Описание, типы, структура, применение и восстановление нефтяных бонов

После того как нефть попадает на поверхность воды, она быстро распространяется и дрейфует под действием собственной силы тяжести, ветра, течения и других факторов. Поэтому главная задача при ликвидации аварийного разлива нефти - как можно быстрее принять эффективные меры по борьбе с нефтяным пятном и предотвращению его дальнейшего распространения и дрейфа, чтобы сократить ареал загрязнения акватории и уменьшить степень ущерба от загрязнения. Меры, принимаемые для контроля разлива нефти в пределах небольшой территории и предотвращения его дальнейшего распространения и дрейфа, называются локализацией разлива нефти.
В случае аварии с разливом нефти необходимо принять соответствующие меры по локализации, а также использовать оборудование и материалы для локализации в соответствии с реальной ситуацией. Оборудование и материалы, которые могут быть использованы для локализации разлива нефти, включают природные ресурсы и промышленные изделия. К природным ресурсам относятся стебли кукурузы, солома, бревна и т. д.; к промышленным изделиям - нефтеулавливающие боны, канаты, сети и т. д. В этой главе рассказывается в основном о боновых заграждениях.

В настоящее время на рынке представлено довольно много типов боновых заграждений. Стандарт транспортной отрасли Китайской Народной Республики - Боны для удержания нефти (JT/T2022-2001, далее "Стандарт бонов для удержания нефти") классифицирует боны для удержания нефти как:

1. Прочная плавучая стрела
2. Стрела ограждения
3. Внешняя натяжная штанга
4. Надувная стрела
5. Штанга с береговым уплотнением
6. Огнестойкая стрела

В "Типовом тексте ИМО по обучению действиям при аварийных разливах нефти" боновые заграждения классифицируются на три типа, а именно: боновые заграждения, боновые заграждения и боновые заграждения пляжного типа. В этой главе представлены боновые заграждения в соответствии с классификацией, приведенной в "Типовом тексте ИМО по обучению действиям при аварийных разливах нефти".
Конструкции и применение различных типов нефтяных боновых заграждений не одинаковы. В соответствии с реальной ситуацией, выбор подходящего бонового заграждения и принятие разумных форм развертывания могут действительно выполнять функции бонового заграждения и достигать цели локализации и ликвидации разливов нефти.

Раздел 1: Функции и структурные особенности масляного барьера.

1. Функции нефтяного бума

Функции боновых заграждений можно свести к трем основным: локализация и концентрация, отвод разливов нефти и предотвращение возможных разливов нефти.

1.1 Удержание и концентрация нефтяных разливов

После аварии нефтяное пятно быстро распространяется и дрейфует под воздействием силовых потоков, ветра и других внешних факторов, образуя большую загрязненную территорию. Когда разлив нефти происходит в открытых водах, прибрежных водах или портах, своевременная установка нефтяных барьеров может оперативно контролировать распространение нефтяного пятна. Перетаскивая нефтяные барьеры или уменьшая окружающую территорию, можно собрать нефтяную пленку на меньшей площади для восстановления. Это не только предотвращает распространение нефтяного пятна, но и увеличивает толщину нефтяной пленки, облегчая восстановление или другие виды обработки, как показано на рисунке 3-1.

1.2 Отвод нефтяных разливов

После аварии, связанной с разливом нефти, под воздействием внешних факторов разлитая нефть будет дрейфовать и распространяться в произвольном направлении. Чтобы облегчить операцию по восстановлению или направить разлитую нефть в указанное место, особенно в реках или местах с быстрым течением вблизи берега, чтобы эффективно контролировать направление потока разлитой нефти для облегчения восстановления или предотвратить попадание разлитой нефти в чувствительные зоны, обычно устанавливают нефтяные барьеры в указанном Углу для предотвращения. Как правило, существует две ситуации для отвода нефтяных разливов. Один подход заключается в использовании долгосрочных нефтяных барьеров для размещения, как правило, в местах водозабора, на электростанциях и т. д. Другая ситуация - временная установка нефтяных барьеров. В основном это происходит в случае разлива нефти. В зависимости от конкретных обстоятельств временно устанавливаются нефтяные барьеры для отвода разлитой нефти и направления ее в легко восстанавливаемые зоны или другие зоны, не связанные с чувствительными ресурсами, как показано на рисунке 3-2.

1.3 Предотвращение возможных разливов нефти

Под предотвращением потенциальных разливов нефти обычно подразумевается заблаговременная установка нефтяных барьеров в районах, где могут произойти разливы нефти или где существует риск разлива нефти, исходя из местных водных условий, для предотвращения и борьбы с разливами нефти. Таким образом, при возникновении разлива нефти можно предотвратить его распространение и своевременно принять меры по ликвидации разлива нефти в защитной оболочке. Когда суда выполняют операции по погрузке и разгрузке нефти на причале или перевалке нефти на якорной стоянке, им обычно необходимо заранее установить нефтяные барьеры в соответствии с предписанными требованиями к контролю. Иногда для судов, севших на мель или затонувших, перед их спасением также необходимо провести соответствующую локализацию в соответствии с фактической ситуацией, как показано на рис. 3-3.

2. Структура и показатели эффективности масляного барьера

В настоящее время в мире существует множество производителей боновых заграждений, а также множество типов и форм боновых заграждений. Несмотря на это, базовая структура боновых заграждений во многом схожа и состоит из плавающего корпуса, юбки, натяжных лент, противовесов и шарниров.

• Плавающее тело: Часть, обеспечивающая плавучесть нефтяного барьера. Его функция заключается в использовании воздуха или плавучих материалов для обеспечения плавучести нефтяного барьера, что позволяет ему плавать на поверхности воды. Плавучее тело может быть размещено внутри поверхностного слоя нефтяного барьера или вне его.
• Тело юбки: Относится к непрерывной части нефтяного барьера под плавучим корпусом. Его функция заключается в предотвращении или уменьшении утечки нефти из-под нефтяного барьера.
• Натяжная лента: Относится к длинному ленточному компоненту (цепь, ремень), который может выдерживать горизонтальное растягивающее усилие, приложенное к нефтяному барьеру. В основном он используется для противостояния растягивающему усилию, создаваемому ветром, волнами, приливными течениями и волочением.
• Противовес: Балласт, который позволяет масляному барьеру опускаться и улучшает его характеристики. Он может поддерживать масляный барьер в идеальном состоянии в воде. Обычно он изготавливается из стали или свинца, либо в качестве балласта используется вода.
• Совместные: Устройство, постоянно прикрепленное к нефтяному барьеру и используемое для соединения каждой секции нефтяного барьера или других вспомогательных сооружений.

К показателям эффективности нефтяного барьера обычно относятся свободный борт, осадка, высота, общая высота, вес, общая плавучесть, коэффициент плавучести и прочность на разрыв нефтяного барьера.

• Свободный борт: Минимальная вертикальная высота над ватерлинией нефтяного барьера. Используется для предотвращения или уменьшения разбрызгивания масла поверх масляного барьера.
  Черновик: Минимальная вертикальная глубина поверхностного слоя ниже ватерлинии нефтяного корпуса.
• Высота: Сумма свободного борта и осадки масляного барьера.
  Общая высота: Максимальная вертикальная высота масляного барьера.
• Вес: Общий вес полностью собранной секции масляного барьера, включая стык масляного барьера.
• Общая плавучесть: Вес пресной воды, вытесняемой при полном погружении нефтяного барьера в воду.
• Общий коэффициент плавучести: Отношение общей плавучести к общему весу нефтяного барьера, обычно называемое коэффициентом плавучести. Высокий коэффициент плавучести указывает на то, что нефтяной барьер обладает высокой способностью возвращаться в плавучее состояние после погружения в воду. Эта способность нефтяного барьера к самовосстановлению называется свойством волнообразования. Чем выше коэффициент плавучести, тем сильнее способность к самовосстановлению и тем лучше характеристики волнообразования.
• Прочность на разрыв: Разрывное усилие, при котором масляный барьер разрушается под действием напряжения.

