基于事故風(fēng)險的工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃方法

1、基于事故風(fēng)險的工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃方法吳宗之1,許銘2,31中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，北京 100012;2中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程技術(shù)學(xué)院，北京， 1000833國土資源部深部地質(zhì)鉆探技術(shù)重點實驗室（中國地質(zhì)大學(xué)（北京），北京100083摘要：科學(xué)進行工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃已成為控制職業(yè)健康安全風(fēng)險的重要而基本的方法。本文提出了以園區(qū)定量風(fēng)險評價技術(shù)為基礎(chǔ)，依據(jù)脆弱性目標(biāo)個人可接受風(fēng)險準(zhǔn)則、脆弱性目標(biāo)分級原則和基于后果的選址準(zhǔn)則，進行園區(qū)選址、功能區(qū)布局、專項規(guī)劃以及園區(qū)安全管理模式等安全規(guī)劃工作的內(nèi)容、程序和方法。該方法可為工業(yè)園區(qū)的安全建設(shè)和發(fā)展提供理論 指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：工業(yè)園區(qū)；安全規(guī)劃；定量風(fēng)險評

2、價；安全容量Methodology of safety planning for industrial parks basedon accident riskWU Zong-zhi 1, XU Ming 2,31. China Academy of Safety Science and Technology, Beijing 100012, China;2. School of Engineering & Technology, China University of Geosciences（Beijing）, Beijing 100083, China;3. Key Laboratory o

3、n Deep GeoDrilling Technology, Ministry of Land and Resources, China University of Geosciences（Beijing）, Beijing 100083, ChinaAbstract: Making scientific safety planning for industrial parks has been an important and basic method to control the risk of occupational health and safety. The contents, p

4、rocedures and methodology of safety planning on site selection of industrial park, layout of functional zones, other special planning, model of safety management based on regional quantitative risk assessment technology were proposed by acceptable standard of individual risk for vulnerable targets,

5、classification principles for vulnerable targets, and site selection criteria based on consequences. As a theoretical guidance, the technology could be used for safe construction and development for industrial parks.1引言工業(yè)園區(qū)是實施工業(yè)化戰(zhàn)略的重要載體，是實現(xiàn)工業(yè)基地化、 一體化、園區(qū)化、集約化發(fā)展的新模式1-3。以化工園區(qū)為例， 截止2012年，我國已建成112個省級、305

6、個地市級、 829個縣級化工園區(qū) 圖。但由于缺乏科學(xué)的安全規(guī)劃，工業(yè)園區(qū)在推動區(qū)域經(jīng)濟社會快速發(fā) 展的同時，產(chǎn)生了很多潛在事故風(fēng)險。2006年國家環(huán)?？偩终{(diào)查發(fā)現(xiàn)，在建的 7555個化工石化建設(shè)項目中，81%布設(shè)在江河水域、 人口密集區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域，45%為重大風(fēng)險源5,基金項目：國家科技支撐計劃項目(2012BAK13B00 );國家軟科學(xué)研究計劃(2010GXS5B169);中央局?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目(2652012040);國土資源部深部地質(zhì)鉆探技術(shù)重點實驗室開放式基金項目(NLSD201208聯(lián)系人：ncs歐盟、美國等發(fā)達國家從上世紀(jì)末開始重視重大工業(yè)設(shè)施安全規(guī)劃研究，出

7、臺了一系列相關(guān)的法律法規(guī)，對化工設(shè)施等可能導(dǎo)致重大工業(yè)事故的設(shè)施提出了安全規(guī)劃的明確要求 6-10。我國自2004年起開始研究重大危險源的安全規(guī)劃問題。中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院基 于定量風(fēng)險評價技術(shù)，對化工園區(qū)等工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的內(nèi)容、程序和方法等進行了研究 11-13。并基于這些研究，開發(fā)了化工園區(qū)等工業(yè)園區(qū)區(qū)域定量風(fēng)險評價、安全規(guī)劃等軟件?；诠I(yè)園區(qū)整體風(fēng)險評估，實現(xiàn)園區(qū)選址合理、區(qū)內(nèi)布局優(yōu)化、安全準(zhǔn)入嚴(yán)格、本質(zhì)安全提升、公用工程和配套安全設(shè)施完善、應(yīng)急聯(lián)動響應(yīng)迅速、應(yīng)急資源統(tǒng)籌配置、園區(qū)安 全監(jiān)管體系健全等目的。因此工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃是堅持安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”方針，落實 統(tǒng)一規(guī)劃

