（武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院 武漢 430063）

為滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)灌溉的需要，各類(lèi)水道沿岸均設(shè)置有大量的取、排水口設(shè)施，這些設(shè)施作為水上建筑物的一種，會(huì)對(duì)過(guò)往船舶的安全航行造成一定的不利影響，如礙航、觸底風(fēng)險(xiǎn)［1］、水流影響［2］等．同時(shí)，由于工程水域船舶的航行與取、排水設(shè)施間存在潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，工程水域船舶也將造成取、排水口受撞至損后無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的安全隱患．取、排水口作為保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)施，一旦遭受撞擊導(dǎo)致受損而無(wú)法正常使用，將造成無(wú)法挽回的巨大經(jīng)濟(jì)損失．因此，如何識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)，選取適當(dāng)?shù)姆雷泊胧瑢?duì)取、排水工程的正常運(yùn)行與船舶航行安全均具有重要意義．

表1 長(zhǎng)江取水工程安全狀況統(tǒng)計(jì)表

1 長(zhǎng)江沿岸大型取水口安全狀態(tài)及防護(hù)措施調(diào)查

通過(guò)開(kāi)展廣泛調(diào)研，長(zhǎng)江干線(xiàn)主要取水工程的分布及安全防護(hù)措施情況見(jiàn)表1．

目前，長(zhǎng)江海事局10個(gè)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(shè)置專(zhuān)用標(biāo)志，取水口安全和生活用水防污染面臨嚴(yán)峻問(wèn)題．

2 取、排水口船撞風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別

2.1 在航船舶撞擊取、排水口的潛在風(fēng)險(xiǎn)

取、排水工程由于其用途的特殊性，一般設(shè)置在河岸邊水深較淺的位置，但隨著工農(nóng)業(yè)需水量的增大，或由于一些特殊需要，取、排水口設(shè)置有向航道內(nèi)伸展的趨勢(shì)，對(duì)在航道內(nèi)航行的深吃水船舶而言，存在較大船撞風(fēng)險(xiǎn)［3－4］．

在航船舶撞擊風(fēng)險(xiǎn)一部分來(lái)源于人為因素影響，包括操縱不當(dāng)和瞭望疏忽．操縱不當(dāng)又可以分為兩種情況：一是在正常航行狀態(tài)下，由于船舶駕引人員對(duì)當(dāng)時(shí)的通航環(huán)境條件判斷失誤，繼而采取了不當(dāng)甚至是錯(cuò)誤的船舶操縱行為而可能導(dǎo)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(jìn)而導(dǎo)致對(duì)取、排水口的撞擊．在航船舶撞擊風(fēng)險(xiǎn)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(jiàn)度，暴風(fēng)造成的船舶漂移等．或是在特殊環(huán)境下船舶誤操作導(dǎo)致的撞擊風(fēng)險(xiǎn)，如：（1）霧航而江面沒(méi)有封航時(shí)，船舶出現(xiàn)偏航后，可能出現(xiàn)航行至取、排水口附近才發(fā)現(xiàn)取排水工程，因來(lái)不急采取避離措施，而導(dǎo)致船舶撞擊取、排水工程；（2）夜航時(shí)，船舶錯(cuò)誤識(shí)別工程水域?qū)Ш轿锘蛑綐?biāo)志，導(dǎo)致船舶駛?cè)肴?、排水工程危險(xiǎn)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(shí)，為避免緊迫局面、緊迫危險(xiǎn)而采取的避讓行動(dòng)不當(dāng)，導(dǎo)致撞擊取、排水工程．

船舶特殊環(huán)境下誤操作導(dǎo)致撞擊工程時(shí)，有正碰和擦碰2種情況存在．此時(shí)船舶通常來(lái)不及減速，且船舶撞擊角度較大，撞擊時(shí)，船舶航速較快，可能產(chǎn)生較大的撞擊力，尤其是正撞時(shí)．但在這類(lèi)情況下，船舶撞擊工程的概率一般很小，無(wú)法進(jìn)行理論計(jì)算，只能采取被動(dòng)防護(hù)措施加以控制，如增大工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、裝設(shè)消能防撞裝置、設(shè)置防護(hù)樁等．

2.2 失控船舶撞擊取、排水口的潛在風(fēng)險(xiǎn)

船舶失控有3種情況：（1）車(chē)失控、舵受控；（2）舵失控、車(chē)受控；（3）車(chē)、舵均失控．出現(xiàn)失控時(shí)，船舶在慣性、水流和風(fēng)的作用下，很可能會(huì)漂移到正常航行情況下不會(huì)到達(dá)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(shè)置的常選位置．因此，失控船舶與取、排水口發(fā)生碰撞概率將會(huì)大大上升．為了降低這種風(fēng)險(xiǎn)，必須采取快速有效的措施，針對(duì)3種不同的失控狀態(tài)，采取不同的應(yīng)急措施，如在事故多發(fā)河段設(shè)置應(yīng)急救援拖輪，在發(fā)現(xiàn)船舶失控時(shí)盡快實(shí)施救援，避免事故的發(fā)生．

