CN112686581A - 一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法及评估系统 - Google Patents
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Abstract
一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法及评估系统，涉及自然灾害次生危险化学品事故风险评估领域。这种评估方法通过确定评估区域主要自然灾害致灾因子、承灾体潜在危险性、防灾减灾能力等，评估企业的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，以及评估化工园区自然灾害次生危险化学品事故风险等级。同时根据自然灾害次生危险化学品事故风险的评估结果生成可视化事故风险地图。结合所述自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法和评估系统，能够对自然灾害次生危险化学品事故风险进行科学、准确地评估，从而为有效开展自然灾害防治工作、预防次生危险化学品事故的管理工作提供了有力的技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及自然灾害次生危险化学品事故风险评估领域，具体涉及一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法及评估系统。
背景技术
石油和化工行业是我国国民经济的重要支柱产业，资源资金技术密集，产业关联度高，经济总量大，化工园区是推动石油和化工行业结构优化升级的新型化道路。为了满足生产的需要，化工园区内聚集着种类繁多且数量巨大的易燃、易爆、有毒的危险源，同时中国也是一个自然灾害多发、频发的国家，一旦因自然灾害造成次生危险化学品事故，将对人民群众的生命财产造成极大损失。
自然灾害次生危险化学品事故危险源调查与评估是全国自然灾害综合风险普查工作中一项重要的工作内容。目前我国对自然灾害次生危险化学品事故危险源调查与评估方法的研究开展还不多，对于如何开展自然灾害次生危险化学品事故危险源调查与评估还没有一套有效的方法。
因此，如何开展实施自然灾害次生危险化学品事故风险评估，为有效开展自然灾害防治工作、预防次生危险化学品事故提供一套科学可靠的调查和评估技术方法，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法及评估系统，实现对自然灾害次生危险化学品事故的风险评估，评估准确，具有较强的通用性、科学性、准确性。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法，包括以下步骤：
S1）确定评估区域和评估对象，收集评估区域内的自然灾害资料、承灾体资料、防灾减灾能力资料和地理社会信息资料。
所述自然灾害资料包含地震、雷电、洪水、台风和泥石流5类自然灾害的资料。
所述承灾体资料包含化工园区情况和化工园区内危险化学品企业情况，化工园区情况包含化工园区的基本信息、公用工程信息、应急管理信息；危险化学品企业情况包含企业的基本信息、危险化学品种类和数量信息、危险化学品生产工艺和存储信息、企业重大危险源信息、企业标准化建设信息。
所述防灾减灾能力资料包含化工园区和化工园区内危险化学品企业的抗震、防雷、防洪、防台风基础信息和应急救援建设能力。
所述地理社会信息资料包含水体分布、地形海拔资料、气象资料、人口分布和用地类型信息。
S2）根据步骤S1收集的资料对自然灾害进行危险性辨识，确定评估区域内的自然灾害致灾因子。
所述自然灾害致灾因子包含地震致灾因子、雷电致灾因子、洪水致灾因子、台风致灾因子和泥石流致灾因子。
所述地震致灾因子用峰值加速度分值EH表示。
所述雷电致灾因子用雷电致灾指数RH表示，采用下式计算：
，其中，Ld为雷电流强度分值，Tr为年雷暴日数分值，Ln为地闪密度分值。
所述洪水致灾因子用洪水致灾指数FH表示，采用下式计算：
，其中，Ra为被评估企业的防洪标准分值，Rl为被评估企业的专门防洪应急措施分值。
所述台风致灾因子用台风致灾指数WH表示，采用下式计算：
，其中，Ws为极值风速分值，Wn为极值风速大于8m/s的年次数分值。
所述泥石流致灾因子用泥石流风险等级分值DH表示。
S3）根据步骤S1收集的危险化学品企业情况，计算危险化学品企业内危险化学品重大危险源单元的承灾体潜在危险性，采用下式计算：
，其中，CH为承灾体潜在危险性，IR为危险化学品重大危险源单元等级分值，NH为重点监管的危险化工工艺数量分值。
S4）根据步骤S1收集的防灾减灾能力资料，计算化工园区内危险化学品企业的防灾减灾能力：
，式中，PRD为防灾减灾能力，SG为危险化学品企业标准化等级分值，PF为化工园区专职消防队能力分值，CF为危险化学品企业专职消防队分值。
