蓬莱19-3平台溢油事故对渤海大型底栖生物群落结构的长期影响

【目的】研究渤海海域底栖生物群落状况,探明2011年发生的蓬莱19-3平台溢油事故对该海域底栖生物群落结构的长期影响。【方法】根据2014年夏季对渤海海域32个站位底栖生物的采样调查资料,并与历史数据进行比较,分析渤海海域底栖生物的群落结构、物种组成和底质状况。【结果】渤海海域32个站位共鉴定出大型底栖生物191种,其中多毛类环节动物83种,甲壳动物40种,软体动物42种,棘皮动物15种,其它类群动物11种。优势种为凸壳肌蛤(Musculus senhousei)。调查海域大型底栖生物平均丰度为676.88ind/m2,变化范围为15~11 555ind/m2,低于溢油前水平;平均生物量为30.77g/m2,变化范围为0.09~141.55g/m2,高于溢油前水平。生物量的主要贡献者为棘皮动物,丰度的主要贡献者为软体动物,底栖生物群落结构的小型化有减缓趋势。Shannon-Wiener物种多样性指数、Margalef物种丰富度指数和Pielou物种均匀度指数平均值分别为3.11±1.20,2.89±1.40和0.82±0.22。ABC曲线显示渤海海域正处于中度扰动状态,溢油区各站位ABC曲线均显示底质状况较好,但个别站位生物量起点较低且曲线整体偏左,说明有向中度干扰发展的趋势。【结论】溢油事故3年后,受溢油影响的底栖生物群落已得到不同程度的恢复。     

钦州湾海上溢油扩散数值模拟

【目的】研究钦州湾海上溢油扩散特征及其影响因素。【方法】在对钦州湾水动力进行数值模拟的基础上,利用MIKE 21/3SA溢油分析模块,对其海上溢油扩散进行数值模拟。【结果】常风况条件下,涨潮时刻发生溢油,溢油先向茅尾海方向漂移,待落潮后退出茅尾海;计算时段内,溢油向茅尾海方向及钦州湾外湾方向漂移的最远距离分别约为17.51km和10.73km,扫海面积约为71.83km~2。落潮时刻发生溢油,溢油则先向钦州湾外湾漂移,待涨潮后转向钦州湾湾颈方向;计算时段内,油膜向钦州湾外湾方向漂移最远距离约17.96km,油污扫海面积约为50.72km~2。【结论】钦州湾溢油漂移扩散特征与溢油发生时刻及风作用密切相关,溢油时刻及风作用对钦州湾溢油漂移扩散的影响不容忽视。     

基于GIS通视分析的长岛海域溢油陆岸监测系统选址——以大黑山为例

【目的】渤海海峡长岛海域常年受到溢油污染,严重损害水产养殖、旅游产业以及生态环境等,建设近岸实时溢油监测系统非常必要。【方法】以长岛海域大黑山为例,基于2011—2013年溢油SAR卫星遥感监测结果,确定溢油污染区,利用GIS通视分析技术,并综合考虑交通、土地、电力、通信等因素,开展溢油陆岸监测系统选址工作。【结果】建议把站位1适当北移作为监测系统建设站位,同时把站位3作为备用站位。【结论】选择的站位可为长岛开展溢油陆岸监测系统建设选址提供参考。     

渤海沉潜油运动规律的数值模拟分析

基于渤海三维温-盐-流动力学模型,依据沉潜油的沉潜特性,建立了基于拉格朗日追踪的渤海沉潜油模型,对渤海不明来源沉潜油的迁移运动规律进行模拟和统计分析.结果显示该模型实现了对渤海沉潜油来源的定量分析,进而探讨季节尺度上秦皇岛沿岸沉潜油的局地与远程来源的关系,由此解析春末夏初秦皇岛海域出现沉潜油上岸的机制,为渤海不明来源沉潜油的监视和防控提供了参考依据.     

基于遗传算法的渤海海域溢油救助资源配置优化

针对渤海海域溢油救助资源短缺、分布不合理等问题,以中海石油环保服务有限公司为例,分析渤海溢油的风险分布现状和溢油救助基地的建设现状及规划,以海上溢油救助服务收益最大化为优化目标,建立各溢油批次与救助基地对应关系的目标函数,并采用遗传算法求解.根据计算结果,给出溢油救助资源在各救助点之间的优化配置方案.研究结果表明,该优化方法可具体到有限资源在各基地之间配置的比例问题,在现实应用中具有较强的可操作性.     