3. Основные компоненты и характеристики масляного барьера

3.1 Масляный барьер занавесочного типа

Как показано на рисунке 3-4, основными компонентами занавесочной нефтяной стрелы являются поплавок, юбка, натяжное устройство, балласт, шарнир и т.д. По типу материала поплавка занавесочные боновые заграждения можно разделить на надувные боновые заграждения и боновые заграждения с твердым поплавком.

(1) Нефтяной барьер занавесочного типа с надувным плавучим корпусом называется надувным нефтяным барьером. По способу надувания надувные боновые заграждения можно разделить на надувные под давлением (см. Рисунок 3-5) и самонадувные (см. Рисунок 3-6). По структуре воздушной камеры надувные боны можно разделить на боны с одной воздушной камерой и боны с несколькими воздушными камерами (длина каждой воздушной камеры составляет от 2 до 4 метров). В настоящее время надувные боновые заграждения отечественного производства, как правило, являются многокамерными. В реальной ситуации многокамерный нефтяной барьер обладает лучшей плавучестью. Даже если одна из воздушных камер будет повреждена, весь нефтяной барьер не затонет, и поэтому он получил более широкое распространение.

(2) Масляный барьер занавесочного типа, заполненный цилиндрической или гранулированной пеной или изготовленный из стальных материалов, называется твердым масляным барьером поплавкового типа. Среди них масляный барьер с плавающим корпусом, изготовленным из стальных жаропрочных материалов, также называется огнеупорным масляным барьером.

Юбка масляного барьера занавесочного типа гибкая и может двигаться относительно самостоятельно.

Натяжная лента масляного барьера занавесочного типа обычно состоит из стальных цепей или стальных канатов, расположенных у нижнего края корпуса юбки. Одновременно эта натяжная лента служит противовесом. Натяжные ленты некоторых нефтяных боновых заграждений занавесочного типа расположены под плавучим корпусом и заменяют нижнюю юбку корпуса. В некоторых боновых завесах вместо натяжных ремней используются армирующие ремни. Например, армирующий пояс в середине барьера из ПВХ служит в качестве натяжного пояса.

Часть противовеса занавесочного типа крепится под юбкой нефтяной стрелы. Противовес обычно представляет собой стальные цепи или чугунные блоки (см. Рисунок 3-7). В некоторых стрелах противовес также находится внутри юбки или подвешен непосредственно под юбкой.

С точки зрения конструкции, нефтяная стрела занавесочного типа обладает следующими характеристиками: Во-первых, он имеет высокое отношение плавучести к весу, обычно от 5:1 до 20:1, и обладает хорошими волноприемными характеристиками. Осадка составляет три пятых высоты стрелы, а свободный борт навесной нефтяной стрелы обычно составляет две пятых ее высоты. Во-вторых, надувные нефтяные стрелы занавесочного типа имеют низкую скорость развертывания, но в сдутом состоянии занимают меньше места и имеют гладкую поверхность, которую легко чистить. Длиннокамерная надувная штанга занавесочного типа легко и быстро надувается, но она чувствительна к проколам и порезам и имеет плохие характеристики волнообразования. В-третьих, с точки зрения места применения, большие надувные боновые завесы подходят для открытых вод, а маленькие - для прибрежных районов, портов и других защищенных вод с меньшей скоростью течения. В-четвертых, по сравнению с надувными боновыми заграждениями, твердые боновые заграждения поплавкового типа имеют высокую скорость развертывания и не чувствительны к проколам, однако они сложны в извлечении, требуют больших трудозатрат и занимают больше места.

3.2 Нефтяная стрела заборного типа

Нефтяная стрела с ограждением (см. Рисунок 3-8) состоит из плавучих корпусов, юбочных корпусов, натяжных ремней, балластных грузов и т.д.

Плавающее тело масляного барьера решетчатого типа обычно сплошное и расположено в виде решетки. Материал юбки в основном изготовлен из стекловолоконной сетки или других жестких материалов. Соединение между плавучими телами осуществляется с помощью гибких перегородок, что делает плавучее движение нефтяного барьера более гибким. Натяжные ленты нефтяного барьера решетчатого типа обычно изготавливаются из ремней или стальной проволоки и размещаются во внутреннем слое нефтяного барьера. Противовесы обычно изготавливаются из стальных канатов, стальных цепей, чугунных блоков и т.д.

В соответствии с формой плавучего корпуса и структурными характеристиками, такими как натяжные ленты, нефтяные барьеры решетчатого типа подразделяются на три типа: центральный плавучий тип, внешний плавучий тип и тип внешней армирующей ленты.

1) Центральное плавучее ограждение нефтяного барьера имеет группу центральных плавучих тел, то есть плавучие тела расположены по обе стороны от центральной линии нефтяного барьера и являются симметричными. Группа плавучих тел обычно состоит из твердых дисков из пенопласта, и этот диск плавучести относительно уменьшает объем хранения нефтяного барьера.

2) Внешнее плавающее ограждение масляного барьера. Плавучий корпус этого типа нефтяного барьера обычно устанавливается с одной стороны нефтяного барьера, также он может быть установлен с обеих сторон нефтяного барьера.

3) Установите внешнее ограждение из армированного пояса, чтобы оградить масляный барьер. Этот вид масляного барьера также бывает двух типов. Один из них заключается в установке армирующей ленты на стороне, обращенной к направлению потока энергии (см. Рисунок 3-9); другой подход заключается в установке армирующих лент с обеих сторон и их креплении к верхней и нижней части нефтяного барьера с помощью стальных канатов.

Характерными особенностями нефтяных заграждений оградительного типа являются: низкий коэффициент плавучести, как правило, от 3:1 до 6:1, плохая волноотбойная способность, и, как правило, они не подходят для открытых морских районов. Свободный борт нефтяного барьера составляет одну треть от общей высоты барьера, а осадка - две трети от общей высоты.

Оно обладает хорошими противоприливными характеристиками и подходит для длительного размещения в относительно закрытых акваториях и реках. Центральное ограждение плавающего типа имеет небольшую площадь контакта с водой, плохие характеристики качания и склонно к скатыванию. Внешнее плавучее ограждение нефтяного барьера имеет большую площадь контакта с водой, что повышает эффективность борьбы с качением, но прочность внешнего плавучего корпуса в воде относительно слабая. Внешний масляный барьер с армированным поясом обладает хорошими противоприливными характеристиками, но его планировка сложна, а армирующий пояс подвержен запутыванию при утилизации. Односторонний армированный сетчатый нефтяной барьер может использоваться только в водах с однонаправленным приливным течением. В целом, этот вид нефтяного барьера прост в изготовлении и имеет относительно низкую стоимость, однако он отличается большим объемом хранения. В качестве материалов для покрытия нефтяного барьера в основном используются резина, ПВХ, полиуретан и т.д.

С точки зрения текущего фактического использования, масляные барьеры занавесочного и заборного типа являются наиболее часто используемыми типами масляных барьеров. Некоторые производители масляных барьеров, основываясь на соответствующих характеристиках масляных барьеров занавесочного и заградительного типа, выпускают масляные барьеры, которые находятся между ними. Поэтому иногда бывает очень сложно строго разграничить масляные барьеры занавесочного и заборного типа.

3.3 Нефтяные боновые заграждения берегового типа

Когда нефтяное пятно распространяется на пляж, обычным бонам трудно оградить его. Поскольку глубина воды меньше, чем осадка нефтяного барьера, велика вероятность его опрокидывания. В районах с высокими и низкими приливами нефтяным барьерам также сложно прикрепиться к земле. На этом этапе следует использовать нефтяной барьер берегового типа, конструкция которого показана на рисунке 3-10.

Пляжный нефтяной барьер обычно состоит из трех независимых трубных полостей, каждая длиной от 10 до 25 метров, образующих единое целое. Одна из трубных полостей расположена сверху, а две другие - снизу, образуя таким образом конструкцию в форме "штыря". Верхняя полость трубы заполнена воздухом, а две нижние полости - водой, что обеспечивает достаточный вес для поддержания нефтяного барьера в герметичном состоянии по отношению к земле или пляжу.

