风对水面油膜运动的影响

本文对风引起海面油膜的漂移速度与风速的关系作了综合讨论,根据水面紊动剪切应力的平衡理论,推导出风系数的近似计算公式。结合有关现场观测资料和风洞模拟试验结果,确定油膜的风漂流速度与风速之比的经验系数为1.6～3.5％,可供溢油事故发生时,制定拦油、收油计划时使用。     

长江中游鲤鱼山河段溢油事故模拟研究

基于MIKE21 SA模块,结合长江中游鲤鱼山河段气候、水文条件,模拟了丰水期和枯水期在常风向NE风条件下,150 t燃料油泄漏事故造成的油膜漂移和扩散过程。结果表明在NE风影响下,丰水期和枯水期油膜都沿河道右岸水域漂移,会对瑞昌市四大家鱼原种场长江捞苗区水域和码头镇水厂取水口造成一定的污染,武穴市第一水厂和武穴市第二水厂取水口水域基本不受影响。丰水期和枯水期油膜漂移速度、油膜面积和油膜厚度等特征存在明显的差异。预测结果可以为不同条件下溢油事故应急响应、灾害评估提供科学决策及支持。     

GPS/GSM/GIS海上溢油跟踪监测系统的研究

在车载GPS监控系统的基础E研究开发了一种漂浮移动性能与溢油相似的、并具有GPS接收和发送功能的GPS浮标。在溢油事故发生后立即将其投放存厚油膜层中随油膜一起漂移。监测中心通过GSM移动通信网实时接收GPS浮标发出的定位信息，并应用地理信息系统技术实现对溢油位置、漂移速度、轨迹、方向的实时跟踪和信息显示．从而为溢油应急指挥提供一种准确实时、成本低廉、全天候的溢油全程监测手段。     

三维潮流数学模型及油膜输移扩散的数值计算

本文采用多层二维潮流数学模型计算了流速场的空间分布,并利用表面流速及风的效应,计算了风及潮流作用下的油膜扩散输移。本文考虑了油膜在扩散输移过程中的挥发损失及破碎波对油膜的击落损失。通过计算表明,本文所考虑的方法是合适的,结果比较理想,可供实际应用。     

浙江金塘港海域溢油扩散数值模拟研究

本文针对浙江舟山澳洲活牛进境加工项目可能的溢油事故,预测分析溢油油膜的扩散漂移对周边海域的影响。首先采用MIKE21 HD模块建立了舟山海域二维潮位模型,在利用实测水文数据对模型验证的基础上,通过MIKE OS模块模拟溢油油膜的扩展、输移和风化过程,计算了在航道和靠泊平台发生溢油时不同工况下油膜的扩散输移过程。对比分析计算结果表明:油膜的扩散输移与油品泄漏地点、溢油发生时刻、流场特征以及风速风向相关;静风时,油膜运动由涨、落潮流主导,随水流流动扩散输移,24 h最大扫海面积为195.74 km2;夏季主导风向SE向风条件下,向杭州湾开敞水域输移,不受岸线和岛屿的阻挡,扩散范围更广,24 h最大扫海面积为209.71 km2;不利风向NW向风条件下,油膜在金塘岛南侧岸线和周边岛屿沿岸堆积,24 h最大扫海面积为131.99 km2。     

风漂流作用下粘性膜在海面的扩散

根据理论推导可预报下列影响: 海面粘性膜在风漂流作用下沿风向的方向伸延。伸延速度的向量方向可与风漂流的速度方向不一样。伸延速度值与风的摩擦力和模厚成正比,与形成膜的液体的运动分子粘度成反比。对于1毫米至1厘米厚的溢油油膜,当风速为5—10米/秒时,一昼夜可伸延若干公里。     

太平洋西北部水域的污染

从1978年开始的太平洋西北部水域石油、表面活性剂和重金属调查研究的范围包括:副北极带至温带、热带太平洋的广阔水域,重点是黑潮,亲潮流经的海域、菲律宾海、日本海、东海、南海和几个海洋本底监测站附近以及近东、印尼通往日本的油运航线等水域。一、石油污染 为了研究油膜对海一气间相互作用的影响,对大洋表层生态平衡的破坏程度以及计算油膜中赋存的石油量等,必须了解海面油膜的检测几率(即发现油膜的次数占监测总数的百分比)、覆盖率及在大洋微表层中的聚集系数(即油在微表层的含量与在大洋表层的含量比)等。     

