区域环境风险评价研究_图文

1、区域风险评价方法研究陈国华1 教授 张 静1 张 晖2 颜伟文2 陈清光2 (1华南理工大学安全工程研究所,广州510640 2广东省安全科学技术研究所,广州510620学科分类与代码:620.50 中图分类号:X913.3 文献标识码:A资助项目:广东省科技攻关项目(2003B30903。摘 要 基于定量风险评价的基本原理,提出一种区域风险评价方法。主要针对有多个重大危险源存在的区域,在对单个危险源进行风险评价的基础上,应用叠加原理得到描述该区域整体风险状况的定量评价结果。同时考虑了消防部门和医疗机构在事故应急救援中的积极作用,并将其量化为区域风险的补偿系数。通过实例验证了该方法的可行性,展

2、示了该方法的应用效果。区域风险评价方法不仅能够反映区域风险的分布状况,而且对区域重大危险源的规划和布局具有较好的决策支持作用。关键词 重大危险源; 区域风险; 风险评价; 叠加原理; 区域规划Study on Regional Risk Assessment MethodologyCHEN Guo hua1,Prof. ZHANG Jing1 ZHANG Hui2 YAN Wei wen2 CHEN Qing guang2 (1Institute of Safety Engineering,South China University of Technology,Guangzhou510640

3、,China 2Guangdong Institute of Safety Science&Technology,Guangzhou510620,ChinaAbstract: Based on the theory of quantitative risk assessment,a regional risk assessment(RRAmethod was put for ward.On the basis of the risk assessment for each major hazard and referring to the accumulative princi ple

4、,the consequence of quantitative risk evaluation describing the risk as a whole in the region could be ob tained.Meanwhile,the positive reac tions taken by fire fighting and medical care departments were also taken into account and quantified as compensating coefficient of the regional risk.The feas

5、ibility of the method was exemplified and verified with a real case;the application effectiveness of the method was demonstrated.The method not only could reflect the distribution of re gional risks,but also could provide decision support to the planning and layout of regional major risk sources.Key

6、 w ords: major hazardous installation; regional risk; regional risk assessment;accumulative principle; regional planning1 引 言近年来,我国重大危险源的数量和规模急剧增加,其事故类型多为火灾、爆炸和毒气泄漏等,不仅后果严重,而且破坏范围广1。我国的许多城区由于缺乏合理的规划布局,不少地区存在着重大危险源过于集中,局部风险过高的区域。同时,随着城区的发展和建设,一些原来处于偏僻地段的危险源周围也逐渐建筑了大量的民用或公共设施。上述布局及观状不仅对危险源自身的安全管理及其隐患控

7、制造成了困难,而且重特大事故的后果以及给社会造成的灾难已成为政府和人民关注的热点。因此,建第16卷第6期2006年6月 中国安全科学学报Chi na Safety Science JournalJun.2006文章编号:1003-3033(200606-0112-06; 收稿日期:2005-12-19; 修稿日期:2006-04-19立科学的区域风险评价方法对整个区域的安全状况作出准确评估,并在此基础上对风险值较高的地区实施布局改造,对新建的危险源或其他设施进行合理规划,就显得十分必要。国外较成熟的区域风险指标是个人风险和社会风险,采用该指标的许多国家都根据各国的实际情况制定了相应的计算方法,

8、并将其作为区域规划或改造的决策依据之一2!3。但是,目前我国尚缺少行之有效的方法来评价区域重大危险源对于区域风险的影响情况。笔者提出一种区域风险评价方法。通过风险叠加原理计算区域重大危险源对于区域风险所造成的影响;通过评估医疗机构和消防部门在事故应急救援中的积极作用,综合考虑其对区域风险的补偿效应,得出补偿后的区域风险值;该方法作为区域风险评价的一种全新尝试。2 区域风险评价方法2 1 区域风险的分类区域风险的评价对象是受重大危险源影响的区域,分为区域固有风险和区域实际风险两部分。区域固有风险是指在重大危险源的影响下,衡量区域危险程度的指标。区域实际风险则是指进一步考虑了医疗机构和消防部门对减

