基于模糊综合评价方法的海上溢油应急能力评估技术研究

科学准确的溢油应急评估是合理配置应急资源、迅速提高应急能力、有效降低溢油对海洋生态环境损害的重要途径。本研究综合考虑海上溢油的影响因素和相关法律法规,筛选出海上溢油应急能力的指标体系,通过多层复合运算,确定了适合海上溢油应急处置能力的评价等级,构建了一种基于模糊综合评价的海上溢油应急能力评估方法,并在我国渤海海域和渤海油田验证了该技术的有效性和适用性。该研究成果可为提升我国海上溢油应急能力和应急管理体系建设提供科学依据。     

航海雷达溢油信息采集分析模型

首先阐述了航海雷达海杂波图像溢油提取分析的工作原理和国内外研究现状,基于SPx、OpenCV、Matlab等软件技术和HPx航海雷达信号采集卡,提出溢油数据采集分析工作流程和软硬件架构体系,实现航海雷达溢油信息采集分析模型,并结合大连716溢油事件的实际案例进行验证。该模型在保证航海雷达原有导航避碰功能的基础上,进行原始信号转换,同步实现海上溢油监测,为海上溢油监测预警、溢油轨迹回推、溢油应急处置等工作提供数据基础。     

溢油分散剂产品性能的评估

溢油分散剂是处理海上溢油的重要手段之一 ,产品性能直接关系到实际处理效果 ,其毒性也是人们一直关心的问题。中国海事部门规定 ,分散剂产品必须经过形式认可试验 ,才能在港口、码头和船舶上处理溢油。根据溢油分散剂产品性能的检测结果 ,对产品外观、pH值、燃点、运动粘度、乳化率 (30s ,10min)、鱼类急性毒性和可生物降解性等性能指标进行了评估。对加强溢油分散剂的使用、管理和监督检验具有一定的意义。     

海上溢油行为与归宿数值预测技术研究进展

近年来,庞大的能源需求促使了我国海上石油运输业和开采业的井喷式发展,也加剧了海上溢油事故的风险。一次严重的溢油事故往往会给海洋环境造成不可逆转的伤害,给经济带来无法估量的损失。因此,开展海上溢油行为与归宿数值预测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。本文综述了海上溢油行为与归宿数值预测技术的发展过程以及相关研究成果,包括溢油物理扩展模型、溢油漂移与扩散模型、溢油风化模型以及溢油预测模型系统,为未来海上溢油应急响应工作提供理论依据。     

河道溢油模型在三峡水质预警系统中的研究与应用

为使三峡水质预警系统有效模拟预测三峡溢油事故,建立了适应该系统的平面二维河道溢油模型。常见溢油模拟的做法是在溢油自身扩展阶段采用Fay模型、在溢油飘移阶段采取油粒子模型,而文章使用根据Fay模型进行扩展之后的油粒子模型,该模型可在溢油的自身扩展和漂移阶段同时使用。该模型结合了油粒子模型和Fay模型的长处,既解决Fay模型只能用于静止海面上的限制,又解决了油粒子模型不能模拟溢油自身扩展阶段的难题,特别适用于水域相对海洋狭小且形状复杂,水流也较复杂的河流溢油模拟。将其运用为三峡水质预警系统的溢油模拟模块,取得了较好的效果。     

An unintended experiment in fisheries science: a marine area protected by war results in Mexican waves in fish numbers-at-age

Marine protected areas (MPAs) are attaining increasing importance in the management of marine ecosystems. They are effective for conservation in tropical and subtropical areas (mainly coral and rocky reefs), but it is debated whether they are useful in the management of migratory fish stocks in open temperate regions. World War II created a large marine area within which commercial fishing was prevented for 6 years. Here we analyse scientific trawl data for three important North Sea gadoids, collected between 1928 and 1958. Using statistical models to summarise the data, we demonstrate the potential of MPAs for expediting the recovery of over-exploited fisheries in open temperate regions. Our age-structured data and population models suggest that wild fish stocks will respond rapidly and positively to reductions in harvesting rates and that the numbers of older fish in a population will react before, and in much greater proportion, than their younger counterparts in a kind of Mexican wave. Our analyses demonstrate both the overall increase in survival due to the lack of harvesting in the War and the form of the age-dependent wave in numbers. We conclude that large closed areas can be very useful in the conservation of migratory species from temperate areas and that older fish benefit fastest and in greater proportion. Importantly, any rise in spawning stock biomass may also not immediately result in better recruitment, which can respond more slowly and hence take longer to contribute to higher future harvestable biomass levels.     

