南海北部海面溢油漂移可能路径的初步研究

由于近海石油的勘探、开采以及频繁的海上石油运输,海上溢油事故常有发生。事故中溢出的油料给沿岸海域造成了明显的污染。为了有效地处理溢油,就需要对溢油在海面上的运动作出预报。这种预报不仅能为制订应付溢油事故的措施提供理论依据,并可对在沿岸建立炼油厂、油码头等设施的选址提供依据,使污染影响尽可能减小。     

海洋环境中石油污染监测技术管理

本文阐述了我国海洋石油监测技术,以及各介质中石油分析方法,使用仪器。我国海上常规定期定站位监测;应急油污染事故监测;海上溢油源监测;海洋沉积物油污染监测;海洋生物中油污染残毒监测;潮间带沥青球污染监测等。提出了目前我国海洋油污染监测技术管理中几个急需解决的问题。海洋石油污染监测样品分析中选择标准油问题;石油污染物的成分分析;建立适用倾废、疏浚物、钻井泥浆、海滩沥青的石油监测标准方法;深入开展消油剂研制、性能考查和再污染问题等。同时还提出了加强管理措施和建议。     

QSS系列亲油绳式收油机及其使用

我国海岸线长,水域辽阔。近年来随着我国海洋石油工业,石油运输业和拆船业的发展,由油轮触礁,油管破裂,油轮装油冒舱和拆船时旧船解体等原因造成的溢油,漏油漂浮海面,造成严重污染。同时,海洋石油污染在世界上也是一个普遍存在而又明显的污染源。因此为了保护水域环境,防止石油污染,世界各国都很重视溢油回收技术。美、苏、日、英、加拿大、挪威等国研制了很多种溢油回收器(收油器),这些收油器虽然种类繁多,但就其原理而言,大致分为三类:1、吸引式或吮吸式;2、吸着、附着式(也叫亲油式);3、导引式。亲油绳式收油机就属于吸着、附着式。国外生产亲油绳式吸油机的主要厂家是“国际油回收公司(O、R、ILtd)”及其在英国的子公司(O、M、I公司),由于其收油效果     

海上溢油事故对海洋生态系统的影响——以“河北精神”号溢油事件为例

海上油田开采和石油运输过程中发生的意外泄露事故,会污染周围海域的环境,并对生态系统造成严重甚至毁灭性损害。近年来,国内海上溢油事故时有发生,但缺少针对溢油事故影响海洋生态系统的系统研究。而2007年"河北精神"号油轮在韩国境内发生泄漏事故后,政府部门不仅迅速启动了油污清理工作,同时对溢油在海洋环境中的行为及其对生态系统的影响进行了跟踪研究。本文以此次溢油事故为例,介绍事故发生至几年后溢油在不同环境介质中的赋存和浓度变化,对生态系统造成的损伤,以阐述海上溢油事故对生态系统造成的影响。     

近岸溢油漂移扩散预测方法研究——以胶州湾溢油事件为例

近些年,由于中国经济的高速发展,原油需求逐年增长,同时海上溢油事故发生的风险也在加剧。海上溢油会严重破坏海洋环境,危害我国经济发展,加强溢油漂移扩散预报研究能够为海上溢油应急响应提供技术支撑。因此,国家海洋信息中心研发了海上突发事件应急一体化预测预警系统。该系统基于GIS平台研发,能够在二维电子海图基础上叠加相关的海洋环境动力要素信息,模拟溢油扩散和漂移态势,同时计算剩余油量,估算溢油面积以及岸线吸附程度等。2013年11月22日,山东黄岛发生输油管道爆炸事故,造成大量原油溢入胶州湾。本文利用该系统结合高分辨率大气模型WRF的三重嵌套技术和海流模型SELFE的非结构化网格加密技术,对事故溢油漂移扩散开展了预测工作。预测结果显示,油污受胶州湾内往复流的影响极大,72 h后,胶州湾内外大部分海域都将存在油污,主要集中在黄岛沿岸海域、团岛及浮山湾附近,预测扫海面积为70.32 km2。经海事部门高分辨率卫星观测结果印证,系统模拟的溢油分布较为合理。该系统的业务化应用为相关海上溢油污染应急工作提供了一定理论依据和参考。     