9、少事故伤亡的补偿作用而得到的区域风险指标。区域风险评价方法的结构层次如图1 所示。图1 区域风险评价方法结构示意图2 2 区域固有风险值计算方法根据风险的基本定义,风险由事故发生的可能性和事故后果的严重程度决定4。区域固有风险的评价也是以基本定义为依据,根据影响某区域的所有重大危险源发生事故的可能性和发生事故后可能造成的伤害程度来评价该区域的风险状况。2 2 1 重大危险源事故易发性计算方法事故易发性的计算采用易燃易爆有毒重大危险源评价方法#5中对单元事故易发性的计算方法。应用该方法对区域内所有重大危险源进行评价,得到每个重大危险源的事故易发性值P 。2 2 2 重大危险源事故对周围影响严重度

10、计算方法1火灾、爆炸事故严重度计算方法对于火灾、爆炸事故目前已有较为可靠的分析预测模型,应用后果预测模型可计算得到事故所造成的死亡区域、重伤区域和轻伤区域。对于有多种事故类型发生可能的重大危险源,则对每种可能的事故都要计算,并取其影响范围最大的结果。根据评价结果可将重大危险源周围地区分为:死亡区域、重伤区域和轻伤区域,每个区域内的事故113第6期 陈国华等:区域风险评价方法研究严重程度E按表1取值。表1 重大危险源影响范围内事故严重程度E取值表伤害区域区域内人员所受到的伤害程度人员所受伤害程度的致死概率事故严重程度取值E 死亡区域人员死亡概率为50%死亡概率为50%0.5重伤区域人员耳膜50%

11、破裂(爆炸模型或人员50%二度烧伤(火灾模型二度烧伤的死亡概率约为30%60.5%0.3=0.15轻伤区域人员耳膜1%破裂(爆炸模型或人员50%一度烧伤(非爆炸模型一度烧伤的死亡概率约为10%60.5%0.1=0.052毒性物质泄漏事故严重度预测有毒的气体或液化气体发生泄漏事故后,受气象条件的影响逐渐扩散。但各地的气候条件相差较大,因此对于不同地区,应依据评价区域的实际情况选取下列参数7:&泄漏类型,分为瞬时泄漏和连续泄漏两种类型,可依据所评价区域的易发事故类型选取。风速(m/s,一般选取所评价地区的全年平均风速。(风向,可根据情况选取12个有代表性的季节主导风向。泄漏时间(s,需根据

12、所评价地区应急救援的反应情况来决定。泄漏量(kg,瞬时泄漏/泄漏速率(kg/s,连续泄漏,瞬时泄漏一般取储存危险物质的全部储量,连续泄漏可依据所评价重大危险源的实际情况选取。+大气稳定度,根据所评价地区的平均气象状况从AF级别中选取。,泄漏源高度(m,根据评价地区的以往事故案例及地貌状况,选取有代表性的泄漏高度。气体浓度(kg/m3,根据所评价危险物质的毒理学特性,取致死概率分别为50%和100%的两种气体浓度值。根据上述的&项参数,应用相应扩散模型进行计算,模拟出两种浓度下的气体浓度等值线,等值线内的区域即为该重大危险源的事故影响区域。事故的后果严重度值,则根据参数,在致死概率为50

13、%的浓度区间内,取E值为0.5;在致死概率为100%的浓度区间内,取E值为1.0。2 23 区域固有风险值计算方法对于单个危险源,按照死亡半径、重伤半径和轻伤半径将其周围划分为3个子区域,每个子区域的风险值按式(1计算:CR ij=p i%E i j(1式中,CR i j!第i个重大危险源周围第j个子区域的固有风险值;p i!第i个重大危险源的事故易发性值;E i j!第i个重大危险源发生事故后对其周围第j个子区域造成的事故严重度值。对于处于多个重大危险源共同影响范围内的区域,其危险性必然增大,即其位于风险的叠加#区域,应按式(2将对其有影响的所有重大危险源所产生的风险进行累积:NR j=.n