Верхняя полость трубы, заполненная воздухом, является плавающим корпусом этого вида нефтяного барьера, а две нижние полости трубы, заполненные водой, являются юбочными корпусами этого вида нефтяного барьера. Осадка - это вертикальная высота двух нижних трубных полостей после их заполнения водой. Натяжная лента - это конструкционный материал самого нефтяного барьера. Противовесом является вода, заполняющая две нижние трубные полости. В настоящее время нефтяные боновые заграждения берегового типа в основном изготавливаются из полиуретановых материалов.

Как уже упоминалось выше, нефтяной барьер берегового типа имеет довольно уникальную конструкцию. Высота носовой части этого типа нефтяного барьера равна высоте полости трубы, заполненной газом, а осадка составляет примерно половину общей высоты нефтяного барьера. Коэффициент плавучести обычно составляет от 5:1 до 10:1. Этот тип нефтяных барьеров очень удобен для установки в приливно-отливной зоне или на стыке суши и воды для перехвата разливов нефти. При использовании этого типа нефтяного барьера, как правило, сначала выбирается место для установки. Затем в нижнюю и верхнюю полости трубы закачиваются вода и воздух соответственно. Количество закачиваемой воды должно быть соответствующим; избыток воды повлияет на эффект уплотнения с землей.

В структуре нефтяного барьера берегового типа можно выделить следующие основные особенности: Область применения относительно узкая, обычно подходит только для перехвата разливов нефти в приливно-отливной зоне и на стыке воды и суши. Площадка, на которой устанавливается нефтяной барьер, должна быть относительно ровной, чтобы достичь относительно идеального эффекта герметизации. На пляжах с большим количеством камней эффект герметизации будет снижен. Его можно соединять и использовать в сочетании с другими типами нефтяных боновых заграждений. Из-за уникальной структуры необходимо соблюдать особую осторожность при развертывании и утилизации, чтобы не проколоть и не поцарапать поверхность.

4. Разъем масляного барьера

Соединитель защитной оболочки - это устройство, используемое для соединения каждой секции защитной оболочки друг с другом или для соединения защитной оболочки с причальной стенкой, корпусом судна и т. д. Одна из функций соединителя - регулировка длины нефтяного барьера, а другая - предотвращение утечки плавающей нефти между нефтяным барьером и соединенным объектом. Для разных типов и функций масляных барьеров требуются разные соединители для масляных барьеров. При выборе газового барьера, помимо учета различных факторов, упомянутых ранее, необходимо также обратить внимание на соединители самого газового барьера, соответствуют ли они единым стандартам, можно ли их соединять и использовать с другими газовыми барьерами. В этом разделе представлены несколько распространенных соединителей.

4.1 Соединители между нефтяными штангами

Для удобства использования масляный барьер обычно оснащается разъемами, которые удобно демонтировать или соединять через определенные промежутки времени. Учитывая такие факторы, как тип и область применения масляного барьера, соединители масляного барьера сильно различаются по прочности и удобству демонтажа, и существует множество их типов. В настоящее время на международном уровне не существует единого стандарта. Соединенные Штаты требуют использования быстроразъемных соединений крюкового типа по стандарту ASTM, в то время как Китай требует использования трех типов соединителей для нефтяных барьеров: крюкового, шарнирного и канатно-прокалывающего типа.

1) Шарнир крюкового типа (см. рис. 3-11): шарниры крюкового типа обладают такими преимуществами, как удобство эксплуатации, простота соединения и легкость демонтажа.

2) Шарнирное соединение (см. рис. 3-12): шарнирные соединения обладают высокой прочностью и надежностью, что делает их более подходящими для долгосрочной установки масляных барьеров.

3) Канатопрокалывающее соединение: Канатопрокалывающее соединение - это относительно примитивный и устаревший тип соединения, часто используемый в боновых заграждениях из ПВХ с твердым поплавком.

4.2 Соединения между нефтяным барьером и причальной стенкой

После установки нефтяных барьеров в портах и доках, чтобы предотвратить переливание и утечку нефти, необходимо обеспечить относительную герметичность между нефтяными барьерами и сопрягаемыми участками или объектами, например корпусом судна. Из-за приливов и отливов и неспособности людей вовремя отрегулировать высоту нефтяного барьера внутри корпуса часто происходят разливы нефти, в результате чего нефтяной барьер становится неэффективным. По этой причине, благодаря постоянной практике, люди разработали своеобразный соединитель, называемый приливным компенсатором (см. Рисунок 3-13). Он может автоматически и без участия человека своевременно регулировать высоту нефтяного барьера в зависимости от прилива и отлива. Он представляет собой вертикальное раздвижное устройство. Его конструкция состоит в основном из цилиндрического плавучего корпуса, вертикального паза для скольжения и обруча. При необходимости все устройство нужно только закрепить на соответствующей береговой стене и соединить с одним концом масляного корпуса. Этот скользящий соединитель не только не подвержен влиянию приливных колебаний, но и обеспечивает герметичность между нефтяным барьером и причальной стенкой.

4.3 Соединительные элементы между масляным барьером и корпусом

Этот тип соединителя является магнитным. Магнит с высокой магнитной силой крепится к корпусу судна. Оператор может вручную регулировать фактическую высоту нефтяного барьера в зависимости от осадки судна или условий прилива для достижения цели контроля перелива нефти.

Из этого видно, что для предотвращения разлива и утечки нефти при использовании данного типа соединителя необходимо, чтобы дежурный персонал осуществлял регулярный контроль и в любое время регулировал высоту соединителя в зависимости от прилива и отлива, осадки судна и т.д.

Раздел 2: Применение масляного барьера

1. Требования к характеристикам окружающей среды для нефтяных барьеров

В "Стандартах для боновых заграждений" воды, в которых используются боновые заграждения, подразделяются на четыре типа водных условий: спокойные воды, спокойные и быстротекущие воды, защищенные воды и открытые воды. К спокойным водам относятся воды с высотой волны от 0 до 0,3 метра и скоростью течения воды менее 0,4 метра в секунду; к спокойным и быстротекущим водам относятся воды с высотой волны от 0 до 0,3 метра и скоростью течения воды 0,4 метра в секунду и выше; к защищенным водам относятся воды с высотой волны от 0 до 1 метра; к открытым водам относятся воды с высотой волны от 0 до 2 метров или 2 метра и выше. Различные водные среды предъявляют разные требования к работе нефтеулавливающих бонов. Ни один боновый заградитель не может быть применим ко всем видам водной среды. Только при выборе бонового заграждения, отвечающего показателям эффективности в соответствии с конкретной водной средой, можно полностью реализовать функции и эффекты бонового заграждения. В таблице 3-1 представлены требования к эксплуатационным характеристикам боновых заграждений для различных водных сред в демонстрационном учебном пособии IMO.

Форма 3-1 Требования к эксплуатационным характеристикам нефтяных барьеров в различных акваториях

2. Общие принципы выбора нефтяных штанг

При выборе боновых заграждений в первую очередь следует учитывать требования к водной среде для боновых заграждений и основные эксплуатационные параметры боновых заграждений, а затем условия на месте эксплуатации и эксплуатационные характеристики боновых заграждений.

2.1 Водная среда: Водная среда обычно относится к трем ситуациям: первая - спокойная водная поверхность с высотой волны 0,3 м (например, озера, порты и т.д.); вторая - спокойная водная поверхность с течением (например, реки); третья - защищенные воды с волнами выше 1,0 м и открытые воды с волнами выше 1,0 м.

2.2 Эксплуатационные параметры бона для удержания нефти: Здесь под эксплуатационными параметрами бона для удержания нефти понимаются свободный борт, осадка, отношение осадки к весу и общая сила натяжения.

2.3 Эксплуатационные характеристики бона для удержания нефти: Эксплуатационные характеристики нефтеулавливающего бона обычно включают в себя долговечность нефтеулавливающего бона, легкость развертывания, хорошую плавучесть, высокую скорость развертывания, хорошую герметичность береговой линии, простоту обслуживания и ухода, удобство хранения и применимость.