渤海风场的概率预测模型研究

风是海上溢油迁移扩散的关键动力因素之一,溢油区风场的精确预报是油膜漂移轨迹预测的基础。本文对渤海的历史风资料进行了相关分析,根据不同区域风的相关性和不同时段风的差异性,分别进行了渤海风的区域划分和时段划分;根据风在每两个指定方向转换的概率和风的平均持续时间,建立了渤海风场的概率预测模型。该预测模型生成的随机风时间序列能体现出历史风场的能量水平、周期性和方向变化,且与相应历史时期风资料的统计参数吻合良好,可为高精度海面溢油预报提供动力基础,也可为其他相关海洋动力学计算提供参考。     

海上油膜厚度测量系统的研究

针对海上油膜厚度的实时动态测量,提出一种海上油膜厚度测量系统。该系统包括海上溢油样本采集装置、油膜厚度检测装置、MCU(Micro Control Unit微控制器单元)数据处理装置、nRF905无线数据传输装置和计算机。系统采用电子检测技术对海上油膜厚度进行测量,根据系统的测量原理开发出计算油膜厚度的数据处理算法,利用系统对不同油膜厚度的原油油膜和轻柴油油膜进行了实验测量。研究结果表明,本系统能够实现不同油种和不同厚度的油膜实时、动态、快速准确的测量,可用于海上油膜厚度的测量研究。     

风污染系数的计算和应用的研究

本文评述了现行风污染系数方法及其局限性,首次提出用于固体松散颗粒物污染评价的粉尘污染系数,对系数方法的性质和应用进行了论述。     

海域移动源溢油污染事件寻源搜索方法研究

本文建立了基于水动力学模型潮流场模拟、风场数据及其求逆耦合的海域溢油污染事件寻源搜索数学模型。以海域水动力学模型模拟溢油油膜发现时刻前该海域的潮流场,并建立潮流场数据库;收集并建立溢油油膜发现时刻前该海域风场数据库;建立风、流场逆向耦合的溢油寻源搜索数学模型,并通过与研究海域电子海图的幕景叠置,反向递推搜索海域溢油污染事件源。以广西防城港海域溢油污染事件为例,验证方法的有效性:文中建立的溢油寻源搜索方法数学模型,以水动力学模型数值模拟、风场数据及其求逆耦合为基础,保证了方法的可靠性;同时采用保持原油膜包络范围的方式又为海域溢油污染事件进一步的精确定位提供合理的搜索空间。     

渤海海底管线溢油污染预测模型

鉴于目前的溢油模型主要是针对海面溢油的情况,本文提出了预测海底管道出现裂纹和腐蚀形成的小孔时发生溢油的模型.预测在海底管线上某一位置处的蠕孔漏油后,油的浓度超过某一规定浓度的范围,海面上形成油膜的起始位置,估计油膜是否能到达海岸线,以及被风浪携带到海岸线上的原油量.本文还给出了一个基于渤海自然状况及原油性质的算例.结果表明,该模型可以为海底管线上蠕孔溢油的污染情况预测提供参考.     

Modelling of the behavior of marine oil spills: applications based on random walk techniques

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆａｃｃｉｄｅｎｔａｌｏｉｌｓｐｉｌｌｓ,ａｎｄｔｈｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄａｑｕａｔｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎ,ａｒｅｇｒｏｗｉｎｇｃｏｎｃｅｒｎｓ.Ｔｈｅｒｅｉｓａｎｅｅｄｆｏｒｍｏｄｅｌｓｙｓｔｅｍｔｈ?..     

东吾洋关门渔港邻近海域溢油模拟分析

利用MIKE21 HD水动力模块对福建东吾洋附近海域进行潮流数值模拟,通过与实测资料对比,对模型计算的潮位、流速及流向进行验证。验证结果显示,数模结果与实测值吻合较好,该潮流数值模型可以反映当地水动力情况,并作为溢油模块的水动力基础数据。基于欧拉-拉格朗日“油粒子”理论,考虑油膜运动过程中扩散、漂移、风化等过程,建立了东吾洋关门渔港邻近海域二维溢油扩散模型,模拟不同潮时（涨憩、涨急、落憩及落急）发生溢油,考虑不同风况（静风、夏季盛行风及冬季盛行风）,分析不同情况下的溢油油膜漂移路径、漂移路程及扫海面积。结果表明,关门渔港附近溢油漂移扩散主要受潮流和风场影响,其中风场起主导作用。24 h内油膜最大扫海面积及漂移路程均出现在落憩静风时溢油,分别为6.66 km2及17.63 km。除落憩冬季风情况下溢油外,其余各情况溢油均在关门水道附近随潮流来回移动,最终到达东安岛西南侧弥勒湾内。     