14、i=1C R ij=.ni=1(P i%E ij(2式中,NR j!位于多个重大危险源影响范围内的区域j的固有风险值;i!可能对区域j造成影响的重大危险源序号;n!可能对区域j造成影响的重大危险源数量。其他符号意义同式(1。2 3 区域实际风险值计算方法重大危险源事故发生后,消防部门是抢险堵漏、控制灾情、防止事故恶化、拯救受困人员和组织群众疏散等事故现场应急工作的主要执行者8;及时有效的医疗救治是伤员得以脱离危险的关键,而且医疗机构及时到达事故现场对于减少人员伤亡,为救援行动提供医学指导等具有不可取代的作用。因此,区域风险值的补偿系数由消防救援补偿系数FC P和医疗救援补偿系数MC P两部分组

15、成,按式(3计算:C P=FCP%MCP(3式中,CP!区域风险补偿系数;FCP!消防救援补偿系数;MC P!医疗救援补偿系数。2 3 1 消防补偿系数FCP的计算方法消防部门对事故后果的补偿作用,表现为消防部门的反应时间和消防部门的装备、设施两个方面。前者分为出警时间(从接警到消防车出动的时间和114中国安全科学学报China Safety Science Journal第16卷2006年消防车行驶时间两部分,后者主要包括普通消防车和特殊消防器械。消防反应时间按式(4计算:t f =t f 1+s f u f(4式中,t f !消防反应时间(s;t f 1!消防部门的出警时间(s,根据所评价

16、地区的平均出警时间来确定;s f !消防部门距事故现场的距离(m;u f !相关区域内消防车的行驶速度(m/s。参照ICI 蒙德法对于消防因素的补偿规定9并结合我国消防队到达现场所用的一般时间标准,对于无特殊消防机械的普通消防队,取其可在10分钟内到达的区域为消防补偿区域;而对于有特殊消防器械的消防队,则取其可在15分钟内到达的区域为消防补偿区域。消防补偿区域之外的部分则认为该消防部门无法在较短时间内对降低该处的风险起到积极作用,取其FCP 值为1。由式(4知,当所评价区域的消防队出警时间和消防车的行驶速度已知时,就可以确定出消防补偿区域的半径s f ,按式(5计算。消防补偿区域内FCP 的取

17、值如表2所示。s f =(t f -t f 1u f(5表2 消防救援补偿系数FCP 取值消防部门装备及级别位置FC P 取值有1台消防车及训练有素的厂消防队或市镇消防队消防反应时间/10分钟0.95有2台消防车及训练有素的厂消防队或市镇消防队消防反应时间/10分钟0.90有3台消防车及训练有素的厂消防队或市镇消防队消防反应时间/10分钟0.85有4台消防车及训练有素的厂消防队或市镇消防队消防反应时间/10分钟0.80有5台消防车及训练有素的厂消防队或市镇消防队消防反应时间/10分钟0.75有特殊消防机械的市镇消防队消防反应时间/15分钟0.70若某区域位于多个消防部门的补偿区域内,则按式(6

18、将FC P 求积:FCP =0ni =1FC P i(6式中,FC P i !第i 个消防部门的消防救援补偿系数;n !对该区域有消防补偿作用的消防部门个数。2 3 2 医疗救援补偿系数计算方法医疗救援补偿系数的计算仅考虑经过相关部门认可,具有应急救援资质的医疗单位对区域风险的补偿作用。医疗救援补偿系数由医疗机构到达现场的急救反应时间决定。急救反应时间是指医院接到救援请求到医疗队到达现场的时间,通常由院内反应时间(从接到120#调度指令至救护车开出院门和院外反应时间(救护车行驶时间两部分组成10,前者与医院的应急制度和急救人员素质等有关,后者则与医院与事故地点的距离和救护车在相关区域内的行驶速

19、度有关。根据急救反应时间对伤者的救治效果,将医院周围的地区划分为2个区域范围,分别为5分钟补偿区和10分钟补偿区。医疗单位急救反应时间由按式(7计算:t m =t m 1+s m u m(7式中,t m !急救反应时间(s;t m 1!院内反应时间(s;s m !医院距事故现场的距离(m;u m !相关区域内救护车的行驶速度(m/s。已知所评价区域的车辆平均行驶速度u m 后,根据式(6可以计算出5分钟和10分钟补偿区的半径S 1和S 2,如式(8所示:S m =(t m -t m 1u m (8急救半径S 1和S 2内区域所对应的医疗补偿系数MCP 取值如表3所示。表3 MCP 取值表到达时