溢油模拟预测系统在胶州湾溢油事故中的应用

基于FVCOM建立胶州湾的三维水动力模型,考虑风场作用构建一套FVCOM-GNOME-ADIOS相耦合的溢油模拟预测系统,利用此系统对黄岛"11.22"管道泄漏爆炸事故引发的溢油情境进行数值模拟,得到真实环境中溢油漂移路径、扫海范围和风化过程,并对模拟结果了进行验证。结果表明,该预报方法可以较好地进行溢油事故反演。溢油3天后的主要风险海域为跨海大桥以南胶州湾海域和薛家岛海域,对大石头西岸侧、团岛东岸侧及薛家岛南岸侧3条岸线污染最严重,扫海面积达73.24km2。为期5天的溢油风化损失量约为26.76%,其中蒸发量占25.4%。溢油发生后第一个小时是进行溢油应急处理的关键时间,可以有效阻止溢油扩散面积增大,减小污染海域范围。     

东海“桑吉”轮事故溢油污染的长期预测

“桑吉”轮事故溢出的凝析油和燃料油对漂油途经海域的海洋生态会产生长期灾害性影响。对溢油污染水体的漂移轨迹和污染程度及范围的预测可为海洋环境保护及污染评估提供重要基础信息。基于国家海洋局第一海洋研究所研发的海洋环境业务化预报系统,本研究较精确预测了“桑吉”轮事故发生后至沉船位置的漂移轨迹;继而利用拉格朗日粒子追踪法预测了撞船后60天内的油粒子漂流轨迹。结果表明,沉船点附近的溢油主要向东北方向输运,大部分油粒子进入西边界强流黑潮并在黑潮带动下迅速进入黑潮延伸体海域。基于预报系统2009-2017年历史表层海流资料,对溢油影响程度和范围进行了风险概率分析,结果显示受溢油影响最大的区域为沉船点东北方向海域。     

溢油污染对海洋生态的影响及修复方法研究（英文）

海洋溢油污染持续时间长,在自然常态环境下难以分解,对海洋生物资源及生态环境有巨大的危害。由于污染物随海流流动,影响范围不固定,加之石油烃类化合物难以降解,给海洋溢油污染的治理带来了巨大难题。海洋中逸散石油因其特殊的理化性质、毒性效应,不仅对海洋中的生物造成急性或慢性毒性作用,而且可通过食物链富集和转移,最终可能进入人体,对人类的健康造成严重危害。本文通过溢油污染对海洋生态的影响分析及修复方法的研究,为海洋溢油污染的治理提供理论指导。     

烟台西港区随机概率统计法船舶溢油污染概率研究

船舶事故溢油发生的时间、地点具有不确定性,同时由于复杂的海洋动力条件,对周围环境的污染也是不确定的。本文以烟台港西港区为例,基于"油粒子"追踪法的海洋溢油数值模型,考虑随机风场和流场的组合动力条件,采用随机概率统计法,研究了烟台西港区周围的溢油污染概率。结果表明,烟台西港区附近海域在溢油点的东北-西南方向及东南-西北方向污染概率较大,对港区附近的码头,港区西部的农渔业区污染概率大于10%,由于地形的影响,对套子湾内的旅游休闲娱乐区、农渔业区、芝罘岛海洋保护区的污染概率小于5%。     

海上溢油应急反应系统的框架设计

一旦海上发生溢油事故，在一定时期内 ,溢油将对海洋的环境 (海表面及水体 ,甚至于海底沉积物 )产生影响。如果溢油抵岸 ,将污染沿岸海域 ,造成巨大的经济损失（表１给出我国１９９０年以来沿海主要事故溢油 (溢油５０ｔ以上 )情况统计 )。因此 ,一旦发生溢油 ,需要迅速制订应急计划，采取应急措施 ,以减少溢油造成的损害。一些发达国家已经建立了事故溢油影响的预测系统和应急处理机构 ［１］,以有效地组织抗溢油行动。溢油应急反应系统的框架设计是有效地制定应急措施、有效地组织人员、设备进行抗溢油行动的前提。１国外溢油预测系统概况…     