При выборе бонового заграждения, помимо тщательного рассмотрения всех вышеупомянутых факторов, необходимо также провести сравнение характеристик и цены в зависимости от цели применения, будь то заграждение, отвод, защита, или других факторов, таких как требования к развертыванию, условия эксплуатации, обслуживание и использование. Таким образом, можно выбрать наиболее подходящий для конкретной ситуации боновый заградитель. В таблице 3-2 приведены рекомендации по выбору боновых заграждений в "Плане ликвидации аварийных разливов нефти в Северном морском районе".

3.Примеры выбора боновых заграждений для тушения нефти:

3.1 Выбор барьеров для защиты от нефтезатопления в открытых водных пространствах

При выборе нефтеулавливающего бона в открытых водах необходимо учитывать следующие факторы: (1) Прочность бона: Выбранный боновый заградитель должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать различные внешние воздействия, оказываемые на него ветром, волнами и приливами; (2) Простота развертывания: Выбранный нефтеулавливающий бум должен быть удобно развернут с судна или из других мест на поверхности воды и иметь идеальную форму; (3) Место для хранения: Когда происходит разлив нефти, суда, направляющиеся к месту разлива, могут нести большое количество аварийного оборудования. В это время необходимо учитывать, достаточно ли места на палубе судна; (4) соотношение плавучести и веса: Опыт показывает, что отношение плавучести к весу бонового заграждения, развернутого в открытых водах, должно быть выше 8:1; (5) Свободный борт и осадка: Размеры свободного борта и осадки должны определяться высотой волн и приливами и отливами в акватории, где работает судно.
Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы и ссылаясь на таблицу 3-2 Руководства по выбору нефтезадерживающих судов, нетрудно понять, что для открытых вод надувные боновые заграждения являются наиболее идеальным выбором.

3.2 Выбор боновых заграждений для борьбы с нефтью в реках и прибрежных водах

Основная цель установки боновых заграждений на реках и в прибрежных водах - отвлечение разливов нефти. Зоны развертывания относительно широки, а время развертывания относительно велико. Поэтому при выборе боновых заграждений необходимо учитывать следующие основные факторы: (1) Устойчивость к проколу: Рекомендуется использовать твердые боновые заграждения поплавкового типа или надувные резиновые боновые заграждения, которые менее чувствительны к проколам; (2) течение и приливы: В районах со слабым течением можно использовать стандартные сетчатые боновые заграждения центрального типа; на порогах и в районах с сильным течением можно выбрать сетчатые боновые заграждения с усиленными поясами или шторные боновые заграждения с утяжеленными цепями в качестве усиливающих поясов.

3.3 Выбор боновых заграждений для борьбы с нефтью в акватории, прилегающей к причалу

Для защиты акватории причала в первую очередь следует обратить внимание на простоту быстрого развертывания. Для этой цели подходят самонадувающиеся боновые заграждения или боновые заграждения из твердой пены. Если поток воды в районе причала быстрый, следует выбрать боновые заграждения или боновые заграждения с твердым плавающим покрытием. Если фиксированные или полуфиксированные боновые заграждения устанавливаются на причале с сильными волнами, следует выбирать боновые заграждения с высокой прочностью и высоким отношением плавучести к весу. Для этой ситуации подходят резиновые боновые заграждения или боновые заграждения из твердой пены. Эти два типа боновых заграждений менее чувствительны к острым предметам.

Форма 3-2 Руководство по выбору боновых заграждений для борьбы с нефтью

4. Формы развертывания нефтезадерживающих катеров

Функции локализации, отвода и предотвращения разливов нефти с помощью боновых заграждений могут быть выполнены благодаря соответствующим формам развертывания. В соответствии с различными типами акваторий, формы развертывания боновых заграждений можно разделить на две ситуации: в открытых водах и в прибрежных зонах и реках.

4.1 Формы развертывания нефтяных боновых заграждений в открытых водах

При развертывании нефтяных боновых заграждений в открытых водах форма зависит в основном от цели развертывания и количества судов, участвующих в операции по развертыванию. Типичные формы развертывания включают развертывание одним судном (односторонняя буксировка и двухсторонняя буксировка), развертывание двумя судами и развертывание тремя судами.

(1) Форма развертывания одного корабля

Для развертывания одного судна требуется такое оборудование, как суда для ликвидации разливов нефти, выдвижные штанги (выдвижные кронштейны и буи), боновые заграждения или боновые заграждения, оснащенные скиммерами. Длина выдвижных штанг выбирается в зависимости от размера судна и обычно составляет 5-15 метров. Односудовая буксировка может осуществляться с односторонней буксировкой (выдвижные штанги выдвигаются с одного борта судна) для локализации и уборки поверхностного разлива нефти или с двухсторонней буксировкой (выдвижные штанги выдвигаются с обоих бортов судна). Форма буксируемого одним судном нефтеулавливающего бона обычно V-образная, как показано на рис. 3-15. Однако при развертывании крупномасштабных нефтеулавливающих боновых заграждений в такой форме маневренность судна будет в определенной степени ограничена.

Односторонняя V-образная буксировка предполагает соединение нефтезадерживающей стрелы с судном и верхней частью удлиненного рукава соответственно. Длина V-образной стрелы с одной стороны обычно составляет от 10 до 50 м, в основном в зависимости от размера судна. Такая форма развертывания может образовать только одну зону восстановления, поэтому для восстановления скиммер следует размещать в нижней части V-образной стрелы, то есть в месте наибольшей концентрации разлива нефти. Во время процесса извлечения необходимо постоянно наблюдать и регулировать положение стрелы, чтобы нижняя часть V-образной стрелы находилась как можно ближе к борту судна для облегчения извлечения. Если во время односторонней буксировки поднятое нефтяное пятно находится в твердом состоянии, для его извлечения следует использовать сачок.

Если боновые заграждения установлены по обоим бортам судна, можно сформировать две зоны восстановления. Это не только обеспечивает одинаковые усилия на обоих бортах судна, но и облегчает маневрирование судна в данной ситуации по сравнению с развертыванием боновых заграждений только на одном борту. Стоит отметить, что для установки боновых заграждений с обоих бортов требуется просторная акватория. Если буксируемая акватория узкая, двусторонняя буксировка невозможна.

Для успешной двусторонней буксировки требуется большое количество сопутствующего оборудования. Поэтому для судна требуется широкая палуба, где можно разместить достаточное количество оборудования для ликвидации и хранения разливов нефти, а также достаточно места для размещения аварийного персонала для проведения операций по очистке.

(2) Формы развертывания двух судов

Для развертывания нефтеулавливающей стрелы двумя судами обычно используется J-образное развертывание, также известное как J-образная буксировка (см. рис. 3-16).

Для такой формы развертывания обычно требуется два судна. Одно из них служит главным буксирным судном, используемым для буксировки более короткого конца нефтеулавливающего бона и хранения необходимого аварийно-спасательного оборудования и аварийно-спасательного персонала; другое - буксирным судном, используемым для буксировки более длинного конца нефтеулавливающего бона. Длина нефтеулавливающего бона должна составлять 200-400 м. Длина нефтеулавливающей стрелы от главного буксировочного судна до дна J-образной конструкции составляет 20-40 м, а скимминговое устройство размещается на дне J-образной конструкции. Нефтезадерживающая стрела должна находиться как можно ближе к одному борту главного буксирного судна (10-20 м), чтобы облегчить работу скимминга или другого оборудования для извлечения нефти.

Для получения и поддержания идеальной формы днища нефтеулавливающей стрелы ее форма может быть соответствующим образом отрегулирована путем натяжения троса, соединяющего стрелу с судном.

При использовании двух судов для отвода разливов нефти длина нефтеулавливающей стрелы обычно составляет 100-400 метров. Если стрела будет слишком длинной, вспомогательному судну будет сложно поддерживать идеальное положение, и эффективность системы снизится.

При проведении операции по буксировке двух судов, как правило, главное буксирующее судно выступает в роли командира. Главное буксирное судно должно оперативно и точно давать указания предыдущему буксирному судну, исходя из ситуации по локализации и уборке разлива нефти. Буксирные суда должны постоянно поддерживать хорошую связь с главным буксирным судном и своевременно корректировать свой курс и скорость в соответствии с инструкциями. Только таким образом можно постоянно поддерживать хорошую J-образную форму локализации и зачистки, достигая желаемого эффекта по извлечению нефти.

