□ 本報(bào)記者矯 陽

　　“經(jīng)過21家參研單位近3年的攻關(guān)，這個(gè)項(xiàng)目突破了深水沉船鉆孔抽油一體化、高效溢油吸附材料等多項(xiàng)國際領(lǐng)先的關(guān)鍵技術(shù)，形成了重大海上溢油快速高效回收集成系統(tǒng)、高性能溢油吸附材料及應(yīng)用技術(shù)、可視化深水沉船開孔抽油無人作業(yè)系統(tǒng)和基于監(jiān)測預(yù)測技術(shù)的海上溢油應(yīng)急決策支持與調(diào)度指揮平臺等一批重大成果?！?1月初，在交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)院，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張寶晨告訴記者。

　　2015年6月30日，由交通運(yùn)輸部組織實(shí)施、部水運(yùn)科學(xué)研究院（以下簡稱水科院）牽頭承擔(dān)的“十二五”國家科技支撐計(jì)劃“智能化水面溢油處置平臺及成套裝備研制”項(xiàng)目通過了科技部組織的項(xiàng)目驗(yàn)收。根據(jù)課題驗(yàn)收和技術(shù)鑒定結(jié)論，項(xiàng)目成果總體達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

　　至此，我國應(yīng)對海上溢油重大風(fēng)險(xiǎn)的處置能力，得到了全面大幅度提升。

　　應(yīng)對水面溢油 新項(xiàng)目立足高技術(shù)處置

　　2010年4月20日夜間，位于墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺發(fā)生爆炸并引發(fā)大火，鉆井平臺底部油井自2010年4月24日起漏油不止。事發(fā)半個(gè)月后，沉沒的鉆井平臺每天漏油達(dá)到5000桶，并且海上浮油面積在2010年4月30日統(tǒng)計(jì)的9900平方公里基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)張，造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千億美元。

　　無獨(dú)有偶。2010年7月16日，位于遼寧省大連新港附近的大連中石油國際儲(chǔ)運(yùn)有限公司原油罐區(qū)輸油管道發(fā)生爆炸，造成原油大量泄漏并引起火災(zāi)。

　　彼時(shí)，我國對海上溢油處置已有一些技術(shù)儲(chǔ)備?！笆濉币詠?，交通運(yùn)輸部、國家發(fā)改委等部門先后組織了水上溢油預(yù)測預(yù)警、遙感識別與監(jiān)測、海上溢油應(yīng)急快速反應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)研究，取得了一批成果，奠定了我國在該領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)。 “十一五”期間，立項(xiàng)國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，即 “遠(yuǎn)洋船舶壓載水凈化和水上溢油應(yīng)急處理關(guān)鍵技術(shù)研究”，在溢油監(jiān)視監(jiān)測、預(yù)測預(yù)警、應(yīng)急決策、損害鑒別評估等領(lǐng)域取得了創(chuàng)新性進(jìn)展，構(gòu)建了我國水上溢油應(yīng)急處理技術(shù)支撐體系，在一定程度上提升了我國溢油應(yīng)急技術(shù)水平。

　　“這些技術(shù)成果在處置大連溢油時(shí)，發(fā)揮了很好的作用。然而，由于我國溢油主動(dòng)監(jiān)測、大型圍控與回收設(shè)備大多依賴進(jìn)口，國產(chǎn)設(shè)備主要適用于封閉水域，技術(shù)水平較低，系列化成套產(chǎn)品嚴(yán)重不足，環(huán)保型溢油吸附材料與消油劑的研究開發(fā)尚處于空白，在溢油滾動(dòng)預(yù)報(bào)、應(yīng)急方案優(yōu)化、溢油應(yīng)急業(yè)務(wù)化平臺等方面，急需在現(xiàn)有科研基礎(chǔ)上加強(qiáng)相關(guān)成果深化和支撐水平提升?！睆垖毘空f。

　　面對突如其來的特大溢油，前期已有的技術(shù)無法全面應(yīng)對，清理回收大部分仍以人海戰(zhàn)術(shù)為主。據(jù)大連當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)道，截止到2010年8月1日，大連預(yù)計(jì)有志愿者5萬多人次參加海岸清污工作。瓢、盆、筷子、帽子、碎頭發(fā)……大連人拿起各種最簡單的工具拯救自己的家園。