20、间t (min对应急救半径S (mMCP 取值5S 10.8010S 20.90若某区域位于多个医疗单位的急救补偿区域内,则按式(9将MCP 求积:MCP =0ni =1MCP i(9式中,MC P i !第i 个医院的MC P 系数;n !对该区域有医疗补偿作用的医疗单位个数。2 3 3 计算区域实际风险区域实际风险值由区域固有风险值与区域风险补偿系数乘积得到:115第6期 陈国华等:区域风险评价方法研究RR =NR %CP(10式中,RR !区域实际风险值,其他符号意义同前。2 4 应用实例某区域内共有重大危险源单位15家,其中储存有易燃易爆物质的单位14家,另外一家为氯气生产单位,同时,

21、区域内分布有医疗单位15家,消防部门3家。根据笔者提出的区域风险评价方法,应用Java 语言结合地理信息系统组件编制程序,计算并绘制出区域固有风险分布效果图和实际风险分布效果图,分别如图2和图3 所示。图2 区域固有 风险分布效果图图3 区域实际风险分布效果图图中风险渲染颜色由黑到白是按区域风险值由大到小变化。从图2可见,该区域中危险源分布较为分散,图中左侧局部地区出现较大面积的高风险区,该处为氯气生产企业,对整个区域的安全造成了较大的影响;同时区域中部存在两个影响范围有叠加的危险源,其局部放大如图4所示,其叠加部分的风险值也过高。图3中可见部分危险源周围的风险渲染颜色较图2中浅,右侧某危险源

22、的影响范围有部分处于5分钟急救范围内,其余部分则处于10分钟急救范围内,由图可见这两部分的风险渲染颜色 有较明显的变化。图4 区域固有风险分布效果图局部放大图3 结 论笔者针对有多个重大危险源分布的区域建立了区域风险定量评价方法,通过理论分析与实例证明,可以得出以下结论:1提出并应用区域风险叠加#的思想建立了针对多个重大危险源共同存在情况下区域风险的评价方法。评价结果能够更合理地反映区域风险分布的实际情况。2考虑了医疗机构和消防部门在应急救援中的积极作用,建立了根据医疗和消防部门的装备及位置分布来对区域风险进行补偿的方法,将社会救援资源对区域风险的补偿作用引入了区域风险评价过程。3应用该方法所

23、得到的区域风险评价结果可为重大危险源的规划建设和布局改造提供重要的决策支持。4该方法的部分参数设置目前还欠精细,有待进一步细化和分解,同时由于该方法的计算过程与地理信息有较为紧密的联系,因此应用计算机编程技术可较好地实现该方法计算结果的图形展示,效果更为直观。参考文献1 虞汉华,虞谦.大型城市重大危险源监管与应急救援体系的研究J.中国安全科学学报,2005,15(9:9699116中国安全科学学报China Safety Science Journal 第16卷2006年第6期 陈 国 华 等: 区 域 风 险 评 价 方 法 研 究 117 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I. A.

24、Papazoglou, Z. S. Nivolianitou, G. S. Bonanos. Land use Planning Policies Stemming from the Imple mentation of the SEVESO- 1 Directive in the EU J . Journal of Hazardous Materials, 1998, 61: 345 353 A. M. Brazier, R. L. Greenwood. Geographic Information Systems: A Consistent Approach to Land use Pla

25、nning Decisions around Hazardous Installations J . Journal of Hazardous Materials, 1998, 61: 355 361 张文海, 陈国华, 潘游等. 危险化学品安全管理及定量评价方法初步研究 J . 化工学报, 2004, 55 ( 4 : 682 685 吴宗之, 高进东等. 危险评价方法及其应用 M . 北京: 冶金工业出版社, 2001 张向清. 烧伤监护与临床处理 ! ! ! 第七讲 烧伤后多系统脏器衰竭 J . 中国烧伤创疡杂志, 1995 ( 2 : 50 53 宇德明, 易燃易爆有毒危险品储运过程定