(3) Форма развертывания трех судов

Чтобы увеличить зону охвата при локализации нефтяного разлива, люди постепенно обнаружили, что использование трех судов для развертывания и зачистки боновых заграждений более эффективно. При развертывании трех судов обычно используется U-образная (см. Рисунок 3-17) или открытая U-образная форма локализации. При U-образной форме локализации в основном используются два судна для параллельной буксировки нефтеулавливающих боновых заграждений. Во время буксировки длина нефтеулавливающей стрелы обычно составляет 600 метров. По сравнению с буксировкой в форме J, при буксировке параллельно двумя судами легче поддерживать правильное положение. В то время как первые два буксировочных судна продвигаются одновременно, третье судно должно всегда находиться снаружи от дна U-образной формы, исходя из скорости двух буксировочных судов, и использовать другое подходящее оборудование для сбора разлитой нефти, такое как скиммеры, для сбора разлитой нефти, застрявшей на дне U-образной формы. Такая форма сдерживания и сметания имеет большой объем сбора. Поэтому перед началом операции необходимо полностью продумать вместимость третьего судна (судна-извлекателя), чтобы избежать возвращения на полпути или многократной смены судов-извлекателей из-за недостаточной вместимости, что создает неудобства для непрерывной работы.

Открытая U-образная защитная конструкция разработана на основе U-образной защитной конструкции. Две секции боновых заграждений для удержания нефти простираются на 3-10 м в обе стороны от отверстия, образуя воронку. Дно U-образной конструкции регулируется канатами, чтобы сделать ширину отверстия 5-10 м, тем самым уменьшая воздействие турбулентности на плавающую нефть. Такая форма позволяет контролировать поток разлитой нефти и облегчает работу по ее извлечению. Затем, через третью емкость, проводится восстановление разлитой нефти с помощью одностороннего или двухстороннего сметания.

Независимо от вышеупомянутых трех форм развертывания, независимо от того, какое судно является главным буксировщиком или судном, ответственным за операцию по подъему, при проведении операции по подъему закрытого трала необходимо всегда обращать внимание на то, нет ли вихрей или вновь появляющихся нефтяных пленок, плавающих за боном для удержания нефти. Если такие явления возникают, это указывает на слишком высокую скорость буксировки. Судно должно постепенно снижать скорость, пока эти явления не исчезнут.

4.2 Формы развертывания нефтяных боновых заграждений в прибрежных водах и реках

При размещении нефтяных боновых заграждений в прибрежных водах выбранная форма часто зависит от цели размещения. Если целью является локализация разливов нефти, особенно в таких зонах, как приливно-отливные зоны, где суша и вода чередуются, то лучше всего использовать форму, при которой береговой боновый заградитель соединяется с другими боновыми заграждениями и используется последовательно, располагая конец, соединенный с береговым заградителем, на стороне, расположенной ближе к берегу. Если боновое заграждение предназначено для отвода нефти, оно должно быть развернуто в многослойном перекрывающемся виде для поэтапного отвода. На реках для целей локализации или отвода разливов нефти основными формами установки боновых заграждений являются плечевая и ступенчатая (см. Рисунок 3-19).

Методы установки боновых заграждений в прибрежных зонах и на реках отличаются от методов установки боновых заграждений в открытых водах. Для обеспечения эффективности боновых заграждений необходимо учитывать в основном следующие факторы:

（1）Водная среда: Водная среда, о которой здесь идет речь, в основном относится к направлению и скорости течения в предполагаемой защищенной акватории, чтобы определить разумный угол установки. Опыт показывает, что если скорость течения относительно вертикального направления нефтеулавливающего бона превышает 0,7 узла, разлитая нефть может вырваться из-под нефтеулавливающего бона и не сможет достичь цели удержания нефти. Поэтому при установке бонового заграждения в реках или прибрежных водах следует обратить внимание на формирование определенного угла между установкой бонового заграждения и направлением течения и своевременную его корректировку в зависимости от изменения направления течения для уменьшения скорости дрейфа разлитой нефти относительно бонового заграждения. Чем больше скорость потока, тем меньше должен быть угол между нефтеулавливающей стрелой и скоростью потока. В то же время следует обратить внимание на длину нефтеудерживающей стрелы. В зависимости от конкретных потребностей длина нефтезадерживающей стрелы должна быть увеличена или уменьшена. Как правило, в районе реки для локализации разлива нефти длина нефтеулавливающей стрелы примерно в два раза превышает ширину реки. Из-за быстрого течения реки часто возникает явление утечки разлитой нефти. В ответ на эту ситуацию можно развернуть несколько боновых заграждений внахлест, чтобы снизить вероятность утечки разлитой нефти. В таблице 3-3 приведены углы установки и длина боновых заграждений на реках.

Форма 3-3 Требуемый угол и длина для установки боновых заграждений для удержания нефти в реке.

Например: Скорость течения составляет 1,5 узла, угол развертывания - 30 градусов, а длина нефтеулавливающей стрелы должна быть в два раза больше ширины реки.

(2) Выбор мест для установки нефтяных боновых заграждений. Большинство рек имеют относительно спокойные участки воды, которые обычно расположены на внутренней стороне речных изгибов, в местах с растительностью или там, где выступают скалы. Это лучшие места для отвода нефтяных пятен, а также идеальные места для ликвидации разливов нефти (см. Рисунок 3-20).
При проведении операции по локализации, исходя из навигационных условий, нефтеулавливающий бум может быть разделен на две части для перехвата разлива нефти. Не устанавливайте боновые заграждения поперек реки, чтобы не препятствовать входу и выходу судов в этот район и из него. Кроме того, что касается формы развертывания бонового заграждения, то при определенных условиях более короткие боновые заграждения легче развернуть и сформировать, чем длинные. Этот момент следует учитывать во время операции по развертыванию. Пока цель локализации может быть достигнута, длину нефтеулавливающей стрелы следует максимально сократить. Это также может сократить последующие работы по извлечению и очистке нефтеулавливающей стрелы.

Во время операции по локализации разлива нефти часто можно наблюдать, что в то время как боновое заграждение контролирует разлив нефти, значительное количество мусора, такого как сорняки, ветки и листья, смешивается с плавающей нефтью и плывет вместе с ней, собираясь по бокам бонового заграждения. Как правило, этот мусор не наносит никакого ущерба бону, но оказывает определенное воздействие на скиммеры, используемые в операции по сбору нефти. Поэтому оперативный персонал должен обращать внимание на мусор и как можно скорее удалять его, чтобы скиммеры могли непрерывно и эффективно выполнять операции по ликвидации разлива нефти.

Чтобы предотвратить попадание плавающего мусора в боновые заграждения, перед боновыми заграждениями можно установить бревна, которые будут заблаговременно перехватывать мусор и тем самым уменьшать воздействие плавающего мусора на боновые заграждения на поверхности воды. Бревна, используемые для перехвата мусора, должны быть надежно закреплены, чтобы их не смыло потоком воды и не причинило ненужного ущерба.

(3) Диапазон приливов и отливов и глубина воды в местных водах: В прибрежных и мелководных районах при установке боновых заграждений необходимо учитывать, могут ли диапазон приливов и отливов и глубина воды в этом районе соответствовать требованиям по осадке боновых заграждений. Как правило, глубина воды в районе установки боновых заграждений должна быть не менее чем в три раза больше осадки боновых заграждений. В противном случае, если глубина воды недостаточна, даже если боновые заграждения будут развернуты, они потеряют свой сдерживающий эффект. Для мелководных участков или участков с недостаточной глубиной воды лучше всего рассмотреть возможность их использования в сочетании с береговыми боновыми заграждениями в зависимости от фактической ситуации, чтобы предотвратить загрязнение берегов рек и приливно-отливных зон в результате случайного разлива нефти.

5. Развертывание боновых заграждений для борьбы с нефтью

Перед развертыванием боновых заграждений их следует как можно полнее собрать на земле или на палубе судна в соответствии с требуемой приблизительной длиной. Необходимая длина может быть указана в таблице 3-4 для длины развертывания боновых заграждений при нормальных условиях. Существует множество методов развертывания боновых заграждений в зависимости от типа бонового заграждения и района использования. Они могут быть развернуты с берега, с пристани, с судна, с катушки, с контейнера или с платформы. Распространенными методами являются развертывание с судна и развертывание с берега.