　　隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對石油能源的依賴越來越大，海上石油運(yùn)輸量不斷攀升，沿海石油開采迅猛發(fā)展，沿岸石油煉化加工與儲(chǔ)存設(shè)施也越來越多，這就導(dǎo)致我國沿海海域的石油污染風(fēng)險(xiǎn)長期存在。

　　面對海上溢油這一海洋污染最深重的災(zāi)害，人類應(yīng)對方法是持續(xù)的科技支撐?！笆濉笨蒲许?xiàng)目立項(xiàng)調(diào)研時(shí)，開展高效實(shí)用的重大海上溢油應(yīng)急處置關(guān)鍵技術(shù)的研究與產(chǎn)品研制，成為科技部與交通運(yùn)輸部的共識。

　　在總結(jié) “十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)上，“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“智能化水面溢油處置平臺及成套裝備研制”，由科技部在2012年立項(xiàng)實(shí)施。

　　七個(gè)課題 聚焦預(yù)測預(yù)警、圍控回收和決策指揮

　　歐美等發(fā)達(dá)國家在溢油應(yīng)急技術(shù)研究上起步很早，在立體監(jiān)視監(jiān)測海上溢油、溢油浮標(biāo)跟蹤定位、海上溢油控制和清除等多方面技術(shù)及相關(guān)設(shè)備研究上取得豐碩成果，一些歐美公司早在1969年就開始設(shè)計(jì)并制造各種海上溢油回收、監(jiān)測等處置設(shè)備，迄今為止已基本控制了海上溢油應(yīng)急技術(shù)與裝備的國際市場。

　　”十二五“立項(xiàng)從哪里著手？目標(biāo)是什么？針對這些問題，經(jīng)過反復(fù)比選，新項(xiàng)目被定位為向世界最新技術(shù)看齊，并適合我國特有的海上環(huán)境。

　　帶著這一目標(biāo)，張寶晨與他的團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行大量可行性調(diào)研。

　　“一般來講，海上溢油污染主要來自于船舶、石油鉆井平臺和陸上設(shè)施。一旦發(fā)生溢油事故，相關(guān)部門會(huì)立即啟動(dòng)應(yīng)急反應(yīng)，包括預(yù)測預(yù)警、圍控回收和決策指揮等，其中預(yù)測預(yù)警和圍控回收又可以概括為感、跟、圍、收、吸、消、儲(chǔ)、抽這8個(gè)字?！被仡檸啄昵暗牧㈨?xiàng)經(jīng)過，張寶晨說。

　　張寶晨介紹，“感”就是依靠衛(wèi)星遙感、報(bào)警浮標(biāo)、飛行器巡航等技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)海面油污，“跟”就是運(yùn)用跟蹤浮標(biāo)、溢油漂移預(yù)測模型等判斷油污的概位，“圍”就是利用圍油欄等設(shè)施設(shè)備盡可能將油污控制在某個(gè)范圍之內(nèi)，“收”就是用收油機(jī)和撇油器等設(shè)備將水面污油回收并通過油水分離系統(tǒng)現(xiàn)場處置，“吸”就是用吸油氈等吸油材料接觸和吸走海面油污，“消”就是用分散劑等消油材料快速分解油污，“儲(chǔ)”就是利用回收船油艙和油囊等設(shè)施將回收的油儲(chǔ)存起來并運(yùn)往指定地點(diǎn)，“抽”就是通過鉆孔機(jī)和抽油機(jī)將沉船的艙內(nèi)存油抽出來。

　　緊緊圍繞既定目標(biāo)，把準(zhǔn)解決問題的脈搏，歷經(jīng)一年多的調(diào)研，逐漸形成了項(xiàng)目意見書，并將項(xiàng)目定名為“智能化水面溢油處置平臺及成套裝備研制”。

