《1　前言》

1　前言

涉及各种易燃易爆、有毒有害危险品的危险设施，因人为、设备、生产管理和环境因素等都可能引起灾难性泄漏，进而引发火灾、爆炸、毒气扩散等事故，且事故一旦发生，往往超出设施的边界，造成大量人员伤亡和财产损失。若事故发生在城市区域或人口聚集区，因人员集中，疏散困难，造成的后果会更加严重。如 1984 年发生的墨西哥石油公司（PE-MEX）液化石油气储罐/转运站爆炸事件。火球直径长达 360 m，4 个球型储罐及 44 个卧式储罐全数遭到破坏，储罐/转运站内设备几乎全毁，波及距离厂区周围约 1 200 m 处的建筑物，造成居民约 650人死亡、6 000 人受伤及将近 31 000 人无家可归的历史性惨剧[1]。为防止此类重大伤亡事故发生，减轻事故对人类和自然环境造成的影响，需在风险分析的基础上对危险设施的选址，且要对选址周边土地利用，如哪些区域可作居民区，哪些区域可作商业区，哪些区域要限制人口密度等进行规划。

从方法论的角度，以风险分析为基础的土地利用规划方法有两种[2,3]：a. 基于事故后果的方法；b. 基于个人风险的方法。

基于事故后果的方法，对事故发生概率不予关注，只需在辨识出大量事故场景的基础上，找出最严重事故场景进行评价，并以评价结果为依据进行土地利用规划，该方法在法国得到广泛应用。而基于个人风险的方法，则不仅要评价大量可能事故场景的后果，还要分析它们发生的概率，比基于事故后果的方法更加全面，但较为复杂，在荷兰、英国的土地利用规划中应用较多。两种方法各有优缺点，如表 1 所示。

《表1》

表1　两种方法的比较

Table 1　Comparision of the two approaches

在 LNG 储备库选址已定的情况下，笔者应用基于个人风险的方法对 LNG 储备库周边的土地利用进行规划。

《2　基于个人风险的土地利用规划》

2　基于个人风险的土地利用规划

基于个人风险的土地利用规划以个人风险的定量分析为基础，以防止重大伤亡事故、减缓事故后果为目标，根据风险分析结果划分风险区域，继而根据各风险区域的功能规定确定土地利用类型。

《2.1　基于个人风险的土地利用规划的一般步骤》

2.1　基于个人风险的土地利用规划的一般步骤

基于个人风险进行土地利用规划时，一般步骤如图 1 所示。

《图1》

图1　基于个人风险的土地利用规划的一般步骤

Fig.1    Process of the individual risk-based approach for land use planning

《2.2　土地利用规划中个人风险的定量分析》

2.2　土地利用规划中个人风险的定量分析

个人风险[4]（individual risk，IR）指一个无防护的人永久待在某一地点，由于事故的发生而死亡的可能性。个人风险的大小与距风险源的远近有关，距风险源越近，个人风险越大，反之亦然。个人风险在图上通常用风险等值线直观表示，图 2 是一个典型的危险设施的个人风险等值线图。

《图2》

图2　危险设施的个人风险等值线

Fig.2　Contour of individual risk of hazardous establishment

土地利用规划中个人风险的定量分析包括以下 4 个阶段[3]：a. 风险的辨识；b. 分析事故发生概率（频率）；c. 确定事故后果（即个人因受到事故影响而死亡的概率）；d. 个人风险的计算。

通常情况下，个人风险的计算如下式所示。

式中，Pf 是事故发生的概率；Pd/f 是个人由于事故的发生而死亡的概率。

《2.3　风险区域的划分》

2.3　风险区域的划分

风险区域的划分[5]主要根据个人风险的大小，用风险等值线在危险设施周围定义 3 个区域 Z1 ，Z2 ，Z3，如图 3 所示。3 个区域中，个人风险值依次减小，各风险等值线距危险设施的临界距离通过风险的定量分析进行确定。

《图3》

图3　风险区域的划分

Fig.3　The definition of risk zones

《2.4　各区域土地利用类型的确定》

2.4　各区域土地利用类型的确定

风险区域划分后，根据 3 个风险区域的功能规定，分别对各区域的土地利用进行规划。

目前，我国尚未从风险的角度进行土地利用规划；在欧洲，用于风险区域划分的个人风险标准各国也不统一。鉴于此，笔者借鉴英国安全和健康委员会（HSE）的土地利用规划经验。

表 2[6]为英国安全和健康委员会土地利用规划中划分风险区域的个人风险标准及相应各风险区域的土地利用类型。

《表2》

表2　英国用于确定设施周围区域的个人风险标准及各风险区域的土地利用类型

Table 2　Criteria used for the definition of risk zones and land utilization of each risk zones in UK

