区域海上溢油事故应急响应与处理能力研究

基于溢油漂移扩散计算模型,预测出半封闭型海域事故溢油在不同海况下的油膜扩散路径和油膜面积的时空分布;分析不同海况下油膜扩散岸滩及海洋环境敏感区的时间,讨论溢油事故对岸滩及敏感区造成的影响;推算出溢油事故应急响应时间,结合应急处理能力中应急响应、应急船舶、围油栏数量、污油回收量等关键指标,研究溢油应急响应对评估应急处理能力的指导意义.     

鸭绿江公路大桥溢油漂移扩散三维数值模拟

应用三维河口海岸海洋数值模式ECOM-si,加入油膜计算模块,模拟在鸭绿江公路大桥主跨航道处溢油事故(溢油量为100 t)发生后油膜的漂移扩散.模拟结果显示,夏季溢油事故发生后油膜分别于0.9h、1.5h后到达四道沟取水口和丹东造纸厂取水口,持续影响时间分别为0.6h和1.7h;冬季溢油事故发生后油膜分别于1.2h、1.7h后到达两地取水口,持续影响时间分别为0.6h和2.5h.冬夏季,油膜均没有到达燕窝取水口.鸭绿江夏季径流量远比冬季径流量大,但涨潮期间油膜上溯距离反而更远.数值试验结果表明,夏季较强的涨潮流是该现象的次要原因,风是首要原因.鸭绿江大桥上游河道先是西北走向,导致冬季西北风阻碍油膜向上游漂移,然后是近南北走向,导致夏季南风促进油膜向上游漂移.     

考虑蒸发、溶解和生物降解效应的油粒子模型

针对油粒子模型仅考虑油粒子的随流输运、随机游走过程而忽略溢油风化作用的缺陷,对现有模型进行了修正,建立了考虑蒸发、溶解、生物降解效应的改进的油粒子模型。构造典型案例,对改进前、后油膜厚度预测结果进行了对比分析,结果表明,油膜厚度受溢油风化过程影响较为显著;对于不同规模的溢油量,改进前后油膜厚度差值随着溢油量的增加逐渐增大;对于相同规模的溢油量,改进前后预测厚度差值由中心向四周呈减小趋势。     

基于蒸发、溶解和生物降解效应的改进的油粒子模型

针对油粒子模型仅考虑油粒子的随流输运、随机游走过程而忽略溢油风化作用的缺陷,对现有模型进行了修正,建立了考虑蒸发、溶解、生物降解效应的改进的油粒子模型。构造典型案例,对改进前、后油膜厚度预测结果进行了对比分析,结果表明,油膜厚度受溢油风化过程影响较为显著;对于不同规模的溢油量,改进前后油膜厚度差值随着溢油量的增加逐渐增大;对于相同规模的溢油量,改进前后预测厚度差值由中心向四周呈减小趋势。     

海上溢油运动数值模拟方法的探讨与改进

简单总结了海上溢油数值模拟的三种模型方法——油膜扩展模式、对流扩散模式和油粒子模式,并针对目前流行的油粒子模式在油膜自身扩展过程和扩散面积计算方面的不足,根据经典Fay理论对其进行了补充和改进.提出的新模拟方法将溢油运动过程的分为自身扩展和紊动扩散两个阶段,前一阶段根据Fay理论修正模式计算,后一阶段采用油粒子方法模拟,通过“油膜粒子化”技术将两阶段进行衔接.数值模拟实验结果表明,该方法因充分考虑了溢油初始阶段的自身扩展过程,能够弥补油粒子方法的不足,符合溢油在不同时期扩散机制亦不同这一实际情况.     

围油栏辅助海面溢油的处理方法

海洋石油污染已经成为当今海洋环境破坏的主要因素之一。海面溢油事故发生时,可加强围油栏的使用,辅助海面溢油的回收。首先使用围油栏将溢油进行围控,局部增大油膜厚度,再放入堰式撇油器进行回收。最后进行实验室模拟海面溢油事故,试验分析得出,使用围油栏辅助溢油回收可以较大幅度提高堰式撇油器的工作效率。     

渤海原油码头溢油漂移扩散的数值模拟

应用三维河口海岸海洋数值模式,加入油膜漂移扩散模块,研究渤海东海岸、仙人岛以北营口市以南的30万t级原油码头溢油事故发生后油膜面积、厚度的变化和漂移轨迹.计算结果表明,在静风情况下,落潮期间油膜随落潮流向西南方向漂移,面积扩大,厚度减小,港区未受油污的影响;涨潮期间油膜受北导堤的阻挡,部分油污留在港区.油膜轨迹随落潮流和涨潮流来回振荡,因扩散作用,在往复漂移过程中厚度变小,面积增大.风速风向的变化对油膜漂移轨迹和港区污染程度影响十分明显.     

基于改进溢油模型的溢油浮标水动力分析

为提高溢油跟踪浮标的精度,在对溢油跟踪浮标机理进行分析的基础上,简化了溢油浮标跟踪油膜的平衡方程.该方程包含油膜风系数、表面海水漂流风生流系数、海洋温度、风速、浮标的几何外形、出水高度等影响溢油浮标跟踪油膜精度的关键因素.简化后溢油模型的适用范围扩大到小风速、大潮流速度的海况,弥补了以往溢油模型的缺陷.以ME-TOCEAN公司的ARGOSPHERE型溢油浮标为例进行的计算和分析表明,该模型对溢油浮标的设计具有指导意义.     

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.     

基于POM的大连湾溢油预测模型

基于POM建立了M2分潮的大连湾海域三维潮流场动力模式。利用此动力模式,以“油粒子”模型来模拟溢油在大连湾中的漂移扩散过程。通过欧拉一拉格朗日法,将油膜中心的轨迹和各个时刻的油膜分布情况可视化。溢油预测模型综合考虑了三维流场,湍流,风导输移和波浪破等环境因素,并包含了蒸发和乳化等风化过程。以大连湾溢油为例,预测了油膜在风和海流共同作用下漂移的路径和油膜影响的海域及海岸带范围,油膜靠岸后证明了动力溢油模型进行溢油预测的可行性。