2.3 工程施工期的潛在風(fēng)險(xiǎn)

在工程的建設(shè)中，由于取、排水口的施工船的增加，一方面會(huì)改變水域的船舶流量，給工程帶來(lái)一定的危險(xiǎn)；另外一方面，施工船在施工過(guò)程中會(huì)占用一定的航道資源，容易造成船舶會(huì)遇的緊迫局面，加大過(guò)往船舶駕駛?cè)藛T的心理壓力，容易出現(xiàn)事故．

總之，工程施工期的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從新增風(fēng)險(xiǎn)源角度分析，主要表現(xiàn)在以下方面：（1）施工船舶失控的風(fēng)險(xiǎn)；（2）工程船舶給過(guò)往船舶的瞭望帶來(lái)一定困難；（3）工程船舶占用航道資源，作業(yè)時(shí)容易造成會(huì)遇緊迫局面；（4）取水工程和其警示標(biāo)志離航道較近，造成駕引人員心理壓力，容易發(fā)生事故；（5）航道的變化使該水域習(xí)慣航法改變，容易發(fā)生事故；（6）水上、水下的工程改變了水域的水文環(huán)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(zhǎng)時(shí)間來(lái)適應(yīng)．在短時(shí)間內(nèi)可能會(huì)使水上交通事故頻率有一定的上升，但它們的影響是長(zhǎng)遠(yuǎn)存在的．

2.4 取、排水口潛在風(fēng)險(xiǎn)

由于一些工程，如核電工程，設(shè)計(jì)運(yùn)行年限較長(zhǎng)，隨著航道演變，工程河段岸線(xiàn)、深槽等的平面形態(tài)和位置均可能發(fā)生變化，河床的深泓線(xiàn)有可能向現(xiàn)有岸邊發(fā)展，即部分取、排水口設(shè)施將由航道外的水上設(shè)施逐步變?yōu)楹降纼?nèi)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(duì)取、排水口未來(lái)的安全性作一定的分析．

2.5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

為量化各種危害的風(fēng)險(xiǎn)大小，確定風(fēng)險(xiǎn)源，參考專(zhuān)家座談?dòng)懻摗⒄{(diào)查問(wèn)卷、事故統(tǒng)計(jì)等資料，將事故發(fā)生的可能性和危害程度分級(jí)，計(jì)算危險(xiǎn)度的大小，從而對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定風(fēng)險(xiǎn)源［5－6］，見(jiàn)式（1）及表2～表4．

式中：Ri為風(fēng)險(xiǎn)；Ci為事故的危險(xiǎn)程度；Pi為事故發(fā)生的可能性．

表2 危險(xiǎn)程度分級(jí)

表3 事故可能性評(píng)估表

從上述計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，目前取排水口的主要風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源是在航船舶在操縱不當(dāng)、錯(cuò)誤識(shí)別助航標(biāo)志、疏忽瞭望等方面，這與實(shí)際情況相吻合．

表4 取、排水口風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表

3 現(xiàn)有安全防護(hù)措施比較分析

根據(jù)取、排水口布設(shè)的特點(diǎn)，需要按其布設(shè)位置、外形、流速、流態(tài)、水位、流量、船舶類(lèi)型、船舶尺度、航行速度、航道條件、船舶密度等不同因素對(duì)其防護(hù)進(jìn)行選擇．現(xiàn)有防護(hù)措施主要分為直接結(jié)構(gòu)和間接結(jié)構(gòu)2種方式．直接結(jié)構(gòu)主要采用具有彈性的緩沖性材料，通過(guò)防撞材料的自身彈性形變轉(zhuǎn)化撞擊能量，減小船舶撞擊力對(duì)取排水口設(shè)施的損害，以達(dá)到保護(hù)各自安全的目的．這種防撞實(shí)施安裝簡(jiǎn)便，相對(duì)較為便宜，但防護(hù)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(shè)防．間接結(jié)構(gòu)主要通過(guò)設(shè)置阻攔索、阻攔樁群，在船舶撞擊取、排水口前進(jìn)行先行攔截，減小實(shí)際撞擊力，此種防護(hù)方式可防護(hù)較大的撞擊力，并輔以直接結(jié)構(gòu)加以補(bǔ)充，但維護(hù)復(fù)雜、費(fèi)用較高，對(duì)船舶的損害較大．