8、、合理布局、嚴(yán)格準(zhǔn)入、一體化管理”原則，夯實安全生產(chǎn)基礎(chǔ)的根2工業(yè)園區(qū)區(qū)域定量風(fēng)險評價技術(shù)區(qū)域定量風(fēng)險評價是工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)。筆者在國家 八五“、九五”、十五”和十一五”科技攻關(guān)成果的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)了重大危險源區(qū)域定量風(fēng)險評價軟件(部 分界面如圖1所示)，采用先進的火災(zāi)、爆炸、物質(zhì)泄漏擴散和中毒等模型，實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi) 多個危險源進行個人風(fēng)險、社會風(fēng)險、安全容量計算分析。(1)個人風(fēng)險個人風(fēng)險是指區(qū)域內(nèi)某一固定位置的人員，因區(qū)域內(nèi)各種潛在事故施加于其的個人死亡的概率(或者特定的傷害水平)。對于區(qū)域內(nèi)的任一重大危險源，其在區(qū)域內(nèi)某一空間地理坐標(biāo)為(x, y)處產(chǎn)生的個人風(fēng)險由式(1)計

9、算。圖1重大危險源區(qū)域定量風(fēng)險評價軟件界面S W IR(x,y)= Fs,oFeFmPwPVs(x, y)s=1 wd i =1( 1)式中，R(x,y)為重大危險源在位置(x,y)處產(chǎn)生的個人風(fēng)險；Fs,。為第s個容器設(shè)備泄漏事件 發(fā)生的原始頻率；Fe為設(shè)備修正系數(shù)；Fm為安全管理、人員修正系數(shù)；Pw為氣象條件概率； Pi為點火源的點火概率；Vs(x,y)為第s個事故情景在位置(x,y)處引起個體死亡的概率，S為容器設(shè)備泄漏事件的個數(shù)；W為氣象條件的個數(shù)；I為點火源的個數(shù)。(2)社會風(fēng)險對于工業(yè)園區(qū)內(nèi)的任一企業(yè)，其引起的社會風(fēng)險累計頻率由式(2)計算。S W I FN - Fs,oFeFmP

10、wPe. N s-lw-1 i-1(2)式中，F(xiàn)n為N人以上死亡的累計頻率；Fs,o為第s個容器設(shè)備泄漏事件發(fā)生的原始頻率；Fe為設(shè)備修正系數(shù)；Fm為安全管理、人員修正系數(shù)；Pw為氣象條件概率；Pi為點火源的點火概率；S為容器設(shè)備泄漏事件的個數(shù)；W為氣象條件的個數(shù)；I為點火源的個數(shù)；n為死亡人數(shù)。(3)安全容量安全容量是工業(yè)園區(qū)內(nèi)危險設(shè)施的風(fēng)險程度處于可接受條件下時危險物質(zhì)的最大容量。令RC為工業(yè)園區(qū)的風(fēng)險容量，即可接受風(fēng)險下的潛在生命總損失值，其計算方法由式(3)計算。nRC = PLLi(3)i 1則安全容量用式(4)表示：Qa=maxf(RC?(4)上式中，PLLi是第i個企業(yè)危險源的潛

