響海上撤離時間的主要因素：人員集結到撤離碼頭時間、撤離碼頭和靠泊碼頭噸位、撤離船只噸位及數量、天氣狀況。根據小麥嶼目前碼頭、船只及周邊支援船只情況，本文重點對當前條件下組織撤離、支援組織撤離、與自行撤離相結合組織撤離以及碼頭擴建后組織撤離等模式的撤離時間進行估算。

4.1 撤離基礎條件

海上撤離路線有2條：路線1從南碼頭到江陰鎮渡輪碼頭，路程約5.43 km；路線2從北碼頭至江陰鎮渡輪碼頭，路程約5.32 km，如圖5所示。

圖5 小麥嶼到江陰鎮渡輪碼頭撤離航線示意圖

島上南北各有1個碼頭，其中南碼頭只能停靠漁船，56艘漁船均停泊此處；北碼頭為100噸級碼頭，漲潮時水深近4 m，有3～4 小時可?？慷奢啞{查，福州市內(含平潭)共有19艘200噸及以下客輪(含小麥渡)可調派參與小麥嶼公眾撤離，單程運力達959人；并有漁監船、海巡船各1艘參與護航。假設調派3艘船只支援撤離。撤離、護航船只情況列于表1。

表1 小麥嶼公眾撤離、護航船只情況一覽表

4.2 組織撤離

組織島上900人(按島上人員峰值估算，下同)全部集結到北碼頭，分批乘A船撤離。假設撤離時為漲潮，船只能夠正?？坎礋o需等候(下同)。根據島內撤離仿真結果，得出每42人撤離到北碼頭的時間(min)，北碼頭人員聚集時間如圖 6所示。

圖6 北碼頭渡輪裝載人數聚集時間

在島內撤離仿真中，從撤離行動開始到第42個公眾到達北碼頭時間為418.6 s，大約7 min，最后一個公眾抵達北碼頭時間為2 055 s，大約35 min。通過計算，A船從北碼頭到江陰鎮渡輪碼頭航程約17.3 min(距離5.32 km，速度18.5 km/h)，加上船只靠岸和公眾上下船時間(以下簡稱上下船時間)10 min，從北碼頭到江陰鎮碼頭往返一個來回約需44.6 min時間。

因此，在撤離行動開始后的第7 min，A船搭乘第一批42名公眾撤離出小麥嶼島，其他公眾在隨后的28 min內陸續集結到北碼頭并在北碼頭原地等候，A船第46.6 min返抵北碼頭，搭乘第二批42位公眾于第51.6 min離開，直到最后一批18人離開北碼頭抵達江陰鎮碼頭共需撤離22趟，總耗時965.9 min。

4.3 外部支援組織撤離

假設調配目前核載人員最多的B、C1、C2船支援撤離，撤離時公眾上下船時間均為10 min，且支援船只均能夠按照核應急指揮部命令在A船第一批42名公眾撤離前到達北碼頭。同時，為確保撤離安全，調配海巡船D船和漁政船E船負責護航。

根據表1，通過計算B船從北碼頭至江陰鎮碼頭航程約14.4 min(距離5.32 km，速度22.2 km/h)，每撤離100人約需38.8 min(往返14.4 min×2+上下船時間10 min)；C1船和C2船船型相同，撤離航程均為15.7 min，每撤離78人約需41.4 min(往返15.7 min×2+上下船時間10 min)。

7 min后第42名公眾集結到北碼頭登上A船撤往江陰碼頭，第46.6 min返抵北碼頭撤離第二批42名公眾；B船于第12.5 min載第一批100名公眾撤離，第46.3 min返抵北碼頭；C1船、C2船分別于第17.5 min、第22.5 min載第一批78名公眾撤離，第53.9 min、第58.9 min返抵北碼頭。撤離船只按A→B→C1→C2順序安排，主要考慮B船速度最快、核載人數最大，一方面可以在最短時間內撤出最多公眾，降低公眾總體輻射沾染水平；另一方面可最大限度避免4艘船只再次返抵北碼頭因時間點接近而造成的登船等候(由于北碼頭一次僅能?？恳凰掖?，需要依次靠岸登船，增加了等待時間)。4艘船均往返撤離3趟，第131.6 min，C2船搭載第3批78名公眾抵達江陰碼頭完成登岸；3 min后，即第134.6 min，D船搭載最后6名公眾完成海上撤離(4艘支援船只撤出894人，另有6人最后搭載海巡船D船撤離，符合撤離演習中公務船負責最后小部分公眾撤離實際)。島上公眾安全抵達江陰鎮碼頭時間和人數示意圖如圖7所示。

