岸滩溢油清理技术发展现状及对我国应急能力建设的启示

大规模海上溢油造成的油污上岸现象会对岸滩环境及其生态系统造成严重破坏,应用高效的岸滩溢油清理技术手段对岸滩修复具有重要意义。文章对重点岸滩溢油事故进行统计,分析典型岸滩溢油事故的清理技术和方法,并着重介绍目前国际上先进的岸滩溢油清理技术装备和产品;结合我国岸滩溢油清理技术现状,从政策引导、技术研发、应急管理和公众参与的角度提出对我国岸滩溢油清理能力建设的建议。     

关于干沙表面输沙率问题

沙质岸滩的稳定取决于很多因素,除波浪和沿岸流系外,在某些区域还与风的作用密切相关。本文根据有关文献,介绍了到目前为止对岸滩干沙表面输沙率的研究状况及主要成果。     

风暴浪作用下沙质岸滩稳定机制物理模型试验研究

近年来风暴潮等海洋灾害日趋频发,沙质海岸侵蚀问题也愈发突出,沙滩稳定防护显得日益重要。为研究风暴浪作用下沙质岸滩稳定机制问题,设计了一系列的水槽试验,对风暴浪作用下沙质岸滩的稳定机制和演变过程进行了录像观察和研究分析。试验中采用图像处理技术,根据水和岸滩床面的像素值差异,对岸滩整体剖面进行实时动态提取;对比和分析了不同入射波高、波周期、水深、岸滩初始坡度以及波高连续变化下沙质岸滩演变过程。试验结果表明,岸滩稳定与岸滩初始坡度和沙坝的发育直接相关,而波参数主要影响岸滩扰动幅度和沙坝以及前滩侵蚀边界的位置变化。当入射波高连续变化时,沙坝迅速响应并向离岸迁移。岸滩变化幅值与入射波能流存在明显正相关关系,波能流越大对岸滩稳定性的危害越大。而水位升高会增强前滩向岸侵蚀风险。此外,在本试验尺度下,前滩以侵蚀为主。当岸滩初始坡度小于稳定坡度且波陡较小时,即Dean参数Ω''较小时,岸滩才发生明显的前滩淤积,这对于试验尺度下岸滩恢复工况研究至关重要。具体来说,当岸滩整体坡度为1:10且前滩坡度达到1:5~1:2.5时,岸滩稳定性最好,岸滩形态最接近最终平衡剖面,岸滩趋于稳定的时间最短。     

岸滩溢油监测评价指标体系研究

文章在分析国外溢油监测文献的基础上,结合实际工作经验,根据我国岸滩特点,建立了一套适用于我国的岸滩溢油监测评价指标体系。该指标体系采用了定性和定量相结合的指标,岸滩类型、岸滩服务功能和溢油性质采用简单的定性指标,溢油分布状态采用准确的定量指标,即符合我国岸滩溢油应急监测的工作实际情况,又能准确掌握溢油污染实际情况。利用本文的岸滩监测评价指标体系,可以指导岸滩溢油监测评价工作。     

红树林对规则波作用下岸滩剖面变化影响实验研究

红树林广泛分布于我国南方沿海地区,可有效减小波浪对岸滩的破坏,研究其在规则波作用下对岸滩变化的影响具有重要意义。基于波浪水槽实验,采用PVC圆管模拟红树林,选取无黏性沙堆砌而成的1/10~1/20组合坡概化岸滩。实验结果表明,在规则波作用下,红树林的存在对岸滩剖面变化产生了较大影响;并分析了规则波波陡、植物分布密度和排列方式对岸滩剖面变化的影响。基于实验数据,建立了在实验条件下的岸滩冲刷坑尺度、淤积沙坝尺度、最大冲刷深度、最大淤积高度与规则波波陡、红树林的分布密度和排列方式之间的关系式,结果呈幂指数函数关系。揭示了岸滩剖面变化与规则波水动力特性、红树林、泥沙颗粒和岸滩坡度之间的联系。引入植物综合系数,预测给定规则波波陡和波长情况下的岸滩冲淤演变特征值,为海岸生物防护工程的建设提供科学依据。     

黄骅岸段人工开发对岸滩演变的影响研究

研究区域黄骅岸段内油气资源丰富,其人类活动也日益频繁。人工开发改变了该岸段的水动力环境,进而对岸滩的冲淤演变造成一定的影响。本文先后对该区域的断面测量、粒度测试以及放射性测年等结果进行分析,讨论了黄骅岸段在进海路修建的影响下产生的岸滩冲淤演变的原因和规律,认为其岸滩整体处于动态平衡状态或略冲刷状态,沿海围垦、筑堤造坝等岸边人工设施的修建是改变岸线的主要营力与原因。本文取得的成果为进一步研究该区域泥沙冲淤与岸滩演变问题提供了基础数据和分析参考,对研究渤海西海岸乃至整个中国海岸的岸滩演变都有一定的启示和借鉴作用。     

