長江口船舶溢油模擬及其對環(huán)境的風險研究.pdf

1、海上溢油事故導致海域生態(tài)環(huán)境破壞，海洋動物及鳥類棲息地散失，同時也使我們遭受巨額的經濟損失。長江口地處長江東西運輸通道與海上南北運輸通道的交匯點，是海路航運的重要位置，年吞吐量超過5億噸。隨著進出長江口海域船舶的增多，船舶溢油的風險研究已經成為十分突出的問題。同時長江口分布有多個自然保護區(qū)，也是我國的重要漁業(yè)基地，具有多個環(huán)境敏感區(qū)，對長江口海域進行船舶溢油風險研究對于保護生態(tài)環(huán)境，及時針對不同時問不同地點的溢油事故采取有效有針對性的措

2、施具有重要的現實意義。 本文介紹了長江口的水域自然環(huán)境，港區(qū)航道、錨地條件，船舶通航密度，統(tǒng)計分析我國海域船舶溢油污染事故，并具體針對長江口海域歷年事故溢油總量、歷年重特大油污案例，從溢油量、事故原因和事故等級對長江口船舶碰撞溢油的現狀和趨勢進行分析。應用ECOM-si建立長江口水動力模型，模擬長江口的流場，并用兩個驗潮站點的數據進行流速和流向的檢驗，證明水動力模型的準確性，為油膜飄移模擬提供水動力基礎。在溢油模擬方面應用歐拉一

3、拉格朗日追蹤法對長江口航道上三個不同位置分別釋放質點，在三種不同的風況下對油膜的飄移進行模擬，分析流場和風場對油膜飄移的影響，并應用費伊(Fay)擴展模式對發(fā)生250噸溢油后油膜72h的擴展面積進行計算。最后結合長江口海域功能和溢油模擬結果判定溢油風險區(qū)域，指出針對不同的敏感區(qū)域應嚴格制定溢油事故的防范措施及反應措施，為溢油應急提供參考。 通過溢油模擬，本文得出結論： ①S1溢油點油膜飄移大致控制在長興島南面的水域內，該

4、點附近油膜飄移軌跡呈狹長狀，S2和S3溢油點油膜飄移軌跡呈“回旋”現象，油膜影響到的海域區(qū)域比S1點廣，整體上油烴飄移軌跡明顯地跟隨潮流運動。 ②風對油膜飄移作用明顯，不同風況下油膜飄移軌跡不同。對于S1溢油點漲潮時東南風作用明顯，將把油膜吹向長興島北面海域；對于S2溢油點東南風影響到溢油點更北面的海域，西北風則導致油膜向外海飄移；對于S3溢油點，落潮時溢油受西北風影響將影響到金山外部的杭州灣海域。 ③溢油發(fā)生時刻不同，

5、油膜的飄移影響區(qū)域也大不相同。對于S1溢油點，落潮時溢油油膜影響區(qū)域大致平均分布在溢油點西北方向和東南方向；漲潮時溢油油膜影響區(qū)域分布在溢油點偏西北方向；對于S2、S3溢油點，落潮時溢油主要影響溢油點南面的水域，漲潮溢油則影響溢油點北部的海域，特別是崇明島外部海域。在應用費伊(Fay)擴展模式對發(fā)生250噸溢油后油膜72h的擴展面積計算得到溢油事故發(fā)生后前約20分鐘油膜擴展為重力-慣性力擴展階段，這一階段結束時油膜直徑達385m，擴展面

6、積達0.12km2；隨后至7.5h為重力-粘性力擴展階段，到這一階段結束時油膜直徑達0.81km，擴展面積達0.52km2；之后即為表面張力-粘性力擴展階段，溢油24h后油膜擴展面積達2.94km2，至油膜擴展過程結束時，直徑達2.85km，擴展面積達6.57km2. 本文最后結合長江口海域功能區(qū)劃和溢油模擬結果判定溢油風險區(qū)域。九段沙濕地生態(tài)自然保護區(qū)附近海區(qū)及其崇明島東面海區(qū)為Ⅰ類溢油風險區(qū)，金山奉賢外海域和長興島南面的水域