海上溢油数值模型研究进展

中国是海洋大国,近年来,海上活动持续增多,发生海上溢油事故的风险随之加大,海上溢油污染事故一旦发生,如不得到及时控制,必将严重损害中国近海海洋环境.为了完善中国海上溢油应急反应体系,提高中国处理重大海上溢油事故的应急反应能力,开展了海上溢油污染应急技术研究.本文综述了溢油预测模型的发展过程以及相关的研究成果,包括:溢油...     

中国近海海上溢油一体化预测预警系统研究——系统介绍

海上溢油污染会严重破坏近海海洋环境,还会直接危害沿海国家的经济发展。近些年来,由于我国经济的高速发展,原油需求年年增长,同时也加剧了海上溢油事故发生的风险。因此,提升我国海上溢油应急能力和溢油预测预警技术是非常有必要的。国家海洋信息中心基于多个数据库和数值模型集成,研发了中国近海海上溢油一体化预测预警系统,该系统可为溢油应急工作提供科学依据和参考。     

中国近海海上溢油一体化预测预警系统研究——系统介绍（英文）

海上溢油污染会严重破坏近海海洋环境,还会直接危害沿海国家的经济发展。近些年来,由于我国经济的高速发展,原油需求年年增长,同时也加剧了海上溢油事故发生的风险。因此,提升我国海上溢油应急能力和溢油预测预警技术是有必要的。国家海洋信息中心基于多个数据库和数值模型集成,研发了中国近海海上溢油一体化预测预警系统,该系统可为溢油应急工作提供科学依据和参考。     

中美溢油应急管理对比研究

鉴于我国溢油事故风险的增加,强调完善海上溢油应急反应体系的必要性。通过中美海上溢油应急管理的对比研究,提出对我国海上溢油应急体系建设的4点建议:加强海上溢油应急反应立法工作;建立国家、区域和地方三位一体的溢油应急体系;完善溢油赔偿基金的使用制度;加快溢油应急公司的市场化运营。     

中国近海海上溢油预测与应急决策支持系统研发

开发了中国近海海上溢油预测与应急决策系统,由三维水动力模型、溢油风化模型、环境敏感区图和决策支持模型组成。系统能够预测海面油膜的漂移-扩散行为和风化过程,提供敏感区污染预警和资源优先保护次序、溢油应急优化方案以及溢油清污效果实时动态模拟。作为海上溢油应急反应决策平台,系统能够通过网络提供服务。     

溢油扩展、漂移及扩散预测技术研究进展

海上溢油灾害会严重破坏中国近海海洋环境,还会直接危害我国经济发展。因此,开展溢油预测预警技术研究是非常有必要的,能够为海上溢油应急响应提供技术支撑。本文综述了溢油扩展、漂移及扩散数值预测技术的发展过程及相关研究成果,包括溢油扩展模型、溢油漂移与扩散模型、溢油预测预警系统,为未来开展溢油应急工作提供了理论依据和参考。     

海上溢油与治理

随着世界海洋石油工业和海上石油运输业的迅速发展，海上溢油及其对海洋环境的污染已成为人类面临的一大难题。目前，许多沿海国家都在开展与海上溢油有关的研究，发展溢油治理技术和设备，建立溢油应急反应系统。本文简要介绍了重大溢油事件及溢油对海洋环境的影响，同时介绍了海上溢油的治理技术、部分国家的研究情况和溢油应急反应队伍的建设情况。最后，就我国的海上溢油防治工作提出了一些建议。     

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…     

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。     

我国海上石油勘探开发溢油事故应急管理研究

随着国内石油需求急剧增加,我国管辖海域内海上石油勘探开发项目越来越多,溢油事故频频发生,对海洋环境、海洋经济发展和人民生命财产安全造成了严重威胁。文章论述了溢油事故带来的危害,并对现阶段我国海上石油勘探开发溢油事故的管理体系进行梳理和分析,指出我国现阶段在海上石油勘探开发溢油事故的应急管理中预防、监管以及处罚和损害赔偿方面的不足,并提出了相应的管理建议。     

海上溢油量评估方法研究综述

近年来,国内外海上溢油污染事故的频发,使得全社会对海洋污染的关注不断升温。海上溢油量是评价海上溢油事故威胁程度和确定溢油事故等级的重要指标,也是污染赔偿追责的重要依据,同时对于现场溢油应急处置和科学决策也有重要作用。本文总结分析了目前主要的4种海上溢油量初步评估方法,包括质量平衡法、工艺流程法、现场观测法和数值模拟法。不同溢油量估算方法适用的溢油源和溢油方式各有不同,估算的溢油量也不尽相同。实际应用中,通常根据具体情况选择多种方法进行溢油量综合评估。本文从实际应用出发,探讨几种可用的溢油量评估方法,并结合案例进行说明。     

厦门港刘五店航道海域溢油扩散数值模拟

利用MIKE 21 HD模块建立了厦门湾二维水动力模型,经2008年最新实测资料,验证了模型的可靠性和适用性,模拟结果为厦门湾刘五店航道二维溢油模型的建立提供水动力基础数据.利用MIKE21 SA模块建立厦门湾刘五店航道二维溢油模型,应用"油粒子"模型模拟输移、风化和热量迁移等过程,对刘五店航道一期工程溢油泄露事故进行...     