渤海近海柱样沉积物中石油烃类化合物的地球化学特征

【目的】揭示人类活动对渤海生态环境的影响,为人类活动对近海生态环境的影响评价和决策管理提供科学依据。【方法】用色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析位于渤海埕岛油田石油钻井平台附近的沉积物柱样,研究柱样沉积物中烃类化合物的地球化学特征,并探讨其沉积环境的指示意义。【结果】黄河的陆源物质输运是渤海沉积物中有机质的重要来源。此外,表层沉积环境以氧化为主,15cm深度后的沉积环境由相对偏氧化向偏还原过渡。【结论】对比于渤海烃类化合物的沉积记录发现,渤海柱样沉积物分子组成特征变化趋势与渤海石油开发勘探的历程基本相似。     

广西沿海赤潮多发区高浓度氮磷营养元素来源探讨

【目的】探讨广西沿海赤潮多发区氮磷营养元素的来源,分析广西沿海赤潮发生的影响因素,为预防或减少赤潮灾害发生、保护海洋生态环境提供科学依据。【方法】现场调查以钦州湾海域为研究对象,测定表层海水的溶解态氮(DN)、溶解态磷(DP)含量并分析其分布特征,结合历史资料追溯高浓度DN、DP来源及污染物输运过程。【结果】钦州湾内高浓度DN、DP分布区与入海陆源工业污染排放区不一致,离工业污染区近的地方DN、DP浓度偏低,而离工业污染区远的地方DN、DP浓度反而偏高。【结论】广西主要入海河流各类污染物的增加以及不同的海域通过动力途径输送而来的海水可能是广西沿海赤潮多发区的高浓度氮磷营养元素的主要来源。     

蓬莱19-3溢油运移与归宿数值模拟和分析

通过耦合水动力模型建立渤海海上溢油运移与归宿数学模型,包含漂移、扩散、蒸发、乳化等过程,通过拉格朗日方法模拟漂移过程、蒙特卡罗方法模拟油粒子扩散的随机性,采用变化的紊动扩散系数使溢油所受紊动扩散作用随时间变化.通过率定得到蓬莱19-3溢油模拟中风拖拽系数和扩散系数校正参数b的合理取值范围分别为1.4%~2.3%和0.38~0.42.对蓬莱19-3溢油事故进行了模拟,通过溢油附岸位置与时间验证了模型的准确性.模拟结果表明:由于风速较大、方向变化较小,风对漂浮于水面上的溢油产生较大作用,且溢油漂移方向与主风向一致;渤海海域内的潮流以往复流、旋转流为主且余流小使其对溢油运移的作用弱于风;溢油初期的蒸发速度较快,后期因挥发组分的减少以及乳化作用使溢油含水率增大使得蒸发速度明显减小;蒸发和附岸是溢油漂浮组分减少的主要原因,也是溢油的主要归宿.     

基于GIS的海上溢油扩散和漂移的预测研究

针对海上溢油应急处理问题，建立海上溢油的漂移、扩散、扩展、蒸发和乳化过程数学模型，在短时间内计算预测溢油轨迹以及溢油影响的敏感区，并在海上溢油应急反应地理信息系统平台上，进行了动态模拟，为有效地做出溢油应急决策提供科学依据。     

渤海稠油聚合物驱增油量评价方法适应性分析*

针对渤海稠油油田原油黏度覆盖范围广、实施聚合物驱时机早晚不一的问题,需对预测水驱产油量的水驱特征曲线方法进行适应性分析,以便筛选合适的增油量评价方法。根据渤海海域某稠油油田实际油藏数据,建立典型模型,考虑不同聚合物驱时机和不同原油黏度情况下,分别用甲型、乙型、丙型、丁型水驱特征曲线预测不同含水阶段下水驱产油量,从而得到相应的聚驱增油量,与数模计算结果对比,计算其平均误差和标准差,从而筛选出合适的增油量评价方法。根据适应性分析结果,对渤海某聚合物驱试验区进行增油量分析,与数值模拟跟踪评价结果对比其结果误差较小,准确性高。为准确计算渤海油田聚合物驱增油量提供了借鉴和指导。     

模糊环境下的海上溢油应急选址模型

针对海上环境的复杂性和不确定性,为了合理选择海上溢油应急服务设施点,从最大覆盖选址问题进行研究,构建了基于三角模糊数的最大覆盖模型,并给出模型的具体算法.结果表明,该模型对解决模糊环境下的海上溢油应急服务设施点布设是有效的.     

复杂泄漏方式下的海上溢油行为归宿数值模拟及应用

为对海洋溢油风险及其生态环境损害影响进行评估,及时制订溢油事故应急反应决策,基于油粒子追踪法建立多源泄漏、移动泄漏等复杂泄漏方式下海上溢油行为归宿的数值模拟方法,包括海面溢油在风和海流作用下的迁移、扩散、蒸发、溶解、乳化、分散等行为动态和风化过程,并以接连发生在大连新港附近的两起船舶溢油事故作为多源泄漏的典型案例进行应用研究.结果表明,海面油膜时空分布模拟结果与调查监测数据符合较好,油污影响范围与观测报道结果基本吻合.     