雷达波段对多极化SAR海面溢油检测极化特征参数的影响

多极化SAR数据海面溢油检测研究日益受到重视。本文研究不同波段极化SAR数据的海面溢油检测能力,为最大程度减小观测条件、环境因素等的影响,选取准同步获取的SIR-C/X多极化SAR数据。针对海面油膜、生物油膜和低风区疑似溢油现象,研究L波段和C波段的共极化相位差、一致性系数、极化熵、各向异性和平均散射角等极化特征对海面油膜以及不同海面暗斑现象的检测能力。研究结果表明:在海面溢油检测以及探测不同暗斑现象间差异方面,C波段总体优于L波段;L波段,极化分解特征各向异性参数优于共极化相位差和一致性系数;C波段,共极化相位差、一致性系数特征优于极化分解特征各向异性和极化熵,结合平均散射角特征有助于滤除生物油膜和低风区。     

威海张家埠新港溢油事故时空行为预测

采用“油粒子”方法对威海张家埠新港建成后可能发生的溢油事故进行数值模拟,分析溢油在海洋环境中的时空行为。结果表明,在平均风速条件下,溢油漂移路径主要受潮流控制;在大风条件下,风海流强度增大,溢油基本沿风向轴线漂移扩散,而且在W向和SW向大风情况下可能抵岸,应加强防范。     

渤海结冰海区溢油行为数值模拟

基于溢与海冰,水,大气的相互作用原理,建立了渤海结冰海区溢油行为数据模式,该模式模拟子结冰海区中油的输运过程,与国外有关模式相比更加重视冰场和冰速场的作用。海冰及潮流模式及采被实况检验过的渤海海冰数值预报模式。     

多极化SAR溢油探测影响因素分析研究

Polarimetric synthetic aperture radar(SAR) oil spill detection parameters conformity coefficient(μ), Muller matrix parameters(|C|, B_0), the eigenvalues of simplified coherency matrix(λ_(nos)) and the influence of SAR observing parameters, ocean environment and noise level are investigated. Radarsat-2 data are used to make systematic analysis of polarimetric parameters for different incidences, wind speeds, noise levels and the ocean phenomena(oil slick and look likes). The influence of the SAR observing parameters, the ocean environment and the noise level on the typical polarimetric SAR parameter conformity coefficient has been analyzed. The results indicate that conformity coefficient cannot be simply used for oil spill detection, which represents the image signal to the noise level to some extent. When the signals are below the noise level for the oil slick and the look likes, the conformity coefficients are negative; while the signals above the noise level corresponds to positive conformity coefficients. For dark patches(low wind and biogenic slick) with the signal below the noise,polarization features such as conformity coefficient cannot separate them with oil slick. For the signal above the noise, the oil slick, the look likes(low wind and biogenic slick) and clean sea all have positive conformity coefficients, among which, the oil slick has the smallest conformity coefficient, the look likes the second, and the clean sea the largest value. For polarimetric SAR data oil spill detection, the noise plays a significant role. So the polarimetric SAR data oil spill detection should be carried out on the basis of noise consideration.     

A probabilistic description of the wind over Liverpool Bay with application to oil spill simulations

Surface winds from the UK Meteorological Office mesoscale (12 km grid) atmospheric model have been used to define the wind at a location in Liverpool Bay during 1997–2001. Winds from the SW (centred on 240°) with a speed of about 10 m/s (20 knots) were the most frequent, although weaker winds from the SE were also common. The wind spectra were red in character and showed no evidence for a peak at the synoptic (2–5 day) time scale; however, a zero-up-crossing analysis suggested a dominant periodicity at 3.1 days, and at this time scale the winds were spatially coherent over a distance of 300 km. A wind direction transition matrix was derived to quantify the probability with which the wind changed between two specified directions. This information was then used with an estimate of the mean duration of a wind event to compute a stochastic wind time series that contained a similar energy level, periodicity, and direction variability to the archived wind data. The archived and stochastic winds were then used in 1000 oil spill contingency simulations during which estimates of the mean and minimum times taken for oil to reach the coastline, and the percentage of the oil impacting selected sites were computed. The stochastic winds provided more realistic results, when compared against those derived using the wind archive, than those obtained using a wind rose representation of the winds. The derivation and use of a stochastic wind time series has application to a range of modelling studies.     