Форма 3-4 Длина развертывания нефтеулавливающей стрелы при нормальных условиях

5.1 Развертывание с корабля

When deploying the oil booms from a ship, they should be stored and fixed on the ship’s deck. The following steps should be followed when deploying the oil booms from a ship:

(1) Selection of towing vessels. When deploying oil containment booms, choosing the right towing vessels is also crucial for achieving effective containment. When selecting towing vessels, one must consider the towing capacity of the vessels. Generally, it can be calculated that for every 200 (Newton) of towing force, it is equivalent to 1 horsepower of the engine inside the vessel. For example, if a single vessel towing is responsible for containing an oil spill boom with a resistance of 20,000 (Newton), a vessel with a towing capacity of more than 100 horsepower must be selected. If a U-shaped towing with a resistance of 40,000 (Newton) is carried out using two vessels, two vessels with a towing capacity of more than 1,000 horsepower each must be selected. In addition to considering the towing capacity, when the towing vessel is also responsible for oil spill recovery (single vessel deployment), the deck space must also be considered, whether it is sufficient to load the necessary cleaning and pollution control equipment, and whether there is sufficient cargo space.

(2) Determination of Deployment Scheme. The success of rapid deployment of oil containment booms and their effectiveness in controlling oil spills is highly dependent on the determination of the deployment scheme. Main considerations should include the type of containment booms to be used, their length, the deployment platform, and the deployment methods. Taking vessel deployment as an example, the scale of the oil spill and the surrounding water environment should be taken into account to determine the size of the main and auxiliary tugboats and their supporting auxiliary equipment. At the same time, the number of personnel involved in the containment operation on board the vessel should be determined, and their responsibilities should be clearly defined. Specific operation steps and communication methods should be clarified, and the towing route should be preliminarily drawn up to ensure that each participant is well-informed and that the actions are unified and in step. After the deployment scheme is determined, all vessels and personnel involved in the containment operation must strictly fulfill their duties and obey the unified command of the commanding personnel or the commanding vessel.

(3) Preparations before Deployment. Before officially deploying the oil containment boom into the water, it is necessary to check whether all matters related to the containment operation have been prepared in place. For example, if the oil containment boom is scattered on the deck, each unit of the oil containment boom should be connected well, and one end of the oil containment boom as well as other equipment that does not need to enter the water should be fixed on the deck of the vessel. If there are no reinforcement points on the deck of the deployment vessel, reinforcement equipment should be set up to prevent equipment that should not enter the water from being accidentally dragged into the water during the operation. The towing rope of the oil containment boom must be firmly connected to the deck of the vessel in advance. Personnel specifically responsible for the deployment operation should wear life jackets, take their positions, and pay attention to their own safety.
Generally speaking, if a grid-type oil containment boom and a solid float-type oil containment boom are used for deployment, the storage device of the oil containment boom can be placed at the stern of the vessel. This is because it does not require too much space and the deployment operation is more convenient. However, if an inflatable oil containment boom is used, the storage device of the oil containment boom and the stern of the vessel usually require a large deck space. The size of the deck space depends on the length of each air chamber of the oil containment boom, and it is usually 5-6 meters. In summary, the deck space should be sufficient to meet all the operation links for deploying the oil containment boom.

(4) Deployment operation. During the process of deploying the oil containment boom, the deployment vessel should move slowly. After the boom is released for 10 to 20 meters, the speed of the vessel should be increased according to the specific situation. The remaining boom can be pulled out by relying on the resistance force generated by the water on the boom. Generally, the straight towing speed of the oil containment boom is about 5 knots. For the strong-breaking oil containment boom, the straight towing speed can reach 7-8 knots, but not more than 10 knots. The curve towing speed is 3-4 knots, and the U-shaped towing speed is less than 2 knots. During the towing process, it is necessary to prevent the oil containment boom and the towing equipment from getting tangled in the propeller.

The above deployment method does not require an auxiliary vessel. Of course, using an auxiliary vessel can make the deployment operation easier and safer. However, the two vessels should maintain communication to avoid accidents.
Place the grid-type oil containment boom, the solid float-type oil containment boom or the self-inflating oil containment boom. Generally, no other operations are required and they can be deployed immediately. When multiple sections of the oil containment boom need to be stored on the deck, they can be placed on one side of the vessel to facilitate the connection between the sections. During deployment, start from the oil containment boom at the stern of the vessel and deploy the subsequent sections one by one in close succession.

Before deploying the inflatable oil containment boom, use an inflation machine to inflate it. At this time, the winch should rotate slowly. When the last few sections of the oil containment boom are deployed, operate with extra caution to avoid the other end of the boom also falling into the water.

The towing rope of the oil containment boom must be firmly connected to the vessel’s deck in advance. When deploying the last section of the oil containment boom, first deploy the freely floating towing rope, then tie the towing rope of the oil containment boom to a mooring post or similar object and secure it on the auxiliary tugboat. At this point, the formed oil containment boom can begin its containment operation.

5.2 Развертывание с берега

Deployment of oil booms from the shore should be carried out after choosing the appropriate location for deployment in advance. The oil booms can be dragged into the water from the shore by using vessels and manpower against the current to form the required shape.

The procedure for deploying oil booms from the shore is basically the same as that for deploying them from vessels. The difference is that an auxiliary vessel is needed. One person on the shore needs to give instructions and maintain communication with the vessel.

When one end of the oil containment boom is fixed on the shore, the auxiliary vessel should tow the boom and keep it in the correct position. In the nearshore area with very high current velocity (3-6 knots), deploying a 200-meter-long oil containment boom requires a powerful vessel to maintain the correct position of the boom. In the area with significant tidal variations at the wharf, the tidal range should also be considered.

In addition, although aircraft transportation for deploying the oil containment boom is fast, it is rather complicated and can only deploy self-inflating oil containment booms.

6. Закрепление боновых заграждений для сбора нефти

Among various deployment forms of oil containment booms, due to the influence of various factors such as wind and current, it is difficult for the booms to maintain the predetermined shape and achieve the purpose of containing oil spills. For instance, using ships to maintain the shape of the booms during deployment is very costly. In contrast, using anchors is more economical. Therefore, when dealing with relatively fixed oil spill sources, using anchors to maintain the containment shape of the booms is the most common practice. Before anchoring the booms, especially when they need to be left overnight after deployment, it is necessary to understand the local water conditions and meteorological information in advance. Anchoring the booms requires not only anchors but also release ropes, anchor chains, float buoys, drag heads, lights, and other accessories. For some waters that require special protection, corresponding types of cats can be pre-deployed to prevent unexpected situations.

6.1 Якорь с использованием среды

When using an anchor, one should be familiar with the relevant conditions such as the bottom structure (sand, stones or rocks), flow direction, flow velocity and water depth to ensure the size of the anchor (see the table below) as well as its effectiveness and safety.

The use of anchors has two scenarios:
(1) If the flow direction of the water area where the oil booms are deployed is unidirectional, the anchor must be placed on the side of the oil booms facing the flow direction.
(2) If the flow direction changes, such as in the intertidal zone, anchors should be set on both sides of the oil booms. Most oil booms have anchor seats or oil boom joints that can be connected to anchors.

6.2 Количество используемых анкеров

The number and size of anchors to be used depend on the forces (wind, current, waves) acting on the oil containment boom, the direction of flow, the length of the oil containment boom, the size of the vessel, and other factors. Generally, for a floating oil containment boom (with a height of about 1.2m), 40-80m requires one or two anchors to be deployed. For an inflatable oil containment boom (with a height of 2m), 2-4 anchors can be deployed for 100m.

According to the requirements of the “Standard for Oil Spill Containment Booms” regarding the anchors used for oil spill containment booms, when using manual deployment and retrieval anchors, the weight of each anchor should not exceed 150kg. The types of anchors can be large holding force anchors, fishing gear anchors, v-shaped anchors, naval anchors, Danforth anchors, four-pronged anchors, or single-arm anchors. Usually, anchors weighing 20-100kg with lifting devices are used.