海洋污染损害碳稳定性同位素比值差异性溯源分析实验技术——以船舶溢油污染事故为例

现行油指纹鉴别技术主要以溢油的化学组成及分布特征为依据进行溢油种类和油源鉴别。本文对于采集的来自不同油品及不同风化程度、沾污不同环境介质的样品,进行总组分的碳稳定性同位素比值（δ13C）测定,有针对性地分析具有时空关联性的样品测定结果的差异性,为溢油鉴别提供一种新的溯源技术方法,为海事主管机关开展海上船舶溢油污染事故调査处理提供多元化的证据支持。针对4种溢油风化实验样品、来自东海“桑吉”轮溢油事故、福建福清江阴港“正力洛杉矶”轮燃料油泄漏事故、福建平潭看澳锚地“鑫海盛168”轮燃料油泄漏事故的源项样品和现场污染样品,进行了总组分δ13C测定及其基于差异性分析的溯源技术研究。结果表明,不同油品的溢油风化样品δ13C随风化时间的增加而具有类似趋势的差异性变化,可用于说明相应油种的同源相关性;利用溢油事故船载货油和燃料油的δ13C差异性,能够鉴别事故海域采集溢油样品的种类;溢油事故船舶燃油舱油样和清污现场采集的溢油样品可用于与受污染环境介质采集油样的δ13C差异性溯源比对;通常环境条件下,同源相似度较高的差异性限值为两倍平行样分析误差。     

综合随机和典型情景模拟的海洋溢油事故污染危害预测评估研究

通过分析随机和典型情景模拟法的优点,构建综合这两种方法的海洋溢油事故污染危害预测评估流程和主要评估指数。以渤海辽东湾为研究区域,选取一处海洋石油平台作为潜在溢油地点,7个国家级海洋保护区作为污染受体,开展假设的海底输油管道溢油事故情景算例演示。在经验证的潮流场模拟数据和2012~2013年预报风场数据基础上,利用随机情景模拟来预测全年统计条件下溢油污染概率、危害后果等指数的空间分布,分析评估研究区域的整体污染危害风险;通过典型情景模拟来预测不利风向条件下溢油漂移轨迹与扩散范围、到达时间等指数,分析评估溢油对具体敏感目标的污染风险。应用表明,随机和典型情景模拟的结合能够提供更为全面、客观的溢油污染预测评估结果,有利于提高风险评估结论的科学性和制定有效的风险管理对策。     

水上事故溢油漂移轨迹预测模型研究与应用

近年来,国内外海上溢油事故频发,不仅造成巨额的经济损失,同时也对海洋及近岸海域生态系统造成了巨大危害,构建科学、可靠的海洋溢油模型对于溢油事故的处置应对、预警预报都具有十分重要的科学和现实意义。基于EFDC（Environmental Fluid Dynamic Code）、＂油粒子＂溢油轨迹和风化模型,构建了海上事故溢油漂移轨迹预测模型。通过对实际溢油事故的模拟对比证明,相对于基于对流扩散方程的传统溢油模型,＂油粒子＂算法更直观,模拟的油膜轨迹、形态更贴近实际过程。     

多维标度法在海洋油指纹鉴别中的应用

本文采用GC-MS离子选择方法,分析了6种不同溢油样品的油指纹诊断比值参数,利用多维标度法鉴别了6种不同溢油样品,并与重复性限法进行了比对分析。结果表明:多维标度法可高效进行大量样品油指纹分析的同时鉴定,能直观的表现研究对象之间的关系,实现油样的分类鉴别;多维标度法与重复性限法相比,可简化两两样品之间对比繁琐的计算过程,避免不同油品多个诊断比值一致的情况下的误判,从而有效弥补、完善重复性限法和其他方法的一些不足,为海洋溢油事故指纹鉴定提供一些借鉴。