舟山海域溢油行为与归宿

研究舟山海域溢油污染的问题,选用"油粒子"追踪模式,在潮流计算的基础上模拟了海上溢油动态.将海上溢油油膜离散为大量油粒子,每个油粒子代表一定油量,在表层海流和风的作用下漂移,而油膜的扩展则通过油粒子的随机走动来实现.本文以柴油为溢油油种,选择静风高潮时、低潮时和不利风向情况下的低潮时作为溢油初始时间,对溢油漂移路径及扫海范围进行了预测.     

海面溢油无人机高光谱遥感检测与厚度估算方法

海上溢油是海洋国家所面临的共同问题,但至今仍没有一种可靠实用的海上溢油准确识别和油量遥感监测方法。为此,本文以无人机高光谱遥感为手段,开展了海面溢油检测与厚度估算方法研究。实验中,通过搭建室外大型水槽溢油实验装置,获取了模拟真实海洋环境条件下不同溢油量的遥感和现场光谱数据,在此基础上,分析并提取了海上溢油特征光谱波段,给出了海上溢油高光谱检测模型;针对现场实验条件下水面油膜厚度难以测定的问题,设计了3种利用总体溢油量的油膜厚度估算模型。得到如下主要结论:（1）675 nm和699 nm是海上溢油检测的有效特征波段,但对极薄的油膜没有检测能力;（2）提出了归一化溢油指数模型、反比例模型和吸收基线模型等3种海上溢油油膜厚度估算模型,其中对于薄油膜（厚度≤ 5 μm）和厚油膜（厚度>50 μm）,反比例模型是溢油厚度反演的首选也是唯一选择。对于中厚度油膜,晴朗天气条件下,归一化溢油指数模型是油膜厚度反演的首选,同时反比例模型和溢油吸收基线模型也都有较好的反演能力,而在多云天气条件下,反比例模型效果最佳。     

NOAA的GNOME溢油模型在湄洲湾的应用

在湄洲湾试用GNOME溢油模型模拟溢油扩散．先用EFDC建立潮流场,并选用主导风形成常风场,一并输入GNOME建立起溢油模型,模拟涨、落潮过程叠加不同风况下敏感海域的溢油扩散．模拟结果：初始溢油量为100t,扩散到第6小时,8种不同条件下挥发油量都为7．7t,附岸和漂浮油量和为92．3t,其中漂浮油量为6．4～92．0t,相应附岸油量为85．9～0．3t;溢油扩散最大范围为1．3～30．0km。,90％置信区间为2．0～56．0km。,最大距离为1．2～14．6km;与前人模拟溢油扩散结果相比基本一致．经分析,溢油扩散主要受3个方面影响：（1）岸线走向：当岸线靠近油膜漂移的路线时,大量油膜附着在岸上,扩散范围较小;（2）风况与流场关系：如果两者方向一致,油膜会扩散较远;（3）风区长度：风区越长,油膜扩散范围越大．总之,建立GNOME溢油模型较好地模拟了溢油扩散趋势,对溢油应急响应具有参考作用．     

钦州湾溢油数值模块及其应用

本文应用水动力模型及溢油模块对代表性风况下钦州湾金鼓江的溢油事故进行情景模拟,且水动力模型结果与实测潮位和实测潮流吻合较好。低潮时发生溢油,不同风况下油粒子在5.5-8.5h后漂到金鼓江上游养殖区。高潮时发生溢油,油粒子在不同风况下漂移轨迹差别较大,例如无风时油粒子在钦州湾颈和三墩外海附近往复运动,而南风3.3m/s工况下油粒子将最终影响大榄坪港区的东南端。另外,高风速下不利风向会缩减油膜抵达敏感区的时间,同时风速越大,蒸发越快。因此风场对溢油模型有重要意义,今后将在精细化WRF模型基础上优化溢油模型并构建溢油决策系统,为地方经济发展和海洋环境保护提供科技支撑。     

Numerical Study of Oil Pollution on Sea Waters

This paper adopted an upstream FEM of 2-D unsteady flow to calculate the tidal flow in Zhoushan sea area. Based on the verification of the tidal current and environmental situation, the effects of the oily waste discharged from the oil berths on water quality have been calculated with a similar method. The isodilutions of oil pollutant are drawn from different sewage discharges. The moving loci of the slick centrepoint of oil spill have been calculated. The spreading area of the oil spill has also been forecasted. The results indicate that the set of models can predict the transport of oil spill in the sea area with reasonable accuracy.