S5）采用评分法，赋予各项指标分值，计算自然灾害致灾因子、承灾体潜在危险性、防灾减灾能力分值，采用下式计算危险化学品企业内重大危险源单元的自然灾害次生危险化学品事故风险等级：RC=EH+RH+FH+WH+DH+CH+PRD，其中，RC为重大危险源单元的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，EH、RH、FH、WH、DH、CH和 PRD的定义同步骤S2、S3和S4中的定义。
RC>60时确定为高风险单元，50≤RC＜60时确定为较高风险单元，40≤RC＜50确定为中等风险单元，RC＜40确定为低风险单元。
S6）根据步骤S5计算所有危险化学品企业的重大危险源单元的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，根据化工园区内高风险单元的数量Z评估化工园区的自然灾害次生危险化学品事故风险等级：Z≥5为高风险园区，3≤Z＜5为较高风险园区，1≤Z＜3为中等风险园区，Z=0为低风险园区。
S7）根据步骤S5和S6的评估结果，采用不同的颜色标识评估区域内的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，绘制自然灾害次生危险化学品事故风险等级地图，将评估区域内的自然灾害次生危险化学品事故风险情况显示在风险地图中：RC>60的高风险单元用红色块标记，50≤RC＜60的较高风险单元用橙色块标记，40≤RC＜50的中等风险单元用黄色块标记，RC＜40的低风险单元用蓝色块标记；Z≥5的高风险园区用红色块标记，3≤Z＜5的较高风险园区用橙色块标记，1≤Z＜3的中等风险园区用黄色块标记，Z=0的低风险园区用蓝色块标记。
一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法的评估系统，所述评估系统包括数据采集单元、评估分析单元和风险可视化单元：
所述数据采集单元用于收集和存储评估区域内的自然灾害资料、承灾体资料、防灾减灾能力资料和地理社会信息资料。
所述评估分析单元根据自然灾害致灾因子、承灾体潜在危险性、防灾减灾能力分析评估危险化学品企业的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，评估化工园区的自然灾害次生危险化学品事故风险等级。
所述风险可视化单元通过ArcGIS空间表征技术，采用不同的颜色对自然灾害次生危险化学品事故风险等级进行空间表征，生成自然灾害次生危险化学品事故风险地图，将评估区域内的风险情况可视化显示。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）这种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法及评估系统实现了自然灾害次生危险化学品事故风险评估，弥补了现有的次生危险化学品事故危险源调查和评估技术的空缺。
（2）这种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法及评估系统包括数据采集单元、评估分析单元、风险可视化单元；能够完成数据资料采集、数据存储、事故风险评估以及事故风险可视化，完成整个自然灾害次生危险化学品事故风险评估流程，从而便于科学地对次生危险化学品事故风险进行管理，为防灾减灾、危险化学品安全精细化管理提供技术支持。
（3）该评估方法对主要自然灾害进行分析评估，根据自然灾害的不同，选取了较少但能很好反映灾害严重性的指标来表达致灾因子的严重性。
（4）该评估方法在计算次生危险化学品事故风险时，将企业和区域的防灾减灾能力同时纳入考虑，能够更准确地反应企业次生危险化品事故风险结果。
（5）本方法在计算评估指标时，主要采用了评分法，结合灾害后果影响程度，通过对评估区域内自然灾害致灾因子、承灾体潜在危险性、防灾减灾能力设定不同的评估指标，并为各指标进行打分量化，从而能够综合考虑多种因素，对所评估区域内的进行科学准确的量化评估，并且操作简单，通用性较强。在对各个指标进行赋分时，采用差异化赋值形式，能够合理反映不同自然灾害致灾因子对次生危险化学品事故的影响，从而更加科学准确地对自然灾害次生危险化学品事故风险进行评估。
（6）本发明采用ArcGIS进行风险制度与显示，根据自然灾害次生危险化学品事故风险级别的不同，分别用红、橙黄、蓝作为高、较高、中等、低四级风险级别对应的风险显色，能够显示区域不同企业、企业不同生产储存单元的风险状况；根据不同的风险等级进行不同的监管，有助于提升区域防灾减灾能力。
附图说明
图1是一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法的评估系统结构示意图。