渤海海洋溢油的数学模型

建立了嵌套模式的渤海二维水动力数学模型,模型网格采用显隐交替有限差分格式(即ADI差分格式)进行计算.用追赶法逐段求解,用调和分析法计算模型的水动力边界条件,将潮汐过程计算结果与实测资料进行对比验证其结果吻合良好.溢油数学模型理论公式考虑了实时风场和表面流场作用下油膜质心的迁移和扩散范围,模拟了海上溢油油膜运动轨迹,并用水槽实验验证了公式的正确性.在水动力模型基础上应用溢油运动模式建立了海洋溢油数学模型,对风场作用和无风作用两种条件下的静止点源瞬时溢油和连续溢油运动轨迹和扩散范围进行了计算、分析和比较,并计算了有、无风场作用时移动点源连续溢油污染扩散范围,为海洋溢油数学模型的研究提供了较完整的思路.     

极端海况下海洋立管的动态可靠性分析

运用ANSYS有限元模拟软件,以一海洋立管为模型,采用Morison方程结合Stokes五阶波理论计算波浪力。研究了海洋立管在波浪、海流载荷同时作用下的动力可靠性。利用格拉马-沙尔勒叶级数拟合法分别对海洋立管在三种极端海况下最大米塞斯等效应力响应的分布密度函数进行求解,获得其概率密度分布模型。利用数值积分,采用应力-强度模型计算海洋立管的动态可靠度。分析结果表明:当海况严峻程度增大时,结构的最大米塞斯等效应力随之增大,海洋立管的动态可靠度随之减小,失效概率随之增大。研究结果可以为极端海况下海洋立管的可靠性评估和安全开发提供了一定的理论依据和重要的参考价值。     

海上溢油环岛运动的实时仿真和三维可视化

为完善海上搜救模拟器中的溢油仿真模块,在对海岛附近水域潮流数值模拟基础上,对溢油运动数学模型进行计算,制定溢油与海岛的碰撞检测算法,使用Open Scene Graph纹理烘焙和平面折射技术,实现溢油沿海岛运动的实时仿真与三维可视化.该方案可视化效果逼真,对预测近岸溢油的运动轨迹具有现实意义.     

南海东部海域不锈钢紧固件的腐蚀失效分析

【目的】为配合南海东部海区的海洋环境调查,研究该海区不锈钢紧固件发生的腐蚀现象。【方法】使用奥氏体不锈钢紧固件,利用海洋平台钢桩和不锈钢钢缆紧固相应的调查设备,通过一年的海试,检查该类不锈钢紧固件的腐蚀情况。【结果】不锈钢紧固件腐蚀严重,不同形状的材料腐蚀部位和程度不同。不锈钢的腐蚀主要表现为点蚀和隙缝腐蚀等局部腐蚀,严重时穿孔、断裂失效。【结论】建议在海洋金属结构中尽量使用同牌号同批次的同种金属材料,以确保材料电极电势相同,减小宏观电池的形成;若确实需要使用异种金属,必须对异种材料间进行电绝缘。     

水下油气溢漏事故污染物输移预测模型

为评估海底油气管道泄漏、油气井井喷等水下事故的污染风险及其损害影响,及时制定科学应急反应决策,本文基于拉格朗日积分方法建立水下油气溢漏事故污染物输移预测模型.该模型能够模拟污染物在密度和流速分层的真实水下环境中的水流卷吸、湍流分散、溢油溶解、油气共同输移与分离输移等动态行为.进行了水下环境的浮力射流、气泡羽流以及油气分离输移等实验的数值模拟验证,计算结果与实验数据基本吻合.实际水下溢油试验结果表明,溢油在水下环境中的输移扩散过程的模拟结果与现场监测数据基本符合.     

溢油污染对海洋生物资源损害的数值评估模式

为定量化评估溢油事故对海洋生态的影响程度,通过物理海洋学、海洋生物学和生态毒理学的交叉融合,建立了溢油污染对海洋生物资源损害的数值评估模式.在污染事故现场监测数据的基础上,通过潮流数值模型和溢油迁移扩散模型获得海上溢油污染的时空分布,利用生物暴露模型和急性毒性模型模拟不同类型海洋生物的活动方式以及暴露于油污染时的急性毒性效应,得到溢油污染对海洋生物资源的损害评估结果.将该数值评估方法应用于大连湾"千岛油1"号船溢油案例的环境影响和生态损害程度评估,溢油污染范围和生物资源损害程度的评估结果与海洋渔业部门实际调查估算结果吻合较好.     

影响海上溢油动态和溢油清除的几大因素(英文)

溢油是船舶污染海洋环境最常见的形态之一,重大船舶溢油事故通常会造成不可挽回的损失.为更有效的应对海洋溢油,从溢油特性、自然风化、天气海况和地理位置等几个方面探讨对海上溢油形态和溢油清除行动的影响,以及如何采取有效措施,减小海洋环境污染.