圖7 外部支援下公眾撤離和抵達江陰碼頭時間分布圖

4.4 結合自行撤離的組織撤離

假設島上村民、養殖戶利用自有漁船以家庭為單位自行撤離，A船組織島上游客、無漁船居民及老弱等特殊人群撤離。

4.4.1南碼頭撤離

南碼頭為沙灘地，較為寬廣，村民抵達后無需等待即可找到自己漁船進行撤離。根據圖5小麥嶼村海上撤離路線圖所示，通過計算，機動漁船從南碼頭至江陰鎮碼頭平均用時約33 min(距離5.43 km，航速10 km/h)。通過仿真模擬，南碼頭第一艘抵達江陰鎮碼頭的漁船用時約38.5 min，最后一艘漁船用時約58.5 min。南碼頭自行撤離公眾284人。

4.4.2北碼頭撤離

從上述估算得知，第一批42個村民在7 min內抵達北碼頭乘坐A船撤離，第29.3 min登岸撤離完畢，A船第46.6 min返抵北碼頭撤離第二批公眾。

通過仿真模擬，撤離到北碼頭的616名公眾中最后一位集結到北碼頭的時間為第34.3 min，即在A船返抵北碼頭前村民全部完成集結。第653.7 min，A船第15趟將島上最后一批28名公眾撤離至江陰鎮碼頭。

4.5 結合自行撤離的外部支援組織撤離

653.7 min撤離時間難以滿足要求。假設如上節調配B、C1、C2船支援撤離，通過計算，4艘船均往返2趟，第87 min，C2船搭載第2批78名公眾抵達江陰碼頭完成登岸；5 min后，即第92 min，最后20名公眾搭載D船完成海上撤離。

4.6 碼頭擴建后的組織撤離

為快速高效組織小麥嶼公眾核應急撤離，提升海上撤離安全性，福清市正籌劃擴建江陰鎮新渡輪碼頭和小麥嶼北碼頭(平戰結合與漁港碼頭合并建設)，兩個碼頭設計靠泊能力均為300噸級，水深8 m,可全天候靠泊水深5 m以內的船只。

從福州市內客輪運力調查情況可知，目前小麥嶼周邊沒有更大噸位且能靠泊北碼頭的客運船只可參與撤離。參考上述估算方法，假設調配B、C1、C2船共同參與支援組織撤離，新碼頭可以壓縮兩船連續撤離登船時的等候時間，撤離時間可以進一步壓縮6～10 min。

5 結論及建議

根據第2節分析，島內撤離、海上撤離總用時(CT1+ CT2)需控制在155 min以內，才能實現240 min完成撤離的預期目標。上述研究表明，當前條件下的組織撤離CT1+ CT2(下同)總耗時965.9 min；調配3艘船舶支援組織撤離需耗時134.6 min；村民、養殖戶利用自有漁船自行撤離最多只需58.5 min，其他公眾按現有條件組織撤離需耗時653.7 min，若也調配3艘同樣的船舶支援組織撤離則僅需92 min。碼頭擴建后，撤離受潮汐、臺風等不利氣象因素影響大幅降低，公眾登船條件改善，兩船連續撤離登船時的等候時間壓縮，可以提升公眾撤離安全性。

由此可見，單純的組織撤離，時間上遠遠超出公眾心理承受預期和撤離總體時間要求，顯然不可行；只有調配船只支援組織撤離才能在預定時間內完成撤離；公眾自行撤離比最后一批組織撤離的公眾早到達江陰碼頭，且大幅縮短了單一組織撤離時間。

建議：一是省、市、縣核應急部門要建立支援組織撤離船只信息動態更新機制，適時掌握可調配支援船只現狀，并制定規章制度或與各船運公司簽訂協議，保障應急狀態下該部分運力能夠調配使用。二是強化政府對公眾自行撤離的組織指導，盡快編制《小麥嶼村“指導性公眾海上自行撤離”工作方案》，明確公眾自行撤離組織架構、人員名單及崗位職責，并給出撤離的步驟、撤離路線?！豆ぷ鞣桨浮方浐藨鞭k組織相關專業組綜合評估優化后實施，每年組織開展演練，讓公眾熟悉自行撤離的實施程序及需采取的輻射防護措施等，確保自行撤離安全[8]。三是建立島上人口特別是特殊人群信息收集與定期更新制度及撤離人員信息登記、報告制度，確保公眾撤離全覆蓋。四是盡快對島上學校、教堂、老人會等場所門窗進行改造，提高公共場所隱蔽效果。五是加快小麥嶼碼頭和江陰鎮渡輪碼頭改擴建進度，提升公眾撤離安全性，避免因潮汐等因素影響撤離。

目前，全國23個核電站均沿海布設，煙羽計劃區內區不少村莊靠海，擁有漁船。建議各地在修編場外核應急預案時，從減輕陸上撤離壓力、因風向無法從陸路撤離等角度考慮，增加公眾海上撤離計劃，并做好相應準備。