图2是一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法的计算流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1 示出了一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法的评估系统结构示意图，图中，这种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法的评估系统包括数据采集单元、评估分析单元和风险可视化单元，数据采集单元，用于收集和存储评估区域内自然灾害、承灾体、防灾减灾能力、地理社会信息等相关资料。评估分析单元根据主要自然灾害致灾因子、承灾体潜在危险性、防灾减灾能力分析，评估评估区域内企业自然灾害次生危险化学品事故风险等级，以及评估评估区域内化工园区（化工集中区）自然灾害次生危险化学品事故风险等级。风险可视化单元用于生成自然灾害次生危险化学品事故风险地图，将评估区域内的风险情况可视化显示。
这种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法的评估系统中，评估分析单元包括：致灾因子危险性评估分析单元，用于确定评估区域主要自然灾害致灾因子；承灾体潜在危险性评估分析单元，用于确定评估区域危险化学品次生事故后果危险性；防灾减灾能力评估分析单元，用于评估区域防灾减灾和应急管理；次生危险化学品事故综合评估分析单元，用于评估企业自然灾害次生危险化学品事故风险等级，以及评估化工园区（化工集中区）自然灾害次生危险化学品事故风险等级。
该评估系统能够完成数据资料采集、数据存储、事故风险评估以及事故风险可视化，完成整个自然灾害次生危险化学品事故风险评估流程，从而便于科学地对次生危险化学品事故风险进行管理，为国家和地方防灾减灾、危险化学品安全精细化管理提供技术支持。
图2示出了一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法，采用上述的评估系统进行风险评估，如图2所示，该方法首先确定评估区域，采用数据采集单元收集评估范围内自然灾害、承灾体、防灾减灾能力、地理社会信息等相关资料。自然灾害资料包括地震、雷电、洪水、台风、泥石流（滑坡）等5类自然灾害，相关资料可以从地震、气象、水利、地质等部门获取采集。承灾体资料包括化工园区（化工集中区）和危险化学品企业，化工园区情况资料包括化工园区基本信息、公用工程、应急管理等信息；危险化学品企业情况资料包括企业基本信息、危险化学品种类和数量信息、危险化学品生产工艺和存储信息、企业重大危险源信息、企业标准化建设等信息；防灾减灾能力资料包括企业抗震、防雷、防洪、防台风等基础信息，以及化工园区和企业应急救援建设能力；地理社会信息资料包括水体分布、地形海拔资料、气象资料、人口分布、用地类型。
对评估区域范围确定时，一般以化工园区（化工集中区）或危险化学品企业的边界向外扩展500米为准，对次生危险化学品事故影响对象，除了化工园区（化工集中区）或危险化学品企业内的人员外，还应考虑化工园区（化工集中区）或危险化学品企业周边敏感人群，因为一旦危险化学品发生事故特别是构成重大危险源的单元发生事故，很容易对周边人员造成伤害。
自然灾害致灾因子包括地震致灾因子、雷电致灾因子、洪水致灾因子、台风致灾因子、泥石流（滑坡）致灾因子。
地震致灾因子（EH），用峰值加速度（g）分值指标反映，以反映所在区域地震发生的强度和频率。
雷电致灾因子用雷电致灾指数（RH）表示，其计算方法为：
，式中，Ld为雷电流强度分值，Tr为年雷暴日数分值，Ln为地闪密度分值。
洪水致灾因子用洪水致灾指数（FH）表示，其计算方法为：
，式中，Ra为评估企业的防洪标准分值，Rl为评估企业专门防洪应急措施分值。
台风致灾因子用台风致灾指数（WH）表示，其计算方法为：
，
式中，Ws为极值风速分值，Wn为极值风速大于8m/s的年次数分值。
泥石流（滑坡）致灾因子用泥石流（滑坡）风险等级（DH）表示。
承灾体潜在危险性（CH），指在自然灾害影响下，存在危险化学品重大危险源的企业发生次生危险化学品泄漏造成火灾、爆炸、中毒事故的危险性，其计算方法为：
，其中，CH为企业某个重大危险源单元的承灾体潜在危险性，IR为评估企业该危险化学品重大危险源单元等级分值，NH为评估企业该重大危险源单元所含重点监管的危险化工工艺数量分值。企业重大危险源划分及分级参照《危险化学品重大危险源辨识》GB18218-2018计算，是否属于重点监管的危险化工工艺参照《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三〔2009〕116号）和《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知》（安监总管三〔2013〕3号）。当一个企业有多个重大危险源单元时，分别计算每个单元的CH值。