　　項(xiàng)目針對水上重大溢油事故應(yīng)急處置的薄弱環(huán)節(jié)，圍繞海上溢油實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警、圍控、回收、處置等技術(shù)、材料、產(chǎn)品、裝備及平臺的研制，設(shè)置了“智能化船用雙臂架收油機(jī)與油囊研制”“高效環(huán)保消油劑與快速布控重型圍油欄研制”“高性能溢油吸附材料及回收利用技術(shù)”“深水溢油事故處置機(jī)器人研制”“水面溢油跟蹤監(jiān)測浮標(biāo)與無人機(jī)監(jiān)測裝備研制”、“智能化控制水上溢油處置平臺研制”和“海上重大溢油事故應(yīng)急調(diào)度指揮集成技術(shù)研究”等7個(gè)課題。7個(gè)課題環(huán)環(huán)相扣，全方位構(gòu)筑起溢油處置的立體堡壘。

　　歷經(jīng)科技部和交通運(yùn)輸部相關(guān)評審后，2012年5月8日，科技部正式批準(zhǔn)這一項(xiàng)目立項(xiàng)。

　　高效清潔回收 監(jiān)測光電吊艙、收油機(jī)、阻截式油水分離系統(tǒng)

　　外型狀若宇航員頭盔，實(shí)則為“水面溢油跟蹤監(jiān)測浮標(biāo)與無人機(jī)監(jiān)測裝備研制”課題中一個(gè)重要成果，即監(jiān)測光電吊艙。

　　2015年11月，在交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院，水科院電氣控制與信息通訊技術(shù)研究中心副主任顧群說：“這是一個(gè)成像裝置，上面的鏡頭可以進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，用無人機(jī)搭載，實(shí)現(xiàn)海上溢油的空中無人化監(jiān)測?！?/p>

　　通俗來講，顧群負(fù)責(zé)的這個(gè)課題是整個(gè)項(xiàng)目的眼睛。最原始的跟蹤發(fā)現(xiàn)是靠人的眼睛，后來主要停留在遙感衛(wèi)星層面。而海上溢油，很多是在遠(yuǎn)洋深海，還要伴隨海風(fēng)及洋流。依托最先進(jìn)的相關(guān)技術(shù)，顧群和他的課題組首創(chuàng)中波紅外飛行器溢油監(jiān)測技術(shù)，以及基于微浮子的水面薄油膜電導(dǎo)傳感與隨動(dòng)監(jiān)測技術(shù)，在國際上均處于領(lǐng)先。同時(shí)，課題還首次建立了溢油跟蹤浮標(biāo)體尺度、風(fēng)系數(shù)、親油材料面積與吸附力的數(shù)學(xué)模型，突破了溢油快速定位、準(zhǔn)確跟蹤的難題。

　　發(fā)現(xiàn)了敵情，當(dāng)然是要消滅敵人，而有效地戰(zhàn)斗必需依靠最先進(jìn)的裝備，處置海上溢油亦是如此。研制適應(yīng)我國海洋特色的大型現(xiàn)代化收油機(jī)，成為“智能化水面溢油處置平臺及成套裝備研制”總項(xiàng)目重極為關(guān)鍵的一環(huán)。

　　此前，我國并沒有收油機(jī)裝備?！巴ㄟ^考察世界最先進(jìn)的裝收油機(jī)，我們通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，首次開發(fā)了收油機(jī)環(huán)境自適應(yīng)控制技術(shù)和四連桿同步定向技術(shù)，并進(jìn)行了綜合技術(shù)集成，研制出自己的國產(chǎn)大型收油機(jī)，即智能化船用雙臂架收油機(jī)?！?交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院工藝裝備中心總工程師張德文說。

　　2014年12月9日，在青島試驗(yàn)基地，新誕生的大型收油機(jī)開始靜態(tài)試驗(yàn)，其收油效率、環(huán)境適應(yīng)性和油水分離性能均達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

　　含油水能高效收回了，而如果只靠船艙存儲(chǔ)，海面的溢油回收船工作效率會(huì)非常低。研究團(tuán)隊(duì)提出了全新的高效溢油回收系統(tǒng)構(gòu)建思路，即依托溢油回收船，構(gòu)建一個(gè)包括智能化船用雙臂架收油機(jī)、智能化阻截式溢油分離回收系統(tǒng)和大容量浮式油囊等獨(dú)立單元的系統(tǒng)，使溢油快速回收、油水高效分離、油類分駁儲(chǔ)運(yùn)有機(jī)銜接、集成和匹配，讓海面溢油在得到高效回收的同時(shí)，現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的油水分離，凈化達(dá)標(biāo)的海水及時(shí)排放，溢油回收船上回收的高純度油滿艙前及時(shí)駁入大型浮式油囊儲(chǔ)運(yùn)，從而確保溢油回收船和整個(gè)收油系統(tǒng)在溢油海面持續(xù)高效作業(yè)。阻截式溢油分離回收系統(tǒng)每小時(shí)可以處理200噸含油水，每個(gè)浮式油囊可以裝50噸純油。