11、在生命損失值；n為園區(qū)企業(yè)總數(shù)，Qa為風(fēng)險容量下的安全容量。潛在生命損失值是指由于意外事故而導(dǎo)致單位時間內(nèi)(一般指一年)一個生命損失的可能性，用人/年表示，即特定區(qū)域內(nèi)每年人員死亡數(shù)，計算方法如式(5)所示。PLL= fkjCkj(5)k j式中，fkj為事故后果j所造成的事故場景k出現(xiàn)概率；ckj為事故后果j所造成的事故場 景k預(yù)期死亡人數(shù)。3工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的內(nèi)容圖2工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃主要內(nèi)容第一個層次是選址問題。即將工業(yè)園區(qū)納入城市發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域產(chǎn)業(yè)規(guī)劃等總體規(guī)劃，進行科學(xué)、合理選址，滿足城市主城區(qū)、居民集中區(qū)、飲水源區(qū)、江河水資源保護地、生態(tài)保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域內(nèi)的安全要求，

12、符合城市總體發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域產(chǎn)業(yè)總體布局以及其他各種物質(zhì)、地理、政治、法律、經(jīng)濟、組織、文化等要素組成的邊界和條件的 限制和影響要求。 選址問題是一個政策性、 科學(xué)性極強的科學(xué)命題，歷來是關(guān)系國計民生的重大問題。第二個層次是園區(qū)內(nèi)的功能區(qū)布局優(yōu)化問題。工業(yè)園區(qū)選址確定后， 就可以進行功能布局規(guī)劃。工業(yè)園區(qū)總體上可分為生產(chǎn)區(qū)（或裝置區(qū)）、儲存區(qū)（或庫區(qū)）、公用設(shè)施（水、 電、氣、廢水處理等）、管理區(qū)及生活服務(wù)區(qū)等基本功能區(qū)。功能布局優(yōu)化的目的是合理利 用土地，在確保土地開發(fā)最大收益的同時，使園區(qū)潛在事故風(fēng)險盡可能低，資源消耗量盡可能少，環(huán)境污染盡可能小，實現(xiàn)安全發(fā)展、綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。功能區(qū)布

13、局優(yōu)化是實現(xiàn) 工業(yè)園區(qū)本質(zhì)安全的最重要手段，主要包括以下3方面的內(nèi)容：一體化布置。園區(qū)內(nèi)不同類型企業(yè)，應(yīng)按生產(chǎn)性質(zhì)、相互關(guān)系、協(xié)作條件等因素分區(qū)集中布置，按上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈合理布局、有序建設(shè)，縮短原料運距，降低成本，達到資源 的高效利用和廢棄物綜合利用，形成完整的產(chǎn)品鏈，實現(xiàn)產(chǎn)品項目一體化。公用工程。園區(qū)的公用工程包括供水、供電、供氣（汽）等，公用工程安全規(guī)劃應(yīng)堅持 統(tǒng)一規(guī)劃、集中建設(shè)、資源優(yōu)化、配置合理的原則，同時與周邊的公用工程銜接；供水、供 電、供氣（汽）等設(shè)施和管理應(yīng)滿足園區(qū)內(nèi)各種裝置和輔助設(shè)施的需求?；A(chǔ)設(shè)施。園區(qū)的主要基礎(chǔ)設(shè)施包括道路和工業(yè)管廊等。道路規(guī)劃主要包括危險品運輸路線規(guī)

14、劃和停車場規(guī)劃等；同時，為保障發(fā)生事故后科學(xué)、有效地救援，園區(qū)應(yīng)設(shè)置應(yīng)急救 援專用通道，在突發(fā)狀態(tài)下可以實施快速救援。工業(yè)管廊安全規(guī)劃包括管廊布局、建設(shè)規(guī)模、 物料識別、分層原則、管道安裝、安全管理和運行模式等，管廊與相關(guān)企業(yè)以及辦公區(qū)域應(yīng) 該保持適當(dāng)?shù)陌踩嚯x。此外，園區(qū)可通過規(guī)劃綠地、生態(tài)園、濕地等隔離帶，拓展工業(yè)園 區(qū)的發(fā)展空間，保持園區(qū)的景致美觀，同時還可以起到安全、防災(zāi)的功能。第三個層次是與安全相關(guān)的其他專項規(guī)劃以及園區(qū)安全管理體制、機制等規(guī)劃。專項規(guī)劃包括防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急設(shè)施、應(yīng)急機構(gòu)等規(guī)劃。應(yīng)急設(shè)施、應(yīng)急機構(gòu)規(guī)劃是對消防設(shè)施、應(yīng) 急力量、應(yīng)急物資等的布局、規(guī)模等進行規(guī)劃。4工業(yè)園區(qū)