6.3 Анкерное усилие

When anchoring is necessary, the anchoring force is the key factor determining whether the oil containment boom can maintain an effective containment form to achieve oil containment. Generally, one should first understand the anchoring force of the anchor (refer to Table 3-5), and then make the correct choice based on the water area and soil conditions.

Form 3-5 The grip of the Danforth anchor

The anchoring force of the anchor is also affected by other factors, mainly depending on the angle between the anchor chain and the seabed. The most suitable angle is 0 degrees. If the anchor chain is lifted by more than 10%, the anchoring force of the anchor will significantly decrease. Connecting the anchor chain to the anchor chain can reduce the movement of the anchor chain. Similarly, using the anchor ball can prevent the anchor chain from being lifted. The anchor ball can form a certain angle between the oil containment boom and the anchor rope. This angle can reduce the impact of the movement of the oil containment boom system on the anchor system. As shown in Figure 3-21.

To prevent the anchor from being lifted by wave action, the length of the rope connecting the anchor and the anchor ball should be at least three times the water depth. The length of the anchor rope Under different sea conditions: In general sea conditions, the length of the anchor rope is five times the water depth; in calm waters, the length of the anchor rope is three times the water depth; under adverse sea conditions, the length of the anchor rope is seven times the water depth.

The size of the anchor ball is determined by the weight of the anchor. Usually, the volume of the anchor ball is 60 to 250 liters. From a safety perspective, to prevent the anchor from being retrieved for too long and affecting the rapid movement of the oil containment boom, a quick-release device, such as a snap ring, is usually used between the anchor ball and the oil containment boom.
During the use of the anchor, there may be situations where the anchor rope breaks or gets stuck. To facilitate the retrieval of the anchor, the position of the anchor is usually marked by a throwing anchor float; when the anchor gets stuck, the anchor can be retrieved from the opposite direction by using the throwing anchor float and the pulling anchor rope. The length of the rope between the anchor and the throwing anchor float should be at least twice the water depth.

6.4 Вопросы, на которые следует обратить внимание при использовании анкеров

In the practice of oil spill emergency response, after continuous exploration and research, some guidelines have been summarized and are worthy of reference. First, when deploying oil booms in waters with high flow velocity, it is advisable to drop the anchor first, then deploy the oil booms, and finally fix the oil booms at an appropriate position. In waters affected by tides, flow velocity, and waves, when deploying oil booms, the ropes for fixing the oil booms should have sufficient slack. Besides using anchors to fix the oil booms, objects such as trees on embankments and pillars of bridges can also temporarily fix the oil booms. In some waters (such as rivers), based on the fixed flow direction, an appropriate oil boom can be selected and one end can be fixed for a long time, allowing the other end to move freely. When necessary, the free-moving end can be used to gather the oil-spilling vessels.

Раздел 3: Отказ судов для удержания нефти и меры по его предотвращению

The failure of the oil containment boom refers to the phenomenon where the spilled oil that is contained by the oil containment boom escapes from above or below the boom, thereby reducing the effectiveness of the boom. After the oil containment boom is deployed, due to various environmental factors and deployment techniques, various failure phenomena may occur. This section mainly introduces the causes and preventive and corrective measures for failure phenomena such as oil spill carrying escape, oil spill leakage, oil spill splashing, boom overturning, boom sinking, and boom structural damage.

1. Сбой при втягивании

The phenomenon of oil escape from containment is that oil droplets constantly detach from the bottom of the oil film under the action of water flow and re-aggregate to form a new oil film on the other side of the containment barrier, as shown in Figure 3-22. This phenomenon is caused by factors such as flow and waves. When the flow and waves are in the same direction, relative to the fixed containment barrier, the movement speed of the spilled oil is the sum of the speed of waves and flow. When this speed exceeds 0.7 knots (0.36 m/s), turbulent flow will occur below the bottom of the contained oil film, causing oil droplets to detach and escape with the turbulent flow. Some of the escaped oil droplets will re-emerge on the other side of the containment barrier and form a new oil film.

In actual containment operations, the phenomenon of oil spill carrying away is inevitable. To minimize the occurrence of oil spill carrying away, the vertical flow velocity of the oil spill towards the containment boom should be reduced. Therefore, when towing containment booms in open waters, this goal can be achieved by lowering the towing speed (relative to the flow velocity); when deploying relatively fixed containment booms and other containment devices in rivers, the only solution is to form a certain angle between the deployment of the containment boom and the flow direction, thereby reducing the vertical flow velocity relative to the containment boom and guiding the floating oil to the area with relatively lower flow velocity to alleviate the carrying away of the oil spill.

2. Неисправность дренажа

Drainage Failure It refers to the phenomenon where the oil spill from the containment system spontaneously escapes from the bottom of the containment baffle skirt. As shown in Figure 3-23. The main reasons for this phenomenon are two:

1. If the amount of spilled oil enclosed within the inner side of the oil containment boom is too large, exceeding the capacity of the boom skirt to control the spillage, the spilled oil will escape from beneath the skirt. Usually, compared with the escape of spilled oil carried away by the wind, the amount of oil escaping from the leak is larger. To prevent the enclosed spilled oil from leaking, first of all, it is necessary to promptly recover the enclosed spilled oil using skimmers or other oil collection devices, or deploy oil-absorbing containment booms in the direction of the reverse flow. Secondly, the speed of the boom’s dragging relative to the oil film can be reduced to avoid concentrating too much spilled oil and failing to recover it in time.

2. The shape of the skirt of the oil containment boom has deviated abnormally. The ideal shape of the skirt should always slightly curve towards the direction of containing the spilled oil, forming a slightly curved arc. Otherwise, it is very likely to cause the leakage of the spilled oil contained by the boom. Sometimes, due to excessive water pressure, the skirt may flip backward, resulting in the spilled oil contained by the boom escaping from beneath the oil containment boom. To address this problem, some have attempted to increase the height of the skirt to solve the issue. However, experience shows that increasing the depth of the skirt can only make the problem more severe. This is because the oil containment boom cannot block the flow of water but can only guide the water to flow away from beneath the skirt. The larger the skirt, the greater the water flow speed beneath it, and thus the oil is carried away from beneath the skirt. Practice has shown that the depth of the skirt should not exceed one-third of the water depth.

Splash effect failure It refers to the phenomenon where the spilled oil from the containment boom overflows beyond the top of the dry deck of the containment boom, as shown in Figure 3-24. The failure of splash containment usually occurs in two situations. One is caused by the water environment. When the water area where the containment boom is controlling the spilled oil has breaking waves, that is, when the ratio of wave length to wave height is less than 5:1, the containment boom will experience splash containment failure. This situation is more likely to occur in shallow water areas. The main reason for splash containment failure is that the intervals between breaking waves are short, and the containment boom has difficulty keeping up with the rhythm of the waves.

Another situation where splash failure occurs is due to the structure of the oil boom itself. Improper structure can also lead to the occurrence of splash failure. For instance, the lower the freeboard, the more prone to splash failure. Oil booms with a low floatation-to-weight ratio (below 4:1) have poor wave resistance and will experience splash failure along with leakage failure when the wave height is high and the waves are large. To prevent splash failure, a wave-breaking oil boom that can absorb waves should be set upstream of the deployed oil boom. Additionally, when the wave height is 1.0-1.5m, high floatation-to-weight ratio oil booms should be used. This requires on-site commanders to be familiar with the local water conditions, understand the possible wave heights and wave shapes in the actual deployment environment, and select appropriate oil booms based on the water conditions in a timely and accurate manner.

4.Отказ в планировании

Planning Failure It’s refers to the phenomenon of oil spill escape caused by the parallel force acting on the oil containment boom, resulting in the boom tilting parallel to the water surface, as shown in Figure 3-25. This situation mainly occurs because the direction of the strong wind and the rapid current on the water surface is completely opposite, meaning that the directions of these two forces acting on the oil containment boom are exactly opposite, causing the boom to tilt. This phenomenon is prone to occur when the contact area of the oil containment boom with the water surface is too small. Therefore, when selecting the oil containment boom, this point should be fully considered. Barricade-type and curtain-type oil containment booms may also experience this tilting phenomenon.