《3　基于个人风险的土地利用规划在拟建LNG 储备库的应用》

3　基于个人风险的土地利用规划在拟建LNG 储备库的应用

某地拟建一个液化天然气（liquid natural gas，LNG）储备库，选址于地点 A，库容 10×104 m3 ，由 2 个 5×104 m3 的低温 LNG 储罐盛装。因 LNG 属易燃易爆危险液化气体，且该储备库库容巨大，一旦发生火灾、爆炸，后果将非常严重。因此在该 LNG 储备库规划中，必须考虑可能发生的重大火灾、爆炸事故对人员安全、设备设施及环境的影响，在风险分析的基础上对 LNG 储备库周边土地利用进行规划与布局调整。

根据资料，该储备库选址东面距居民点甲 230 m，现有居民 60 人；东南面距工业厂房 180 m，属劳动密集型企业，人员密度较大；南面距居民点乙 600 m，中间有山体阻隔；西面距高尔夫球场 700 m，中间有山体阻隔；西北面距居民点丙 400 m，现有居民 80 人。

应用基于风险的土地利用规划方法，分析如下。

《3.1　个人风险的定量分析》

3.1　个人风险的定量分析

3.1.1　风险的辨识及事故发生概率的估计

运用事件树对 LNG 储备库可能发生的事故场景进行分析，如图 4 所示。

《图4》

图4　LNG 储罐火灾发生过程的分析

Fig.4　Analysis for fire and explosion occurred in the the LNG station

由图 4 的分析可知，LNG 储备库可能发生的火灾、爆炸事故包括：喷射火、闪火、蒸气云爆炸及沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）。因该 LNG 储备库库容 10×104 m2，由 2 个 5×104 m2 的低温 LNG 储罐盛装。若储罐整体破裂导致 LNG 瞬间大量泄漏，发生火灾、爆炸事故的后果将非常严重，远大于连续泄漏时发生的火灾、爆炸事故。另外，闪火是一种非爆炸性的燃烧过程，常为蒸气云爆炸所掩盖。因此选取 LNG 储罐整体破裂情况下，可能发生的危害严重的 BLEVE 及蒸气云爆炸进行讨论。

因所需数据不全，假设 LNG 储罐破裂发生 BLEVE 及蒸气云爆炸的频率均为 10-5。

3.1.2　事故后果的计算

在一个储罐发生整体破裂的情况下，设其中的 LNG 全部泄漏进而发生 BLEVE 或蒸气云爆炸。

设泄漏的 LNG 全部参与了 BLEVE 火球的形成，LNG 密度取 ρ =0.7 kg/m3。分别应用立体火焰模型[7,9]及 TNT 当量模型对 BLEVE 及蒸气云爆炸进行计算，人员死亡概率与距 LNG 储罐的距离之间的关系见图 5。

《图5》

图5　人员死亡概率与距离关系图（BLEVE）

Fig.5　Relationship between the probability of death and distance(BLEVE)

3.1.3　个人风险的计算

根据前面述及的个人风险计算公式，距 LNG 储罐 120 m 处个人风险为

同理，可计算其他距离处的个人风险，计算结果见图 6。

《图6》

图6　个人风险与距离关系图

Fig.6　Relationship between individual risk and distance

《3.2　风险区域的划分》

3.2　风险区域的划分

个人风险为 10-5，10-6 ，3×10-7 时，距 LNG 储罐的临界距离各为 250 m，420 m 和 460 m。分别以每个储罐所在位置为圆心，以 250 m，420 m 和 460 m 为半径画圆，即可确定风险区域 Z1 ，Z2 ，Z3 。

《3.3　各风险区域的土地利用规划与调整》

3.3　各风险区域的土地利用规划与调整

根据 2.4 中表 2 规定，为了预防重大伤亡事故的发生，在风险区域 Z1 ，Z2 和 Z3 ，分别做如下规划与调整：

1）在区域 Z1 中（R ＜250 m，IR ＞10-5）：LNG 储备库东面 230 m 处的居民点甲，因居民数量为 60人，超过允许人数 25 人，所以需要搬迁；东南面 180 m 处的工业厂房，属于劳动密集型企业，因人员密度较大，也须搬迁。

2）在区域 Z2 中（250 m ＜R ＜420 m，10-6＜IR＜10-5）：西北面距居民点丙 400 m，现有居民 80人，超过允许值 75 人，所以该居民点必须搬迁。

3）在区域 Z3 中（420 m ＜R ＜460 m， 3×10-7＜IR ＜10-6）：没有要搬迁的对象，可根据实际情况需要按 2.4 表 2 中规定进行布置，如设居民区或小型工厂等。

对于储备库南面 600 m 处的居民点乙及西面 600 m 处的高尔夫球场因不在事故影响区域内，且均有山体阻隔，所以可以不搬迁。

《4　结语》

4　结语

1）基于个人风险的土地利用规划可以将危险设施与周边环境分隔开一定距离，对重大伤亡事故可起到明显的防止与减缓作用。

2）文章应用基于个人风险的土地利用规划方法，在定量风险分析的基础上对某拟建 LNG 储备库周围的土地利用类型进行了规划与调整。目前，国内的土地利用规划多以规划的编制为主，尚未从风险的角度对土地利用规划。该方法是对国内土地规划方法的有益补充。