長(zhǎng)江口船舶溢油模擬及其對(duì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)研究.pdf

1、海上溢油事故導(dǎo)致海域生態(tài)環(huán)境破壞，海洋動(dòng)物及鳥(niǎo)類棲息地散失，同時(shí)也使我們?cè)馐芫揞~的經(jīng)濟(jì)損失。長(zhǎng)江口地處長(zhǎng)江東西運(yùn)輸通道與海上南北運(yùn)輸通道的交匯點(diǎn)，是海路航運(yùn)的重要位置，年吞吐量超過(guò)5億噸。隨著進(jìn)出長(zhǎng)江口海域船舶的增多，船舶溢油的風(fēng)險(xiǎn)研究已經(jīng)成為十分突出的問(wèn)題。同時(shí)長(zhǎng)江口分布有多個(gè)自然保護(hù)區(qū)，也是我國(guó)的重要漁業(yè)基地，具有多個(gè)環(huán)境敏感區(qū)，對(duì)長(zhǎng)江口海域進(jìn)行船舶溢油風(fēng)險(xiǎn)研究對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，及時(shí)針對(duì)不同時(shí)問(wèn)不同地點(diǎn)的溢油事故采取有效有針對(duì)性的措

2、施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文介紹了長(zhǎng)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(jì)分析我國(guó)海域船舶溢油污染事故，并具體針對(duì)長(zhǎng)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(jí)對(duì)長(zhǎng)江口船舶碰撞溢油的現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行分析。應(yīng)用ECOM-si建立長(zhǎng)江口水動(dòng)力模型，模擬長(zhǎng)江口的流場(chǎng)，并用兩個(gè)驗(yàn)潮站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行流速和流向的檢驗(yàn)，證明水動(dòng)力模型的準(zhǔn)確性，為油膜飄移模擬提供水動(dòng)力基礎(chǔ)。在溢油模擬方面應(yīng)用歐拉一

3、拉格朗日追蹤法對(duì)長(zhǎng)江口航道上三個(gè)不同位置分別釋放質(zhì)點(diǎn)，在三種不同的風(fēng)況下對(duì)油膜的飄移進(jìn)行模擬，分析流場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)對(duì)油膜飄移的影響，并應(yīng)用費(fèi)伊(Fay)擴(kuò)展模式對(duì)發(fā)生250噸溢油后油膜72h的擴(kuò)展面積進(jìn)行計(jì)算。最后結(jié)合長(zhǎng)江口海域功能和溢油模擬結(jié)果判定溢油風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，指出針對(duì)不同的敏感區(qū)域應(yīng)嚴(yán)格制定溢油事故的防范措施及反應(yīng)措施，為溢油應(yīng)急提供參考。 通過(guò)溢油模擬，本文得出結(jié)論： ①S1溢油點(diǎn)油膜飄移大致控制在長(zhǎng)興島南面的水域內(nèi)，該

4、點(diǎn)附近油膜飄移軌跡呈狹長(zhǎng)狀，S2和S3溢油點(diǎn)油膜飄移軌跡呈“回旋”現(xiàn)象，油膜影響到的海域區(qū)域比S1點(diǎn)廣，整體上油烴飄移軌跡明顯地跟隨潮流運(yùn)動(dòng)。 ②風(fēng)對(duì)油膜飄移作用明顯，不同風(fēng)況下油膜飄移軌跡不同。對(duì)于S1溢油點(diǎn)漲潮時(shí)東南風(fēng)作用明顯，將把油膜吹向長(zhǎng)興島北面海域；對(duì)于S2溢油點(diǎn)東南風(fēng)影響到溢油點(diǎn)更北面的海域，西北風(fēng)則導(dǎo)致油膜向外海飄移；對(duì)于S3溢油點(diǎn)，落潮時(shí)溢油受西北風(fēng)影響將影響到金山外部的杭州灣海域。 ③溢油發(fā)生時(shí)刻不同，

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

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