水上溢油围控应急方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种水上溢油围控应急方法。涉及石油工业和管道系统技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着经济高速发展，能源需求不断增加。在原油开采、运输和炼制过程中，溢油污染河流事件发生的概率有所增加。水上溢油得不到快速围控及回收处置，将严重危害人类赖以生存的生态环境。
[0003]在长期的管道应急管理过程中，形成了对陆地溢油各抢修处置方法及环节较为成熟的认识，但是对水上泄漏油品围控缺乏较为缜密的处置经验与方法。水上溢油围控应急技术是基于输油管道发生泄漏污染河流的应急抢险方法。其核心思想是当油品进入河流事件发生后，利用现场资源，按照风险识别和评价流程，采取一切方法控制油品流入量及扩散范围，减少环境污染。
[0004]目前，国内尚未系统地给出应急抢险状态下如何对水上溢油进行围控，也未对溢油围控的各个处置环节进行详细说明。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是发明一种能有效控制油品水上继续扩散、提高溢油应急指挥人员和作业人员的应急反应能力、决策能力和作业能力的水上溢油围控应急方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于管道泄漏应急抢险经验为业务衔接点、以水上溢油围控应急处置的各个环节为实施依据的技术实施方案。
[0007]当油品发生泄漏后，第一时间围住泄漏点油品，切断油源，阻止油品继续进入河流，从根本上切断污染水体的溢油；并采用构筑草垛坝、实体坝、控制坝方式对河道宽度小于20米的狭窄水域上的溢油进行拦截来控制油头；当泄漏油品进入较宽水域后，以多种有效的形状快速在河道中设置围油栏、吸油拖栏，拦截泄漏油品继续扩散；同时，充分利用河道闸门控制或分流上游来水，控制好水位，为收油创造有利条件。
[0008]主要的实施步骤为:
[0009]1.若管道在干涸无水的沟渠、小溪及河道等穿越处或在离沟渠、小溪及河流等水域较远的地方发生泄漏，应首先考虑地形地势，在最短时间内采取围堰(在春、夏和秋季宜采用就地取土的方式构筑土堰，冬季宜采用积雪代替泥土构筑围堰)或在漏油点下游低洼处筑实体坝将沟渠、小溪闸死的方法控制泄漏油品继续流入下游河流，避免环境污染事态的进一步扩大。同时，在泄漏点附近废弃的坑矿或更大的干涸沟渠等，或在围堰外部远离水域的部位开挖集油坑和导油沟，且在集油坑和导油沟内敷设防渗塑料布。此外，还应根据泄漏点及两侧的高差，估算可能泄漏的油量，确保集油坑容积能满足油品泄漏量在油槽车到来之前的存放。
[0010]若管道在水域穿越处发生泄漏，应首先考虑拦截作业点的选择，其基本选择方法是沿着河流依托桥梁、大坝、水闸、河流转弯处、漂浮物集中处等道路畅通车辆方便进入的位置设定各个拦截点。
[0011]2.若泄漏油品进入沟渠、小溪及河道宽度小于20米的狭窄水域后，应在泄漏点下游低洼处迅速采取筑坝方式进行拦截，筑坝的材料应就地取材，常用的有草木、泥土、沙袋、雪、木板、钢管、活性炭等，筑坝的方法主要有以下几种:
[0012]草垛坝:以草帘子、玉米秸捆等为原料构筑而成，坝体宽度不宜小于2.0m，坝体要紧密结实，以小桥、树桩等坚固的构筑物为支撑进行筑坝。其适用于管道泄漏初始，专用抢险物资到来之前，且水面宽度不宜大于1m的沟渠、小溪及河流构筑。
[0013]实体坝:坝体顶宽一般不宜小于L 5m,坝体底宽不宜小于2.5m,且满足土体放坡系数要求(放坡系数不宜低于1:0.5)，迎水面设置防渗塑料布防止油品渗透。其适用于在干涸的沟渠及小溪(尤其在管道泄漏处)或冬季冰下无水的冰面上构筑，如图1所示。
[0014]控制坝(堰):坝体尺寸同实体坝相同，与实体坝不同的是增加了倒置过水管，过水管出口高度不应高于河岸高度，过水管的设置一定要满足河流的泄流量，否则易导致溃坝。在河中适当的位置迅速下管筑起一道过水坝，下面过水，上面拦油，在坝的上表面形成较平缓的水面，利于收集油品。其适用于在水面宽度20m以下的河流、沟渠及小溪(尤其在管道泄漏处)构筑。如图2、图3所示。
[0015]具体步骤如下:
[0016]I)坝体砌筑在迎水面宜垒砌成直面，在背水面砌筑坡比1:1 - 1:2，坝顶宽度不宜小于1.5m，必要时可在两侧打木桩防护；
