海底石油管道溢油的生态风险及防范对策

与油轮事故相比,由海底输油管道泄漏造成的溢油风险并未被人重视。作者通过石油泄漏风险、生态危害、风险防范等几个方面论述了海底石油管道溢油的生态风险,以期为海洋石油开采、海底石油管线输运等海洋工程提供环境影响评价参考。在海底石油管道设计、运营等分析基础上,将海底石油管道泄漏风险来源归结为腐蚀、外力损伤、工程质量、海底水文泥沙地形地貌等方面。认为海底输油管道泄漏造成的生态风险包括:海洋生态结构失衡、景观生态价值下降、沿岸人类的健康风险等几方面。并就海底石油管道泄漏的风险提出了防范对策。     

基于VOF方法的海底管道溢油扩散数值模拟研究

在海底输油管道运行过程中,管道渗漏、穿孔及破碎都会导致原油泄漏。对溢油运动的轨迹及其扩散范围作出预报可为溢油事故的处理提供及时、准确的信息,指导应急处理的正确实施。基于工程实际需求,采用有限体积法,结合k-ε紊流模型,建立了海流作用下海底输油管道溢油扩散数值模型。采用VOF方法(volume of fluid method)追踪多相流界面。首先,将数值模拟结果与Fan的实验值及Zheng和Yapa的数值结果进行了对比,验证数值模型的可靠性;其次,研究了不同原油溢出速度与环境水深对不同时刻溢油轨迹、到达海面时间、横向漂移距离与海面扩散范围的影响。研究表明:随原油溢出速度增大,溢油到达海面时间逐渐减小,溢油横向漂移距离与海面扩散范围则逐渐增大;随环境水深增大,溢油到达海面时间逐渐增大,且其变化接近线性分布。     

渤海溢油三维漂移数值模拟研究

国家海洋局北海预报中心于2011年开发了渤海三维溢油模型,该模型在分析国内外溢油模型现状的基础上,借鉴当今流行的数值模拟方法,使用油粒子模型与油膜扩展模型相结合的方式,用拉格朗日方法追踪每个带有一定油量的油粒子的轨迹,针对每一个油粒子则使用油膜扩展理论计算其油膜扩展过程。该模型可实现对溢油油污上升及水平输运过程、海表面油污浓度的预报,通过三组理想试验和2012年的海上溢油实验数据,对模型的各项功能、稳定性及模型精度进行了对比验证,结果较好,模型可实现对渤海海域海底或水下发生溢油的数值模拟。该模型解决了以往二维溢油模型在模拟钻井平台及海底输油管道泄漏等溢油事故方面的不足,可更好地为溢油灾害对海洋环境影响的估计提供有效参考信息。     

海流作用下海底管道溢油扩散实验研究

采用物理模型试验研究了海流作用下海底输油管道溢油扩散特性。水槽中的原油从管道的泄漏点溢出，并从海底扩散到海面。采用非接触式光学测量技术，设计了图像采集与数据分析系统，研究原油泄漏机理和特性。通过该系统获得了溢油的轨迹、速度和海面上升时间。从定性和定量两个角度分析了水流和溢油量对溢油行为的影响。之后给出了特征物理量对各种因素的敏感性研究。溢油在水下主要以不同粒径的散状颗粒的形式分布。原油的上升过程可分为三个阶段：饱满、分散和聚集阶段。溢油量是影响油粒子上升时间的主要因素。在油粒子的上升过程中，原油的垂直速度主要受溢油量的影响，横向速度则更依赖于水流速度。不同水流与溢油量下，横向溢油速度的偏差远大于海面上升时间和垂直溢油速度的偏差。该研究可为溢油应急预测系统提供理论参考。     

海底管道风险分析中自然影响因素评分标准初探

借鉴美国学者Muhlbauer提出的管道风险评分法,对渤海海底输油管道系统进行自然风险辨识,并根据渤海海域环境特征对自然环境影响指标评分标准进行了初步研究,形成适合渤海海底管道风险评价的评分标准体系,为渤海海底管道风险分析提供技术依据.     