评估区域内危险化学品企业的防灾减灾能力 PRD，其计算方法为：
，式中，PRD为企业防灾减灾能力，SG为企业标准化等级分值，PF为园区专职消防队能力分值，CF为企业专职消防队分值。
采用评分法进行量化评估，赋予主要自然灾害致灾因子、承灾体潜在危险性、防灾减灾能力分值，评估指标的分值如表1-7所示；综合各项指标得分评估企业自然灾害次生危险化学品事故风险等级，以及评估化工园区（化工集中区）自然灾害次生危险化学品事故风险等级。
表1地震致灾因子EH危险性评估指标
| EH | 分值 |
| g＜0.05 | 1 |
| 0.05≤g＜0.1 | 7 |
| 0.15≤g＜0.20 | 10 |
| 0.20≤g＜0.30 | 15 |
| g≥0.30 | 20 |
表2 雷电致灾因子RH危险性评估指标
表 3 洪水致灾因子FH危险性分值标准
表4台风致灾因子WH危险性评估指标
| 极值风速Ws (m/s) | 分值 | 极值风速≥8m/s次数Wn | 分值 |
| ≤17.1 | 0 | ≤1 | 0 |
| 17.2～24.4 | 4 | 2≤F＜5 | 2 |
| 24.4～28.4 | 6 | 5≤F＜10 | 3 |
| 28.5～32.6 | 8 | 10≤F＜20 | 4 |
| ≥32.7 | 10 | ≥20 | 5 |
表5泥石流（滑坡）致灾因子DH危险性评估指标
表 6 承灾体危险性CH评估指标
| 事故后果影响指标I<sub>R</sub> | 分值 | 危险化工工艺个数N<sub>H</sub> | 分值 |
| I<sub>R</sub>＞100 | 55 | 0 | 0 |
| 50＜I<sub>R</sub>≤100 | 45 | 1 | 1 |
| 10＜I<sub>R</sub>≤50 | 35 | 2-3 | 2 |
| I<sub>R</sub>≤10 | 25 | ≥4 | 4 |
表 7 防灾减灾能力PRD评估指标
| 企业安全标准化等级S<sub>G</sub> | 分值 | 园区专职消防队P<sub>F</sub> | 打分 | 企业专职消防队C<sub>F</sub> | 分值 |
| 一级 | -7 | 有 | -5 | 有 | -3 |
| 二级 | -3 | 无 | 0 | 无 | 0 |
需要说明的是，根据自然灾害种类和灾害大小的不同，对某类或某几类自然灾害可以忽略计算。如，对于内陆地区，极值风速≤8m/s的地区，可以不计算台风的影响；对于从未发生过3级及以上地震，且地震加速度g≤0.05的地区，可以不计算地震的影响；对于地处平原地区，且未处于泥石流影响区域的地区，可以不计算泥石流（滑坡）的影响。上述各指标项的赋分，操作者可以根据各项参数指标的实际值，采用极差化法进行标准化赋值，也可以根据本地自然灾害数据情况和危险化学品基本情况，赋予其他分值。
危险化学品企业各重大危险源单元自然灾害次生危险化学品事故风险等级计算公式为：RC=EH+RH+FH+WH+DH+CH+PRD，式中，RC为企业某个重大危险源单元的风险分数值。当一企业有多个重大危险源单元时，分别计算每个重大危险源单元的RC值。
根据表8对评估区域的自然灾害次生危险化学品事故风险进行等级区划，将不同RC得分的危险化学品重大危险源单元划分到不同的风险等级，然后确定评估区域内企业的各重大危险源单元的自然灾害次生危险化学品事故风险的等级状态，具体如表8所示：
表 8 危险化学品重大危险源单元风险评估分级标准
| 分级标准 | 风险等级 | 色块标识 |
| RC≥60 | 高风险 | 红色 |
| 50≤RC＜60 | 较高风险 | 橙色 |
| 40≤RC＜50 | 中等风险 | 黄色 |
| RC＜40 | 低风险 | 蓝色 |
计算化工园区（化工集中区）内所有危险化学品企业的重大危险源单元的风险分数值，确定每个重大危险源单元的风险等级，根据园区内高风险单元个数（Z）确定化工园区的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，如表9所示：
表 9 化工园区（化工集中区）风险评估分级标准
| 高风险单元个数 | 风险等级 | 色块标识 |
| Z≥5 | 高风险 | 红色 |
| 3≤Z＜5 | 较高风险 | 橙色 |
| 1≤Z＜3 | 中等风险 | 黄色 |
| Z=0 | 低风险 | 蓝色 |
根据自然灾害次生危险化学品事故风险等级划分结果，通过GIS空间表征技术，按照采用不同的颜色对自然灾害次生危险化学品事故风险等级进行空间表征，采用自然灾害次生危险化学品事故危险源调查与评估系统的风险可视化单元，绘制自然灾害次生危险化学品事故风险地图。通过将评估区域的自然灾害次生危险化学品事故风险进行分级，并根据所划分的级别将评估区域内的自然灾害次生危险化学品事故风险情况显示在风险地图中，从而对评估区域进行科学的自然灾害和危险化学品安全风险管理。