[0017]2)利用水重油轻原理，设置倒置过水涵管，过水涵管数量应根据河水流量设置，一层不够时，可以考虑两层或三层设置；如假设河宽1m,控制水位深度1.5m,水流速0.5m/s,用Φ 720mm钢管做过水涵管，需要钢管19根，一层摆放14根，二层摆放5根；
[0018]3)迎水面坝体过水涵管设置木板或钢板，调解河水流量，做法如下:紧贴坝体在过水涵管间打Φ50?60mm钢管桩或Φ 70?90mm木桩,桩打入河床深度不宜小于0.5m,高出坝顶高度不应大于0.9m，桩间距不宜大于3m ;在桩顶处横向绑扎同规格的钢桩或木桩；调节钢板或木板宽度应大于涵管直径，板下部应挂铁块或石块等坠物，板上部应钻孔栓绳索，绳索绕过桩顶处横桩，根据调节高度将绳索栓在横桩；
[0019]4)调节板应根据水量提前进行设置，一般在河水水量低于涵管过水能力时，将部分过水涵管用调节板遮挡，当河水水量增大时，逐步提起调节板，直至全部提起；当河水水量又降低时，逐步放下调节板，直至全部放下。
[0020]其中:
[0021]①实体坝和控制坝体用玻璃丝袋装土垒砌而成，适用于狭窄河流(河流宽度宜小于20m)或小溪,且河底深度不宜大于2.0m ；
[0022]②河水泄流量简易判定:俩人相距30m，上游I人扔漂浮物，计时到下游另I人的时间，计算河水流速，量出河面宽度及深度，计算出河水流量；
[0023]③当过水管无法满足河流泄流量时，为避免溃坝，应准备一定数量的污水泵或泥浆泵。
[0024]活性炭坝:以桥梁为依托，用钢管沿桥边搭成脚手架形式，高度与桥栏杆持平。两排钢管净间距为0.8_，钢管与钢管净间距为0.8?1.2m,沿钢管高度方向每隔0.9?
1.1m用钢管将打入河床的钢管横向连接在一起，两排钢管中间放入钢制吊篮，吊篮用钢筋制作，钢筋之间间隔0.1?0.3m，吊篮四周及底部用不大于150目的铁网围住，吊篮中间放入活性炭，脚手架顶部栓绳吊住吊篮，便于活性炭的更换。适用于水面溢油的后期处理，主要是净化水质。如图4、图5所示。
[0025]3.当泄漏油品进入较宽水域后，应充分考虑利用冲锋舟布设围油栏进行拦截作业，并及时利用收油机进行收油。围油栏布设需利用抛锚或在河道两岸打坚固的钢桩、木桩或利用已有树木等的形式进行固定，围油栏与河流的夹角跟河水的流速有关，水流速度超过0.7节时，让围油栏和水流成一定夹角，且流速越大，夹角越小，夹角一般应控制在15°?60°之间。
[0026]I)河道顺直(河宽< 50m)处的布设方法:为了发挥收油机的最大效能，应修建或利用地形构筑收油现场。当溢油量较少且河流速度较慢时，根据河道的宽度及地形差异，可采用如图6、图7或图8的形式布设一道围油栏，将溢油导至岸边集中后利用收油机回收；当溢油量较多或河流速度较快，利用一道围油栏无法满足拦截需求时，采用阶梯式结构布设，能够快速将溢油集中到固定收油点上，如图9所示，围油栏根据水流速及溢油量选择规格型号；
[0027]2)河道顺直(河宽> 50m)处的布设方法:对于河面宽度大于50m的河流，采用人字型结构布设，如图10或图11所示，此方法可有效将溢油引导到河流两岸进行回收；或视情况采用阶梯式结构布设，将溢油集中到岸边一侧进行回收，如图9所示；
[0028]3)大型河流、海洋等开阔水域处的布设方法:开阔水域布放围油栏布放的操作形式主要取决于布放围油栏的目的和参与操作的船舶数量。典型的围控布放形式有:单船布放、双船布放、三船布放，具体如下:
[0029]①单船布放形式:如果只有一条船，通常，在船的一侧(即单侧清理)或两侧(即两侧清理)设置“V-型”三角区。“V-型”为单船布放的普通形式，它又分为:
[0030]a) “V-型”单侧布放
[0031]围油栏的两端分别与船和缆绳相连，如图12所示。“V-型”布设的围油栏长度一般为10-50米，依缆绳长度和船的规模而定。在“V-型”尖点处(围油栏与格局的低点，油被导向这里)通常设有收油机收油。
[0032]b) “V-型”两侧布放
[0033]围油栏在船只两侧设置形成“V-型”，如图13所示。两侧清理的优点是将一侧清理的面积加倍。而且，船舶操纵起来更容易因为船两侧受力相同，但如果清除操作的地域很小，就不可能进行两侧清除操作。
[0034]②双船布放形式:双船布放围油栏通常以“J-型”布放，系在两船间的围油栏呈“J”形状，如图14所示。通常主船和尖点间的围油栏部分长约20-40米。收油机通常是水动力的，并设在这种布局的尖点处。围油栏应