滨海旅游区溢油评价建模与系统实现

近几年海洋溢油事件频发,对滨海地区旅游环境造成了严重的污染。针对滨海旅游区的溢油现象进行定量评价,寻求合理的评价方案是当前相关领域专家学者普遍关注的问题。本文根据滨海旅游区生态系统的特性,以滨海旅游区的海水水质、岸滩环境和溢油危害为评价内容,构建滨海旅游区溢油污染评价指标体系和滨海旅游区溢油污染综合评价模型,并且基于GIS技术进行了系统架构设计与实现。通过模拟海洋溢油事件,对该系统进行了测试。测试结果表明:该系统能够对溢油区的污染等级做出快速评价。本研究为滨海旅游区的溢油污染评价提供了新的方法,该系统能够辅助相关部门管理溢油相关的综合信息,在溢油发生时快速反应,采取应急措施。     

淤泥质岸滩侵蚀堆积动力机制及剖面模式──以连云港地区淤泥质海岸为例Ⅱ.泥沙运动和岸滩剖面演变模式

本部分则从淤泥质岸滩沉积物的水动力学特征出发,论述了不同状态的泥沙的不同运动规律,给出了两种不同岸段的近岸含沙量和岸滩冲淤率的横向分布的定量表达,并在此基础上建立了侵蚀和堆积岸滩剖面的演变模式,并与实际观测资料进行验证,最后还对岸滩冲淤转化的条件进行了探讨.     

淤泥质岸滩侵蚀堆积动力机制及剖面模式──以连云港地区淤泥质海岸为例Ⅱ

本部分则从淤泥质岸滩沉积物的水动力学特征出发，论述了不同状态的泥沙的不同运动规律，给出了两种不同岸段的近岸含沙量和岸滩冲淤率的横向分布的定量表达，并在此基础上建立了侵蚀和堆积岸滩剖面的演变模式，并与实际观测资料进行验证，最后还对岸滩冲淤转化的条件进行了探讨。     

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。     

Effects of high pressure,hot water shore cleaning after oil spills on shore ecosystems in the Northern Baltic proper

The use of high pressure, hot water hosing techniques in oil spill clean-up operations on rocky and stony-gravelly shores drastically reduces the shore vegetation and macrofauna. The negative effects are more substantial than on oiled shores cleaned by raking and scraping. After one year the hot water cleaned shores were not restored completely.On rocky shores the high pressure, hot water technique is very efficient in terms of freeing the rocks from oil. However, due to its detrimental effects on shore organisms this type of oil spill clean-up operation can only be recommended for bird or wildlife protection areas. The cleanup method is inefficient on stony-gravelly shores due to penetration of oil into the ground and sediment and direct killing of shore organisms. The method should be avoided on these types of shores.     

Shoreline sensitivity to oil spills,the Mediterranean coast of Israel: Assessment and analysis

This study, which was carried out during 1999–2002, deals with the identification of the environmental sensitivity of the Mediterranean coastline of Israel to marine oil spills. It includes GIS sensitivity mapping and an analysis of the environmental vulnerability of Israel's shoreline resources.The study analyses the main sources of risk for maritime accidents in the southeastern Mediterranean and develops scenarios for possible oil spills incidents, including an analysis of the priorities for protection of the various coastal ecosystems, in an event of a large spill. It describes the morphology of the coastline of Israel, as well as the main hydrographic and meteorological patterns that dominate and control the dynamics of the shorelines, and of potential major oil spills. The study also discusses the different ways in which oil spills may affect natural ecosystems and socio-economic resources along the coastline of Israel.The basic research question of the study was how different geomorphic and land-use types of the Mediterranean shoreline would be affected by large quantities of spilled oil washing ashore from the sea. The study aims at determining the relative sensitivity of different types of shoreline and ‘prioritizing’ the different types of shoreline and coastal resources to be protected following a large oil spill. The study also aims at presenting the data collected and analyzed to both the scientific and environmental communities, and to the operational national authorities responsible for oil spill preparedness and response, in a clear and useful way.One of the main conclusions of the study is that generally, the sensitivity of the Israeli Mediterranean coastline to oil spills could be considered moderate, compared with other fragile ecosystems. This is mainly because of the morphology of the sandy beaches and the high exposure of most types of beaches to energetic natural cleanup processes. Still, along the southeastern Mediterranean coastline there are ecosystems, habitats, shoreline types and coastal resources that are sensitive to oil spills.     

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。     

渤海海冰现场监测的数字图像技术及其应用

在渤海冰区油气开发中,海冰给平台结构、油气运输和施工作业带来很大影响.油气作业区海冰参数精确、连续、实时的现场监测对分析油气开发的可靠性、检验海冰数值模式、校正海冰卫星遥感数据具有重要意义.针对渤海油气作业区的海冰运动和分布特性,通过数字图像技术对海冰的厚度、运动速度和密集度三个参数的提取进行了算法开发和软件研制.在2...     