不同的防護(hù)設(shè)施均具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，需結(jié)合上文所述考慮因素進(jìn)行綜合考慮進(jìn)行核定，在保障船舶安全、減小航行干擾的前提下，促使經(jīng)濟(jì)效益最大化，保障通航船舶與取排水口設(shè)施的共同安全．

4 保障取、排水工程安全的防護(hù)措施與建議

4.1 取、排水工程自身安全防護(hù)措施

4.2 失控船舶應(yīng)急措施

1）車(chē)失控、舵受控的情況 由于船舶可以通過(guò)操舵改變航向，可以部分的控制船舶行駛在相對(duì)安全的航道水域上．因此，船舶駕引人員在車(chē)失控、舵受控的情況下應(yīng)積極采取轉(zhuǎn)向措施控制船舶，爭(zhēng)取時(shí)間，同時(shí)向海事部門(mén)報(bào)告．

2）舵失控、車(chē)受控的情況 船舶可以通過(guò)改變船速，從而改變航跡使船舶盡量遠(yuǎn)離取、排水口．在該狀況下，船舶駕引人員應(yīng)積極采取速度控制措施，爭(zhēng)取時(shí)間，以便海事部門(mén)施救．

3）完全失控狀態(tài) 在該種狀態(tài)下船舶的自救基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，應(yīng)盡快向海事部門(mén)報(bào)告，以便海事救助．

4.3 海事安全監(jiān)管設(shè)施配布

1）為最大限度減小船舶完全失控對(duì)取、排水口造成的潛在碰撞威脅，可根據(jù)失控船舶危險(xiǎn)失控區(qū)分析結(jié)果，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控．

2）可采用CCTV等監(jiān)控手段對(duì)取、排水口水域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將監(jiān)控信號(hào)與海事部門(mén)對(duì)接，以方便海事部門(mén)安全監(jiān)管．

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

4.4 警示標(biāo)志設(shè)置

為了保證過(guò)往船舶和取、排水口的安全，在取、排水口工程竣工后，應(yīng)按照《內(nèi)河助航標(biāo)志》（GB5863－93）中有關(guān)規(guī)定，在航道管理部門(mén)審批指導(dǎo)下，設(shè)置符合設(shè)標(biāo)要求的永久性專(zhuān)用標(biāo)志．同時(shí)，向海事管理機(jī)關(guān)申請(qǐng)?jiān)O(shè)置安全警示標(biāo)志，加強(qiáng)水域安全監(jiān)管，確保取、排水口安全．

4.5 取、排水口環(huán)境污染應(yīng)急預(yù)案

業(yè)主單位應(yīng)在調(diào)查研究工程水域應(yīng)急資源、環(huán)境特點(diǎn)、典型事故、航行密度的基礎(chǔ)上，結(jié)合取、排水口的自身特點(diǎn)，制定有針對(duì)性應(yīng)急預(yù)案．在事故發(fā)生前進(jìn)行先期預(yù)防，在事故發(fā)生后能夠及時(shí)救援，減少損失，控制事故影響．尤其對(duì)生活用水的取水口，應(yīng)設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的防污染應(yīng)急方案，防止船舶撞擊后泄露原油對(duì)生活用水的污染．

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)分析取、排水口設(shè)施潛在的各種風(fēng)險(xiǎn)源，重點(diǎn)對(duì)各類(lèi)防撞設(shè)施進(jìn)行對(duì)比分析，提出了一些確實(shí)可行的安全措施，研究?jī)?nèi)容對(duì)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(duì)取、排水口工程選址亦有一定的指導(dǎo)作用．各取、排水工程由于其建設(shè)目的和供水用途的不同，其各自的風(fēng)險(xiǎn)源也必然存在一定差異，因此，關(guān)于取、排水工程的風(fēng)險(xiǎn)分析仍有進(jìn)一步細(xì)化的必要．

［1］劉新勇．船舶航行觸底風(fēng)險(xiǎn)分析研究［D］．天津：天津大學(xué)建筑工程學(xué)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(shù)值計(jì)算［J］．水利學(xué)報(bào)，2004（2）：119－125．

［3］周長(zhǎng)河，王學(xué)民，朱曉宇．淺議取水口排水口設(shè)置［J］．黑龍江水利科技，1998（1）：125－126．

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［5］黃 明．嚴(yán)新平．三峽庫(kù)區(qū)水域滾裝船運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法研究［J］．武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2008，32（5）：853－856．

［6］張利強(qiáng)，陳偉炯，張 偉，等．淺談船舶的危險(xiǎn)源辨識(shí)與評(píng)價(jià)分級(jí)［J］．中國(guó)水運(yùn)：學(xué)術(shù)版，2007（9）：52－53．