To prevent the failure of the floating platform from tipping over, it is advisable to consider adding sufficient counterweights on top of the oil containment boom or adopt the method of shortening the counterweight chain of the oil containment boom to keep the oil containment boom in a normal state as much as possible and avoid the occurrence of the tipping phenomenon. In addition, using oil containment booms with a larger contact area with water, such as cylindrical floating bodies, can also greatly reduce the occurrence of such a phenomenon.

5. Поломка при погружении

Submergence Failure It refers to the phenomenon where oil spill escapes due to the fact that the oil booms are pressed below the water surface by external forces under high-speed towing, as shown in Figure 3-26. This phenomenon occurs when the towing speed is too fast, and it usually happens before the actual oil containment control is carried out during the process of towing the oil booms to the appropriate position. Another situation is that, if the oil booms have already controlled some oil, leakage failure will occur simultaneously with immersion failure. The solution and prevention method for immersion failure is to reduce the towing speed of the oil booms or to use oil booms with a float-to-weight ratio greater than 10:1. Generally speaking, curtain-type oil booms with a float-to-weight ratio greater than 10:1 can be towed at a speed of 3 knots without experiencing immersion failure.

6. Разрушение конструкции и расчет сил, действующих на стрелу контейнера

Structure Failure and Calculation of the Forces Acting on the Containment BoomIt refers to the situation where the force exerted on the oil containment boom exceeds the breaking strength of the materials used, resulting in the damage of the oil containment boom. The forces acting on the oil containment boom are usually composed of the pressure from water and wind, friction, and the vector sum of the shape of the oil containment boom and the wind, current, and wave velocities.

The main reasons for the structural damage of the oil containment boom are: the speed of towing the oil containment boom is too fast (the speed of the oil containment boom is relative to the water surface); the oil containment boom gets caught by protruding or sharp obstacles; the oil containment boom gets tangled by the propellers of the towing vessel; the oil containment boom is too long, resulting in increased friction, etc.

In order to avoid damage to the oil containment boom, during the deployment and towing of the oil containment boom, the following points should be noted: Personnel conducting oil spill containment operations should have received technical training and be familiar with and understand the on-site operation environment; During the operation, strictly follow relevant procedures; Communication should be kept unobstructed, and pay attention to observing whether there are phenomena such as the boom being carried away, the boom sinking, or the formation of strong turbulence at the tail of the boom, etc., and take timely measures (such as reducing the towing speed or adjusting the direction of movement) based on these phenomena that occur.

Раздел 4: Восстановление и хранение барьеров, препятствующих затоплению нефтью

The deployment of oil booms can be divided into two types: long-term deployment and temporary deployment. Long-term deployment does not have the problem of frequent recovery. Generally speaking, it is the temporary deployment of oil booms that involves recovery, cleaning, maintenance and storage. This section introduces the operation steps and precautions for the recovery, cleaning, maintenance and storage of oil booms.

1. Восстановительные работы боновых заграждений

The recovery operation of oil-fighting booms is the reverse operation of deployment. The recovery operation of solid float type oil-fighting booms is relatively simple but the recovery speed is slow; while the recovery operation of inflatable oil-fighting booms is relatively easy. The main steps of the recovery operation are as follows:

1. The auxiliary tugboat should first release the towing cables of the oil containment boom to make it operate in a state where it is only connected and towed by the main tugboat.

2. According to the water conditions, it is best for the main tugboat to sail against the current to allow the oil containment boom to unfold in a straight line behind the stern of the vessel.

3. Use the winch or the boom for winding the boom to slowly tow the boom onto the deck or wind it onto the boom reel.

4. During the recovery process of the inflatable oil containment boom, it is necessary to release the gas in the gas chambers while recovering and keep the gas chamber covers well preserved.
5. During the winding process, check whether the oil containment boom is damaged and make records.

2. Меры предосторожности во время процесса восстановления

1. During the recovery of the oil-absorbing boom, safety should be ensured. The oil-absorbing boom that has been smeared with oil will be very slippery, which increases the difficulty of the recovery operation and may also dirty the equipment and operators. The deck will also become slippery due to the oil.

2. One person should be assigned to conduct on-site inspections of the recovered oil-absorbing boom and make records. Damaged ones should be repaired.

3. Appropriate amounts of oil-absorbing felt should be available on the deck to wipe off the spilled oil on the deck in time.

4. If the recovered oil causes the deck to become extremely slippery and poses a safety hazard, the operation can be suspended. After appropriate cleaning, the operation can be resumed.

3. Очистка лодок для сбора нефти

For oil containment boats that are repeatedly used in oil spill containment operations, they generally do not require cleaning. However, if the oil containment boats are used to protect non-oil-spill areas or for shoreline oil spill removal operations and are left idle or stored in the warehouse during the process, cleaning is necessary.

When cleaning the oil containment boats, they should be cleaned using a dedicated cleaning device while being recovered. If there is no dedicated cleaning device, the oil containment boats can be recovered first and then cleaned onshore. However, a cleaning area should be set up to avoid the spread of the cleaned wastewater, which could cause secondary pollution.

Manual cleaning of the oil barrier net should start with gently scraping off the thick oil layer adhering to the surface of the net with a scraper (preferably made of wood). Then, it should be cleaned with warm water or scrubbed with a detergent brush. Finally, it should be wiped clean with an oil-absorbing cloth. Under good weather conditions, 6 to 12 workers can clean the oil barrier net for 305m in one day.

When using the oil barrier net cleaning device, the angle between the spray gun and the surface of the oil barrier net for cleaning should be less than 45°. The water temperature used should not be too high. The lower the temperature is, the better, as long as it can remove the surface oil. Avoiding premature aging of the protective coating of the oil barrier net.

The oil barrier net should be rinsed clean with fresh water, placed in a cool place to dry, and then stored in the warehouse.

4. Хранение и техническое обслуживание боновых заграждений

The storage and maintenance of oil-fighting booms are directly related to whether a rapid oil spill emergency response can be carried out and whether effective containment operations can be implemented. To ensure a rapid response, the storage locations of oil-fighting booms should be as close as possible to the wharf, the operation site, and the sensitive resource protection areas, and the storage locations should be convenient for the entry and exit of vehicles and ships. For oil-fighting booms stored outdoors, it is necessary to ensure that the drainage conditions of the storage locations are good and to pay attention to pest control, moisture prevention, and avoiding direct sunlight exposure. For those stored indoors, it is also necessary to pay attention to moisture prevention and ensure good ventilation conditions. Depending on the situation, necessary measures should be taken in advance to prevent pests and avoid damage to the booms (such as spreading rat poison, etc.). For oil-fighting booms that need to be folded for storage, they should be placed on shelves and no other items should be stacked on top to avoid excessive pressure causing deformation of the booms. Regularly unfold the folded oil-fighting booms for inspection and re-fold them when necessary, avoiding the original folding marks. If the oil-fighting booms need to be stored on reels, it is necessary to avoid twisting during the winding process and regularly unwind all the oil-fighting booms that are wound to check and then re-collect them. The maintenance of oil-fighting booms mainly refers to daily maintenance and maintenance after the completion of the recovery operation. After the completion of the recovery operation, the maintenance mainly checks whether the booms are damaged, whether the accessories are complete or whether they need to be replaced and repaired; daily maintenance generally checks whether there are damages, cracks, fiber aging, corrosion or damage to the connectors caused by pulling and other loading and unloading reasons of the oil-fighting booms, and performs necessary repairs and replacements; for oil-fighting booms that are long-term placed in water areas, regular maintenance should also be carried out. Generally, according to specific circumstances, the oil-fighting booms should be towed ashore regularly to remove marine organisms and other adhering substances attached to the surface of the booms; regardless of which maintenance and maintenance are carried out, detailed records should be made and inspection and maintenance items should be arranged based on the records to ensure that all contents related to the oil-fighting booms can be comprehensively inspected and maintained within a certain period of time, so that the oil-fighting booms are always in a good standby state.