南海深水溢油三维仿真系统开发关键技术研究

针对南海深水溢油应急能力提升的需求,基于MFC界面库和OSG三维渲染引擎开发了一套能够快速、稳定运行的水下溢油三维仿真系统。本系统研发和集成了海底地形绘制、海面仿真、三维海流显示、和油粒子仿真等多项关键技术,实现了南海深水溢油环境的三维仿真以及深水溢油预测等功能。初步应用表明该系统能为南海深水区油气田开发的溢油风险防范和应急管理提供便捷、直观的可视化交互服务。     

基于GIS的港口储油罐溢油风险评价系统的建立

基于GIS原理对港口储油罐溢油风险进行分析,从数据入库、数据编辑和溢油评价3个方面建立了储油罐溢油评价系统;从储油罐腐蚀、自然力破坏、误操作和疲劳老化4个方面分析了储油罐溢油风险源,介绍了利用层次分析法建立油罐溢油风险评价的指标体系,运用专家打分方法对储油罐溢油进行定性评价;应用已有的油罐溢油风险概率计算公式进行储油罐溢油量风险评价。该系统的构建可以加强储油罐溢油风险分析与管理,为相关人员及时处理溢油事故提供帮助。     

辽东湾海洋溢油风险区划及防范对策研究

海洋溢油风险区划是海洋溢油风险管理的重要手段,科学合理的风险区划可为预防和减少事故的发生提供管理依据。文章在海洋溢油风险系统研究和溢油污染事故机理分析的基础上,建立了辽东湾海洋溢油风险区划指标体系和风险量化模型,结合GIS空间分析方法,获得了辽东湾海洋溢油风险区划图。在分析辽东湾海洋溢油风险区主导因子和风险特征的基础上,提出了不同风险区的防范对策,为区域海洋溢油风险管理提供了决策依据。     

海洋石油平台溢油风险评价研究

通过层次分析法,系统分析了我国钻井平台及生产平台的溢油风险因子,初步建立了该类设施的溢油风险评价指标体系,并运用多级模糊综合评级模型对目标设施的溢油风险进行综合评价。利用该评价方法对渤海某一钻井平台进行溢油风险分析,结果表明该平台溢油风险等级较低,风险因子中海区环境及平台疲劳老化程度的风险相对突出。该评价方法可及时判断目标设施的溢油风险等级,为减少、预防各类平台溢油事故提供技术支持。     

海底输油管道底砂床冲刷机理研究

设计了海底输油管道水槽冲刷试验模型,研究了海底输油管道与砂床处于不同相对位置情况下床砂起动流速的变化,采用理想流体映射定理对其进行了理论分析,探讨起动流速变化规律。结合有限元数值模拟对试验进行细化分析,研究了海底管道底砂床砂粒起动的产生机理,根据研究结果将冲刷过程划分为五个阶段。阐明了海底管道暴露冲刷的危害性和实时监测的重要性。     

渤海湾海面溢油数值计算

采用不规则三角形网格的分布杂交法，建立渤海湾潮流数值模型，在此基础上建立溢油飘移模型，计算在不同风场和潮流场的共同作用下，溢油飘移的输移轨迹、可能抵岸的时间、地点及残留量等。     

海上溢油应急预报业务系统介绍

介绍了国家海洋环境预报中心正在研制开发的海上溢油应急预报业务系统的结构、流程、功能和溢油模式。应用该系统对渤海和黄海的几次溢油事件进行了预报试验,试验结果表明该系统能在一个小时内完成渤海三维模拟预报、中国海二维模拟预报,并动态显示溢油分布范围、油膜面积、位置、溢油的抵岸时间、地点、油量、影响范围、沉降海底的位置、海上残油量等信息。     