　　“這些成果使我國大型收油機(jī)和多項(xiàng)裝備實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，不必再依賴進(jìn)口。此外，相關(guān)技術(shù)成果可推向國際市場，有的還為我國爭取國際海事標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)權(quán)奠定了基礎(chǔ)。”張寶晨說。

　　春華秋實(shí)?！爸悄芑嬉缬吞幹闷脚_及成套裝備研制”項(xiàng)目碩果累累，共取得20余項(xiàng)新產(chǎn)品、新裝置、新工藝及計(jì)算機(jī)軟件等；形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，操作規(guī)程及指南10余項(xiàng)；申請并受理專利40余項(xiàng)（已授權(quán)14項(xiàng)），其中申請發(fā)明專利26項(xiàng)（已授權(quán)2項(xiàng)）；發(fā)表論文70篇，并培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的科研及技術(shù)人才。

　　■成 果

　　“智能化水面溢油處置平臺及成套裝備研制”共設(shè)置7個(gè)課題，互相支撐，緊密相連，系統(tǒng)而有效地提升了我國的溢油應(yīng)急技術(shù)與能力。以下便是七個(gè)課題取得的主要技術(shù)成果。

　　“水面溢油跟蹤監(jiān)測浮標(biāo)與無人機(jī)監(jiān)測裝備研制”課題

　　首創(chuàng)基于微浮子的水面薄油膜電導(dǎo)傳感與隨動(dòng)監(jiān)測技術(shù)并達(dá)到國際領(lǐng)先水平，綜合性能明顯優(yōu)于國外產(chǎn)品。同時(shí)，它還首次建立了溢油跟蹤浮標(biāo)體尺度、風(fēng)系數(shù)、親油材料面積與吸附力的數(shù)學(xué)模型，突破了溢油快速定位、準(zhǔn)確跟蹤的難題；首創(chuàng)中波紅外飛行器溢油監(jiān)測技術(shù)，并研制了無人機(jī)溢油監(jiān)測機(jī)載光電吊艙，實(shí)現(xiàn)了海上溢油的空中無人化監(jiān)測，該技術(shù)國際領(lǐng)先。

　　“智能化船用雙臂架收油機(jī)與油囊研制”課題

　　基于收油帶速度與水流速度、油膜厚度匹配規(guī)律研究，首次開發(fā)了收油機(jī)環(huán)境自適應(yīng)控制技術(shù)和四連桿同步定向技術(shù)，并進(jìn)行了綜合技術(shù)集成，其收油效率、環(huán)境適應(yīng)性和綜合性能具有國際領(lǐng)先性。與此同時(shí)，基于新一代高適應(yīng)性HKW阻截油水分離膜材料和新型阻截油水分離膜單元研發(fā)，研制了綜合處理能力優(yōu)于國內(nèi)外同類系統(tǒng)、國際領(lǐng)先的油水分離系統(tǒng)。

　　“高效環(huán)保消油劑與快速布控重型圍油欄研制”課題

　　研制的抗風(fēng)浪性強(qiáng)、隨波性能好、阻油效率高的重型圍油欄和占用空間小、可遙控操作的快速布放裝置，為惡劣海況下實(shí)施溢油圍控提供了國產(chǎn)技術(shù)裝備。同時(shí)在研發(fā)生物表面活性劑生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，首次以鼠李糖脂和槐糖脂為核心成分，成功復(fù)配制備了具有高活性、低毒性的生物消油劑，提升了消油劑產(chǎn)品性能，降低了毒性，提高了生物降解性。