Claims (2)
1.一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）确定评估区域和评估对象，收集评估区域内的自然灾害资料、承灾体资料、防灾减灾能力资料和地理社会信息资料；
所述自然灾害资料包含地震、雷电、洪水、台风和泥石流5类自然灾害的资料；
所述承灾体资料包含化工园区情况和化工园区内危险化学品企业情况，化工园区情况包含化工园区的基本信息、公用工程信息、应急管理信息；危险化学品企业情况包含企业的基本信息、危险化学品种类和数量信息、危险化学品生产工艺和存储信息、企业重大危险源信息、企业标准化建设信息；
所述防灾减灾能力资料包含化工园区和化工园区内危险化学品企业的抗震、防雷、防洪、防台风基础信息和应急救援建设能力；
所述地理社会信息资料包含水体分布、地形海拔资料、气象资料、人口分布和用地类型信息；
S2）根据步骤S1收集的资料对自然灾害进行危险性辨识，确定评估区域内的自然灾害致灾因子；
所述自然灾害致灾因子包含地震致灾因子、雷电致灾因子、洪水致灾因子、台风致灾因子和泥石流致灾因子；
所述地震致灾因子用峰值加速度分值EH表示；
所述雷电致灾因子用雷电致灾指数RH表示，采用下式计算：
其中，Ld为雷电流强度分值，Tr为年雷暴日数分值，Ln为地闪密度分值；
所述洪水致灾因子用洪水致灾指数FH表示，采用下式计算：
其中，Ra为被评估企业的防洪标准分值，Rl为被评估企业的专门防洪应急措施分值；
所述台风致灾因子用台风致灾指数WH表示，采用下式计算：
其中，Ws为极值风速分值，Wn为极值风速大于8m/s的年次数分值；
所述泥石流致灾因子用泥石流风险等级分值DH表示；
S3）根据步骤S1收集的危险化学品企业情况，计算危险化学品企业内危险化学品重大危险源单元的承灾体潜在危险性，采用下式计算：
其中，CH为承灾体潜在危险性，IR为危险化学品重大危险源单元等级分值，NH为重点监管的危险化工工艺数量分值；
S4）根据步骤S1收集的防灾减灾能力资料，计算化工园区内危险化学品企业的防灾减灾能力：
式中，PRD为防灾减灾能力，SG为危险化学品企业标准化等级分值，PF为化工园区专职消防队能力分值，CF为危险化学品企业专职消防队分值；
S5）采用评分法，赋予各项指标分值，计算自然灾害致灾因子、承灾体潜在危险性、防灾减灾能力分值，采用下式计算危险化学品企业内重大危险源单元的自然灾害次生危险化学品事故风险等级：
RC=EH+RH+FH+WH+DH+CH+PRD
其中，RC为重大危险源单元的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，EH、RH、FH、WH、DH、CH和 PRD的定义同步骤S2、S3和S4中的定义；
RC>60时确定为高风险单元，50≤RC＜60时确定为较高风险单元，40≤RC＜50确定为中等风险单元，RC＜40确定为低风险单元；
S6）根据步骤S5计算所有危险化学品企业的重大危险源单元的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，根据化工园区内高风险单元的数量Z评估化工园区的自然灾害次生危险化学品事故风险等级：Z≥5为高风险园区，3≤Z＜5为较高风险园区，1≤Z＜3为中等风险园区，Z=0为低风险园区；
S7）根据步骤S5和S6的评估结果，采用不同的颜色标识评估区域内的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，绘制自然灾害次生危险化学品事故风险等级地图，将评估区域内的自然灾害次生危险化学品事故风险情况显示在风险地图中：RC>60的高风险单元用红色块标记，50≤RC＜60的较高风险单元用橙色块标记，40≤RC＜50的中等风险单元用黄色块标记，RC＜40的低风险单元用蓝色块标记；Z≥5的高风险园区用红色块标记，3≤Z＜5的较高风险园区用橙色块标记，1≤Z＜3的中等风险园区用黄色块标记，Z=0的低风险园区用蓝色块标记。
2.根据权利要求1所述的一种自然灾害次生危险化学品事故风险评估方法的评估系统，其特征在于，所述评估系统包括数据采集单元、评估分析单元和风险可视化单元；
所述数据采集单元用于收集和存储评估区域内的自然灾害资料、承灾体资料、防灾减灾能力资料和地理社会信息资料；
所述评估分析单元根据自然灾害致灾因子、承灾体潜在危险性、防灾减灾能力分析评估危险化学品企业的自然灾害次生危险化学品事故风险等级，评估化工园区的自然灾害次生危险化学品事故风险等级；
所述风险可视化单元通过GIS空间表征技术，采用不同的颜色对自然灾害次生危险化学品事故风险等级进行空间表征，生成自然灾害次生危险化学品事故风险地图，将评估区域内的风险情况可视化显示。
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