大连市近岸海域溢油污染事故风险受体脆弱性评价研究

突发性的海洋溢油污染事故日益频繁,科学合理的溢油风险受体脆弱性评价可为溢油风险管理提供重要依据。文章从海洋溢油风险受体的暴露程度和恢复力两方面构建了脆弱性概念模型,并在此基础上建立了风险受体脆弱性评价指标体系和量化模型。研究结果表明,大连市近岸海域溢油风险受体脆弱性分为高、中、较低脆弱区和低脆弱区4类。     

海洋溢油风险分区防范研究

随着海洋经济的迅猛发展,突发性的海洋溢油污染事故日趋频繁,已经成为危害人类健康,破坏海洋生态环境的重要因素,科学合理的风险防范在一定程度上可以减小溢油污染事故的风险以及造成的损失。在介绍海洋溢油风险系统理论的基础上,提出海洋溢油风险的防范体系。文章以大连市近岸海域为例,开展海洋溢油风险分区,在分区的基础上提出不同分区的溢油风险防范对策,尽可能地降低风险以及造成的损失。     

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。     

声速法判断溢油污染物的特征及动态研究

溢油不仅污染了海面,并伴随着水流的流动污染了海底沉淀.利用直接法和间接法同时测量溢油污染物的声速,通过声速平均差值判断溢油的位置及浸没深度,从而跟踪溢油的动态.根据外场试验总结得出溢油的特征及扩散情况:在海流和风流的作用下溢油不断扩散,随着溢油浓度的降低,声速降低,在相对窄的大陆架内溢油存留在10 m的水层内,并扩展到...     

舟山群岛岱衢洋海床的活动性研究及其工程意义

浙江舟山群岛北部岱衢洋为一双槽型峡道,由北部潮流冲刷槽、中部海底平原、南部潮流沙脊和冲刷槽等四个地貌单元构成。应用浅地层剖面、侧扫声呐、回声测深、沉积物取样等地质地球物理调查手段,对峡道内海床活动性进行了综合研究,结果表明近年来北部潮流冲刷槽无明显变化,中南部海底平原冲刷沟微地貌进一步发育,南部潮流沙脊向陡翼一侧移动并造成相邻冲刷槽略微淤积。冲刷沟微地貌发育区与浅层气浅埋/出露区基本重合,含气地层浅埋(5m)或出露海底可能促进了冲刷沟微地貌的发育。在研究区内曾发生因海床冲刷造成输油管道悬空断裂的溢油事故,可见,海底平原区并非是绝对安全区,今后应加强此类灾害地质环境研究和工程后的长期监测跟进。研究结果对舟山海域及其它类似海洋环境的工程设计、施工和维护都具有借鉴意义。     

基于GF-1卫星的海上溢油定量监测——以青岛溢油事故为例

基于GF-1卫星数据对2013年11月22日青岛黄潍输油管道爆炸造成的海面溢油进行定量监测。研究首先采用2013年11月26日GF-1卫星数据对海面溢油进行提取,其统计面积为0.67 km2;其次,结合肖剑伟提出的油膜厚度单波段反演模型估算油膜厚度,最终计算得到溢油量为0.28 t;最后,对Band 1反射率与油膜厚度结果进行灰度分割,将溢油污染程度分为6级,对比发现两者分级结果较为一致。由此得出,通过反射率直接进行灰度分割可以对溢油污染进行有效的等级评定。     

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…     

港口项目船舶溢油环境风险评价存在的问题及对策建议

船舶溢油环境风险评价是港口项目环境影响评价的重点之一。文章针对目前港口项目船舶溢油环境风险评价中面临的多头管理、评价范围不统一以及应急设备的配置难落实和有效性差的问题,从分清管理职责、统一评价范围以及创新溢油应急设备管理模式３个方面提出解决的对策和建议,以期更好地发挥港口项目船舶溢油环境风险评价的作用。