15、安全規(guī)劃準(zhǔn)則筆者依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)以及國內(nèi)外研究成果，將工業(yè)園區(qū)的脆弱性目標(biāo)分為 5級（如表1所示）?；谧顗氖鹿是榫埃岢隽撕蠊麄Ψ謪^(qū)的選址準(zhǔn)則（見表 2所示）15。表1工業(yè)園區(qū)脆弱性目標(biāo)的分級原則脆弱性級別確定脆弱性的一般原則場所舉例I工業(yè)園區(qū)內(nèi)部人員園區(qū)內(nèi)部企業(yè)n工業(yè)園區(qū)外部工廠人員園區(qū)外部的工廠、倉儲區(qū)等m一般公眾居住區(qū)、商場等IV公眾中的敏感人群黨政機關(guān)、軍事禁區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、敬老院、監(jiān)獄、幼兒園等V大量W級、IV級的目標(biāo)大型居住區(qū)、大型體育場館、影劇院等表2基于后果方法的選址準(zhǔn)則后果傷害分區(qū)高致死區(qū)出現(xiàn)致死區(qū)重傷區(qū)輕傷區(qū)安全區(qū)脆弱性目標(biāo)級別II、口I、口、WI、口、皿、IVI、口、

16、皿、IV、V3所示。進一步，筆者提出的重要目標(biāo)和敏感場所可容許個人風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)見表表3重要目標(biāo)和敏感場所可容許個人風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)園區(qū)周邊重要目標(biāo)和敏感場所類別可容許風(fēng)險（/年）1 .敏感場所(如學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園、養(yǎng)老院等)；2 .要目標(biāo)(如黨政機關(guān)、軍事管理區(qū)、文物保護單位等)；3 .殊高密度場所(如大型體育場、大型交通樞紐等)。44M3X10 -1 .住類高密度場所(如居民區(qū)、賓館、度假村等)；2 .眾聚集類高密度場所(如辦公場所、商場、飯店、娛樂場所等)。1 M10-65工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃程序工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的基本程序如圖3所示16。圖3工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的基本程序(1)工業(yè)園區(qū)及周邊資料調(diào)查與收

17、集。調(diào)查和收集工業(yè)園區(qū)平面布置，人口及規(guī)劃， 自然條件，地質(zhì)條件，基礎(chǔ)設(shè)施，危險源情況，脆弱性目標(biāo)情況，應(yīng)急力量與應(yīng)急資源情況， 園區(qū)安全管理情況，相關(guān)法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等資料。(2)危險有害因素分析。在資料收集與現(xiàn)場考察的基礎(chǔ)上，分析確定工業(yè)園區(qū)內(nèi)的主 要危險、有害因素。(3)園區(qū)選址安全規(guī)劃。依據(jù)國家有關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從地理位置、地質(zhì)條件、自然環(huán)境、外部基礎(chǔ)條件、周邊應(yīng)急力量等方面對選址進行安全性分析和論證。(4)事故后果分析和安全管理及應(yīng)急規(guī)劃。在對危險源相關(guān)技術(shù)參數(shù)及危險有害因素分析的基礎(chǔ)上，對園區(qū)內(nèi)各企業(yè)危險源的可能事故后果進行計算分析，同時結(jié)合園區(qū)的應(yīng)急準(zhǔn)備情況，對園區(qū)的安全管