基于CART方法计算的黄河淡水水龄在渤海的分布变化特征

通过计算黄河淡水在渤海内部的水龄变化,能够进一步了解由黄河口排出的溶解性污染物在渤海中的输运时间和分布规律。利用ROMS(Regional Ocean Modeling System)数值模型,加入了基于CART(the constituent-oriented age and residence time theory)方法计算水龄的模块,用于计算黄河淡水水龄在渤海的分布以及长期变化规律。模式较好地再现了渤海物理场以及黄河淡水水龄在渤海中的分布。模拟结果显示水龄在空间分布上差异很大,莱州湾平均水龄为700天,而辽东湾则高达1760天。渤海中部与辽东湾水龄时空分布表现出季节变化,冬季辽东湾水龄西低东高,高龄水自辽东湾东侧入侵渤海中部;夏季辽东湾水龄西高东低,渤海中部低龄水占优。黄河淡水水龄在年际时间尺度上存在明显差异,1998—2003年黄河淡水水龄较高且存在上升趋势,而2003—2007年则迅速下降,此变化主要由黄河入海径流量的改变导致;径流量增大会使淡水水龄降低,反之则会使水龄升高。黄河径流量对黄河淡水水龄的影响主要是通过改变目标区域黄河淡水浓度和低龄淡水质点在水团中所占的比例来实现的。     

渤海湾天津段水体质量评价及污染源分类

对采自渤海湾地区的水体样品进行了多项污染指标测试.结果表明,研究区水体呈弱碱性,主要污染物质为无机氮、锌、铅和汞.除无机氮外,其他指标基本符合二类水质标准.而无机氮浓度符合三类水质标准.研究区水质受到多种因素影响,陆地河流输入是影响研究区水质的主要因素,而养殖活动、石油开采、工业和民用污水排放等对研究区水质具有重要影响.本研究为渤海环境治理措施的制定和实施提供了进一步参考依据,并建议应有针对性地对这些既有或者潜在的影响渤海湾水质的因素进行分别控制和治理.     

渤海多溴二苯醚的分布特征及其风险评价

多溴二苯醚(PBDEs)属于新兴污染物,是一种性能优良的阻燃剂,在各种工业产品中广泛应用,而且存在于世界各地的海洋环境中。PBDEs还有持久性、远距离迁移性、生物累积性等特点,对海洋生态系统和人类造成严重危害。与此同时渤海又是我国唯一一个半封闭型的内海,有较差的自净能力以及与外界海水交换的能力,因此渤海区域PBDEs的研究在近十几年来受到了极大的关注。本文综述了PBDEs在渤海区域内的污染特征以及在海水、沉积物和生物介质中的含量水平与分布特征,并对与PBDEs相关的生态环境风险评价方式进行了总结,以期使读者深入了解渤海区域内PBDEs的污染现状及其危害,为以后此区域进行多溴二苯醚的污染防治和渤海生态环境治理等方面的工作提供可以借鉴的资料。     

Numerical Study of the Oil Spill Trajectory in Bohai Sea,China

Sixteen numerical experiments are conducted using the General NOAA Operational Modeling Environment (GNOME) to numerically study the oil spill trajectory in the Bohai Sea, China, for the purpose of providing information for the oil cleanup and disaster mitigation. High resolution coastline and topography data investigated by China's 908 Program are used to accurately describe the regional geographic feature of the Bohai Sea. Currents and waves required by GNOME are generated by the Hybrid Coordinate Ocean Model and Simulating Wave Nearshore, respectively. Experimental results show that oil spilled in different seasons and at different locations will result in completely different spilling trajectories, traveling distances, and polluting areas. Knowing that information comprehensively is vital to pollution control. Another important goal of this work is to provide users with simulated oil spill trajectory information through China Digital Ocean Prototype System (CDOPS), a grand marine information platform for managing, displaying, and public sharing of the data investigated by the China 908 Program. Users can obtain the trajectory, spreading, and potential impact area of the spilled oil through the oil spill module in CDOPS.     

利用NOAA卫星AVHRR图像对渤海表层水温年变化的初步分析

利用ＮＯＡＡ卫星ＡＶＨＲＲ图像（使用１９９２～１９９４年共２２幅图像）选取渤海中的１５个特征区域进行分析。根据其年变化曲线,结合渤海的实际情况,讨论了渤海中相应海区的年变化,并且对大部分区域水温变化特征的形成机制进行一些初步的探讨。文中指出,辽西低温中心的动力机制是绕半岛潮流引起的垂直向环流的作用,而正是由于辽东半岛的特殊的地理特征,才可能产生这一明显的低温中心。冬季的黄海暖流在渤海中的作用是非常显著的,它是使冬季渤海中部及南部水温明显高于北部辽东湾水温的重要原因。上述工作证实,利用卫星图像进行海水温度年变化的分析是切实可行的,由此,应充分发挥卫星遥感技术上的优势,以加快海洋学的发展。