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。     

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。     

海洋溢油对浮游生物种群的影响

随着溢油风险的不断加大,对溢油产生的环境损害的研究也日益增多,由于溢油对海洋生态系统的多元影响,短期和长期影响的差异,使溢油环境损害赔偿变得非常困难,因此有必要对溢油对浮游生物种群的长期影响进行系统研究。本文对溢油对浮游生物影响现有的研究进行概括和综述。并以3．24事故为例对溢油对浮游生物的长期种群结构影响进行研究,分析是否产生影响。分析1998年事故发生时及事故后历史数据以及近几年的监测数据,进行对比试图解决如下问题：浮游生物在生物量上是否有变化？产量是否变化？种群结构是否发生变化？种群的主导物种是否变化？最后对这些结论的原因进行了探讨。     

Estimating the abundance and egg production of spawning winter flounder (Pseudopleuronectes americanus) in the Niantic River,CT for use in the assessment of impact at Millstone Nuclear Power Station

The winter flounder is a coastal flatfish with spawning populations associated with specific estuaries or coastal areas. Because of its stock structure, this species is susceptible to localized impacts, including power plant entrainment of larvae. Winter flounder rank second in fish larvae entrained at the Millstone Nuclear Power Station (MNPS), located on Long Island Sound in Waterford, CT, USA. Because of its importance to the state’s fisheries, the population spawning in the nearby Niantic River was selected for impact assessment studies in the early 1970s. Northeast Utilities has consistently monitored annual abundance of adult spawners, characterizing relative abundance by trawl catch-per-unit-effort (CPUE) and absolute abundance using mark and recapture data with the Jolly model for demographically open populations. Trends in these two independent but highly correlated indices provide short-term assessments of winter flounder abundance. Abundance of winter flounder peaked in the early 1980s, but as fishing mortality increased to high levels in the late 1980s, their numbers declined thereafter and presently are very low. Information on sex ratio, length-frequency distribution, and spawning condition allow for calculation of annual egg production using a length-fecundity relationship. This forms the basis for estimating production loss due to larval entrainment, which is used as input to a long-term assessment model of power plant impact, discussed in an accompanying paper (Lorda et al., 2000: Lorda, E., Danila, D.J., Miller, J.D., 2000. Application of a population dynamics model to the probabilistic assessment of CWIS effects of Millstone Nuclear Power Station (Waterford, CT) on a nearby winter flounder spawning stock. Environmental Science & Policy 3, S471–S481).     

溢油事故环境损害评估研究进展

海上溢油污染规模不断扩大,造成了严重的生态破坏和巨大的经济损失,国际海事组织通过了一系列公约,将环境损害赔偿提到议事日程。近年来,许多国家研究者精心设计了评估海洋环境损害的评估模型。本文对这些评估方法进行了梳理,得出溢油对海洋生态的损害评估研究主要集中于两个方面,一个是溢油事故发生后研究者利用实验研究溢油对各种海洋生物的影响,在此基础上,建立评估模型,事故发生后根据溢油的类型、数量及事故海域特征对环境的损害利用模型进行评估。另一个是利用指标生物或计算海洋的生态服务功能损失来评估溢油的环境损害程度。介绍了国内外实际应用的一些溢油评估模型和方法,最后对未来的环境损害评估研究和应用前景进行了展望。     

基于GIS和层次分析法的海洋溢油敏感区综合等级评价体系研究

利用层次分析法确定海洋溢油敏感区综合等级评价体系层级结构,借鉴美国海洋与大气局ESI指数原则为二级指标赋分,通过德尔菲法和层次分析法相结合的方法确定指标权重,获得海洋溢油敏感区综合等级评价函数模型。借助GIS的空间分析功能,将二级指标所对应的空间数据按照不同空间分辨率进行动态网格化编码,依据此编码获得单指标图层的赋分,结合指标权重动态生成综合评价结果网格图。该方法降低了多指标确权时权重系数确定难度,实现了海洋溢油敏感区综合等级评价。所得二级指标权重中自净能力、岸线类型和渔业价值居于权重前三位,权重之和0.47,突显了生物、生境在综合评价中的重要性。由于主要采用了主观赋权评估法,对咨询专家依赖度高。     

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.     