26、量风险评价 M . 北京: 中国铁道出版社, 2000 王银昌. 扑救化学危险品仓库火灾的对策 J . 消防月刊, 2000, ( 10 : 21 蒋军成, 郭振龙. 工业装置安全卫生预评价方法 M . 北京: 化学工业出版社, 2004 张英泽. 创伤急救中存在的问题及其发展方向 J . 中华创伤杂志, 2004, 20( 12 : 705 706 协会将组团赴意大利进行职业安全健康培训 中国职业安全健康协 会发出通知( 中安健协文字 2006 9 号 , 决定与国际劳工组织共 同组织赴 意大利进行职业安全健康培训。有关情况如下: 培训时间: 2006 年 10 月 15 日至 11 月 5

27、 日, 为期 21 天 地 点: 意大利都灵 培训主题: 欧盟各国职业安全健康管理制度及其安全监管体系的建立与运行机制 培训内容: 1、 欧盟的职业安全健康管理体系; 2、 欧洲职业安全健康经验; 3、 英国职业安全健康法律和制度架构; 4、 英国劳动监察体系; 5、 重大工业事故预防; 6、 职业安全健康行政管理。 培训方式: 采用授课研讨和到有关职业安全健康管理机构及工作场所参观学习相结合的方式。 培训计划: 由国际劳工组织培训中心聘请专职职业安全健康管理讲师授课( 有中文翻译 , 培训结束 后颁发结业证书, 并统一安排培训、 参观和食宿。 培训人员: 安全生产监督管理人员; 大型企业安全

28、生产管理与技术人员; 有关安全的科研院所的研 究人员和高校教师等。以上人员符合政审条件, 身体健康者均可报名参加, 协会理事、 会员优先。 费用情况: 每人 49 000 元人民币, 包括往返机票, 境外住宿费, 伙食费, 培训费, 公杂费, 零用钱及内 地通讯联络、 资料费等。 报名参加者, 请登陆我会网站 www. cosha. org. cn 国际交流#栏目下载 出国人员情况表#, 并于2006 年 8 月15 日前将填好的表格原件( 包括身份证复印件、 名片 返回至协会秘书处。名额有限, 欲报从速。 联系办法 地址: 北京和平里九区甲 4 号安信大厦 A308 室 中国职业安全健康协会

29、会员联络部 电话: 010- 64464721 传真: 010- 64464722 邮编: 100013 联系人: 黄习兵 E- mail: huangxibing hotmail. com 安全科学技术人才交流园地 本期论文作者简介 刘英学 上海应用技术学院环境 陈国华 教授, 博士生导 师。华 与能源工程系主任、 城市防灾与安全 技术研究所所长, 教授。国家百千万 专业技术拔尖人才, 国家首批注册安 全工程师。中国职业安全健康协会 理事, 上海市职业安全健康协会副理 事长, 上海市安全生产专家, 上海市 化学事故应急救援专家。1955 年6 月生, 近年主持省部 级科研项目5 项, 其中获

30、省部级科技进步二等奖1 项, 参与国家自然科学基金项目2 项。曾在2煤炭学报3、 2中国安全科学学报3、 2应用力学学报3、 2焦作工学院学 报3等学术期刊和国际安全科学与技术研讨会上发表 论文50 余篇, 有12 篇被 EI、 检索。 ISTP 南理工 大学安全科学 与工程研究 所所长, 广东省安全科学技术研究 所- 华工大安全技术中心负责人。 主要从 事工业安全与 风险评价技 术及管理信息系统、 过程装备安全 可靠性 及风险评价技 术等领域的 教研工作, 指导的研究生中有 3 人次获得广东省教 育厅 南粤优秀研究生#称号。主持国家自然科学基 金、 省部级和企业工程技术项目近 20 项, 获省部级 三等奖 3 项。申请发明和实用新型专利各 1 项, 获 软件版权授权 2 项。发表中、 英文论