18、理體制機制、應(yīng)急隊伍、應(yīng)急資源、應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急避難、應(yīng)急 疏散、應(yīng)急響應(yīng)指揮、應(yīng)急體制機制建設(shè)做出規(guī)劃。(5)風(fēng)險計算、安全容量分析和布局安全規(guī)劃。通過事故頻率和后果分析，結(jié)合人口 分布情況，計算園區(qū)的個人風(fēng)險和社會風(fēng)險，進行安全容量分析； 在風(fēng)險計算和安全容量分析基礎(chǔ)上，結(jié)合國家的相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對園區(qū)的企業(yè)選址布局、 基礎(chǔ)設(shè)施、公用工程等進行安全性分析和規(guī)劃。6工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃方法當(dāng)前可用于工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃的方法主要有四類：安全距離法、基于后果的方法、 基于風(fēng)險的方法、半定量方法17,18。工業(yè)園區(qū)布局優(yōu)化問題是一個多目標(biāo)決策問題17-19。筆者提出了一種計算成本低、 適宜于工業(yè)園

19、區(qū)布局優(yōu)化的方法。首先將研究的問題表達成一個多目標(biāo)優(yōu)化模型，目標(biāo)集主要包括風(fēng)險目標(biāo)、經(jīng)濟收益目標(biāo)、環(huán)保目標(biāo)、職業(yè)衛(wèi)生目標(biāo)、能耗目 標(biāo)、成本目標(biāo)、稅收目標(biāo)、利潤目標(biāo)、就業(yè)崗位目標(biāo)等。約束條件包括經(jīng)濟社會狀況、產(chǎn)業(yè)政策、人口分布、資源、金融、交通運輸、自然條件、產(chǎn)業(yè)特色等各種限制。然后確定各個目標(biāo)及約束條件的表征方法。依據(jù)各領(lǐng)域規(guī)范的屬性表征方法收集整理數(shù)據(jù)。最后求解多目標(biāo)優(yōu)化模型。筆者基于多目標(biāo)進化算法成功求解了工業(yè)園區(qū)雙目標(biāo)優(yōu)化模型13, 20,21。如圖4所示。圖4基于風(fēng)險的布局優(yōu)化方法7結(jié)論科學(xué)進行工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃已成為控制職業(yè)健康安全風(fēng)險的重要而基本的方法。本文提出了以園區(qū)定量風(fēng)險評價技

20、術(shù)為基礎(chǔ)，依據(jù)脆弱性目標(biāo)個人可接受風(fēng)險準(zhǔn)則、脆弱性目標(biāo)分級原則和基于后果的選址準(zhǔn)則，進行園區(qū)選址、功能區(qū)布局、專項規(guī)劃以及園區(qū)安全管理模式等安全規(guī)劃工作的內(nèi)容、程序和方法。該方法在廣東、浙江、上海、河北等地部分工業(yè)園 區(qū)建設(shè)中得以應(yīng)用。研究表明：(1)本文提出的工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃方法可行，是對傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)安全規(guī)劃理論的完善 和發(fā)展。(2)該方法可為工業(yè)園區(qū)的安全建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展提供理論指導(dǎo)。參考文獻1國家安全監(jiān)管總局(安監(jiān)總廳管三201018號)：2010年危險化學(xué)品煙花爆竹安全監(jiān)管和非藥品 類易制毒化學(xué)品監(jiān)管重點工作安排，201202232 環(huán)境保護部(環(huán)辦2011115號)：關(guān)于開展化學(xué)品環(huán)

21、境管理和危險廢物專項執(zhí)法檢查的通知，201109153 工業(yè)和信息化部.關(guān)于印發(fā)石化和化學(xué)工業(yè)十二五”發(fā)展規(guī)劃的通知，201112134 孫華山.大力實施安全發(fā)展戰(zhàn)略，積極推進?；窡熁ū癜踩a(chǎn)長效機制建設(shè)-在全國?；泛蜔熁ū癜踩O(jiān)管暨安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化推進工作會上的講話，201207055 環(huán)?？偩?環(huán)?？偩止既珖なㄔO(shè)項目環(huán)境風(fēng)險排查結(jié)果.環(huán)境保護，2006,352(14):366 Cristou, M. An overview of the approaches followed across Europe in support to land-use planning de

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