　　“高性能溢油吸附材料及回收技術(shù)”課題

　　自主研發(fā)了海綿狀樹脂型吸附材料、改性廢棄羽絨類特效吸油材料、互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)生態(tài)凝膠溢油吸附材料等三類材料及其生產(chǎn)和應(yīng)用裝備，取得了系列化的研究成果。發(fā)明的分子協(xié)同新機(jī)理和柔性與剛性鏈并存的交聯(lián)三維網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)，改進(jìn)了樹脂型材料的表面修飾技術(shù)和材料編織技術(shù)，研制的海綿狀樹脂型吸附材料為國際首創(chuàng)，材料的吸油性、保油性和重復(fù)使用性均達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

　　“深水溢油機(jī)器人研制”課題

　　首創(chuàng)深水沉船“錨固—鉆孔—抽油”一體化技術(shù)和深水沉船鉆孔抽油作業(yè)機(jī)器人協(xié)同技術(shù)，其研發(fā)的深水沉船鉆孔抽油空芯鉆桿裝備和可視化監(jiān)控系統(tǒng)，使我國今后的深水沉船鉆孔抽油無人化作業(yè)成為可能，填補(bǔ)了我國在水下溢油事故無人化處置領(lǐng)域的空白，為關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。與進(jìn)口設(shè)備相比，抽油機(jī)避免了鉆孔抽油二次作業(yè)，開孔處置和綜合性能具有國際領(lǐng)先性。

　　“海上重大溢油事故應(yīng)急調(diào)度指揮集成技術(shù)研究”課題

　　首次構(gòu)建了基于溢油應(yīng)急多元海量信息采集與處理系統(tǒng)的國家重大海上溢油事故應(yīng)急處置技術(shù)支持平臺，研發(fā)了根據(jù)自然環(huán)境條件變化、應(yīng)急資源供給條件和敏感資源優(yōu)先保護(hù)要求而智能化生成應(yīng)急處置方案的海上溢油應(yīng)急決策支持與調(diào)度指揮系統(tǒng)，溢油應(yīng)急處置方案動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)國際領(lǐng)先。

　　“智能化控制水上溢油處置平臺研制”課題

　　通過溢油應(yīng)急處置船舶改裝，構(gòu)建了以“海巡0512”等專業(yè)船艇為依托的，具有現(xiàn)場應(yīng)急指揮功能的智能化控制的水上溢油處置平臺，實(shí)現(xiàn)了智能化控制水上溢油現(xiàn)場處置信息集成平臺與現(xiàn)場溢油回收系統(tǒng)、浮標(biāo)、無人機(jī)光電吊艙、水下作業(yè)機(jī)器人等相關(guān)裝備的集成示范應(yīng)用。該課題首次研究提出了溢油應(yīng)急處置船的溢油回收、分離、儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)運(yùn)能力匹配算法，優(yōu)化了溢油應(yīng)急處置船舶功能配備方案，開發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溢油應(yīng)急處置船舶、裝備和物資一體化智能控制技術(shù)及系統(tǒng)，提高了現(xiàn)場應(yīng)急處置指揮輔助決策水平。

　　■應(yīng) 用

　　相關(guān)單位建立了7條中試線或產(chǎn)品生產(chǎn)線，包括溢油阻截分離與回收設(shè)備、浮動(dòng)油囊、重型圍油欄、高效環(huán)保消油劑、海綿狀樹脂型吸附材料、改性廢棄羽絨類特效吸油材料、互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)生態(tài)凝膠溢油吸附材料等。

　　相關(guān)成果不僅應(yīng)用于水上溢油應(yīng)急領(lǐng)域，其技術(shù)及衍生產(chǎn)品也能應(yīng)用于陸上、油田及船舶污水處理和救助打撈工程等領(lǐng)域。其研發(fā)的相關(guān)系統(tǒng)、裝備及產(chǎn)品在海事、救撈、港口及石化領(lǐng)域的30余家單位得到了應(yīng)用驗(yàn)證或已完成成果轉(zhuǎn)化，部分已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化銷售，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，如項(xiàng)目研發(fā)的吸油材料、消油劑、重型圍油欄、浮動(dòng)油囊等相關(guān)產(chǎn)品現(xiàn)在就可實(shí)現(xiàn)年銷售收入約1800萬元。

　　為青島“11·22”管線爆炸、“威尼斯橋”事故、“達(dá)飛佛羅里達(dá)”長江口撞船事故、南京長江大橋“鑫川8號”輪撞橋沉沒等重大事故的溢油應(yīng)急處置提供了有力的技術(shù)支撐，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益。