海上石油平台溢油污染等级评估研究

石油污染被认为是对海洋环境危害较大污染物之一,文章通过分析与溢油污染程度有关的影响因素,首次构建了海上石油平台溢油污染程度评价指标体系。利用层次分析法(AHP)计算了各评价指标的权重,并以溢油量和油品特性持久性为例,分别建立了溢油量隶属度函数和油品特性的持久性隶属度子集表,最终完成了溢油污染程度的二级模糊综合评价模型。该评价模型为判断溢油污染等级提供了新方法,同时也为溢油应急决策部门采取应急措施提供一定的技术支持。     

北部湾涠洲岛原油污染物的海水环境质量基准研究

选择9种我国本土海洋生物对北部湾涠洲岛原油污染物的急性生物毒性进行测试,并基于测试获得的毒性数据,利用美国水生生物基准推算方法,对该原油污染物的海水环境基准阈值进行推导,结果表明:原油样品对卤虫、褶皱臂尾轮虫、太平洋纺锤水蚤、中国对虾、三疣梭子蟹、彩虹明樱蛤、牙鲆、半滑舌鳎、青岛大扁藻的LC50(或EC50)分别为10.28, 2.37, 4.88, 0.31, 0.81, 65.88, 19.02, 9.10, 0.23mg/L;涠洲岛原油污染物的急性和慢性海水质量基准阈值分别为0.06,0.012mg/L.研究结果可为我国海上溢油事故损害评估提供科学依据.     

海上石油泄漏事故危害及其应急处理

系统地综述了海上石油泄漏的来源、危害、应急处理措施以及海上和海岸线石油污染的处理技术。目前海上石油泄漏处理技术仍以传统方法为主,因此,如何更加快速地制定和实施海上石油泄漏的应急处理对策,以及开发海上石油污染治理的新技术并进行推广应用,将是今后工作的重点。     

基于红外光谱与气相色谱耦合的海上溢油鉴别技术

随着海洋运输业和海洋资源开采事业的蓬勃发展,海上石油平台非法排污、船舶碰撞以及事故泄漏等突发性溢油事件频繁发生,造成了严重的海洋环境污染和资源浪费。面对日益增大的海上溢油风险,如何通过有效的溢油监测手段及早地发现油污、确定污染范围、查找污染源、预测溢油漂移趋势并及时采取各种有效措施对溢油污染加以控制,减小溢油造成的经济损失和环境危害,是海洋环境科学关注的焦点和热点问题。本文研究多元油指纹的耦合方法,探寻多元油指纹的内在耦合规律,将傅里叶红外光谱与气相色谱相耦合,建立红外光谱与气相色谱油指纹耦合模型,快速准确地确定溢油品种及其来源,实验结果表明,该模型可以准确地区分0#柴油、-35#柴油、大庆原油、内蒙古原油以及120#燃料油,其RSD分别为0.92%、2.68%、1.73%、0.33%、0.61%,每种油样对应的耦合曲线具有唯一性和准确性。可以为修复受损的海洋生态环境及发展海洋突发事件研究的理论体系提供技术支持,为我国海洋防灾减灾和维护国家海洋权益提供科学依据。     

渤海石油平台溢油生态环境损害评估系统开发研究

为了准确评估渤海石油平台溢油对生态环境造成的损害,本文对国内外溢油生态损害评估方法进行了梳理,选择出适当的评估方法应用于渤海石油平台溢油生态损害评估中,实现了对海域的环境容量损失、生态服务功能损失和天然渔业损失的评估,最后借助计算机技术完成了生态损害评估的系统开发.模型的运行结果验证了模型的科学性和实用性,能够为有关部...     

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。     

滴水湖及其鲫鱼体内PAHs分布特征与影响因素分析

通过测定滴水湖水体、颗粒物和沉积物体系PAHs含量,探讨其分布与组成特征、影响因素及污染来源.结果表明,滴水湖水体中溶解态、颗粒态和沉积物中PAHs平均浓度分别为16.78ng/L、33.02ng/g和40.98ng/g.统计分析表明,水体酸碱度以及电导率与溶解态低环PAHs之间存在显著相关性,总有机碳(TOC)与沉积物中高环PAHs浓度之间存在显著相关性.溶解态的PAHs来源主要表现为草、木和煤的高温燃烧,部分样点表现为石油源;颗粒态PAHs则主要表现为高温燃烧以及石油泄漏源;而沉积物PAHs的来源则较复杂,除了草、木及煤的高温燃烧源和石油泄漏源,还有部分样点表现为石油的高温燃烧源.鲫鱼肌肉、卵部以及鳃部PAHs含量的测定结果表明,鲫鱼不同部位对PAHs的富集能力具有较大差异.鳃部总PAHs含量最高,其次为鲫肉部分,鲫卵所含PAHs浓度最少.与国内外其他研究相比较,滴水湖鲫鱼体内PAHs含量处于较低水平,但鲫鱼部分样品的BaP等当量浓度略高于EPA规定的可食性生物器官中PAHs含量的上限值.