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。     

基于生物标志物的海洋溢油污染评价方法研究

生物标志物是指能够指示或表征暴露于环境化学污染物而引起生物机体发生响应变化的标志物或指标。采用生物标志物指示海洋环境的水质变化及其生态预警作用的研究是当今海洋环境科学研究的热点和前沿,在海洋污染评价领域中应用广泛。本文介绍了生物标志物的定义及分类,综述了国内外基于不同种类的生物标志物的评价方法在海洋溢油污染监测与评价中的应用特点和研究现状,以及多种生物标志物综合应用的典型方法及重要意义,例如生物标志物响应指数(biomarker response index,BRI)和综合生物标志物响应指数法(Integrated biomarker responses index,IBR)。最后,本文总结并指出了今后开展相关溢油污染评价的研究方向,包括针对海洋溢油污染特点筛选特异性强、敏感性高的生物标志物以及建立基于生物标志物的海洋溢油污染预警系统等,从而提供更加精准有效的技术方法和科学保障。     

基于复contourlet域隐马尔科夫树模型的海面溢油合成孔径雷达图像相干斑抑制

海面溢油SAR图像中的相干斑噪声严重影响了后续的图像分割、特征提取和分类.为了更有效地抑制海面溢油SAR图像相干斑,文中提出了一种基于复contourlet域隐马尔科夫树模型的海面溢油SAR图像相干斑抑制方法.首先对观测图像取对数并进行复contourlet变换;然后在复contourlet域中用隐马尔科夫树模型对相邻尺度间的带通方向子带系数进行建模,并依据贝叶斯最小均方误差准则估计无噪系数;最后进行逆复contourlet变换和指数变换,得到相干斑抑制后的图像.大量实验结果表明,与Lee、Kuan、Frost及Gamma Map等4种经典滤波方法以及小波域和contourlet域隐马尔科夫树模型方法相比,文中方法从主观视觉和客观定量评价两方面来看综合性能更为优越,是一种行之有效的SAR遥感图像海面溢油检测的预处理方法.     

2011年6月-8月渤海湾溢油事故长期后报数值模拟

三维业务化溢油应急预报系统不仅能提供逐时的海洋环境信息预报和溢油漂移扩散,还能对溢油事件进行后报数值模拟。2011年6月4日在渤海湾蓬莱19-3B采油平台发生溢油事件,同月17日19-3C平台也发生溢油事件。此次溢油事故造成了数千平方公里海水受污染。本文采用国家海洋环境预报中心自主研发的溢油模型对蓬莱19-3溢油事件进行长期后报数值模拟,在风流海洋环境场的驱动下,模拟了2016年6月到2016年8月,两个平台溢油的漂移扩散情况、影响范围,靠岸时间和影响岸段等。风场采用基于WRF模型模拟得到的再分析风场,并用实测风对再分析风场进行订正,流场采用基于POM模式在再分析风场驱动下得到的海流。后报结果显示,溢油主要向西北方向漂移,并最终靠岸,其扫过的海域也主要在平台的西北方向,这与观测结果一致,验证了后报的可靠性。     

南海深水区水下溢油三维可视化模拟系统研发与应用

针对南海油气田勘探开发溢油污染防治需求,开发了国内首套深水区水下溢油三维可视化模拟系统,由三维海流预报模型、深水溢油模型、三维可视化仿真系统和数据库组成。海流预报模型基于ROMS模式,通过考虑波致混合影响,并利用最优插值技术同化卫星测高资料和嵌套技术,保障了预报结果的准确性。深水溢油模型由羽流模型和对流扩散模型组成,考虑了卷吸、油气分离、溶解、水合物生成、漂移、扩散等复杂过程。系统能够预测深水区水下油气泄漏后行为和归宿过程,提供油、气、天然气水合物粒子的大小、分布、移动速度和漂移轨迹、扩散面积、水体溢油残存量、水面溢油量等三维可视化动态模拟结果。目前系统已经在油气田勘探开发中得到应用,为南海深水溢油应急提供了重要支撑。