海上油气开发工程对海域生态环境的损害评价研究——以涠洲油田排放生产水为例

摘要

海洋油气资源是中国能源结构的重要组成，其油气资源储量占总储量的近30%。海上油气资源的开发有效保障了国家的能源安全。海上油气开发工程必然产生海洋环境污染问题，损害海洋生态环境，尤其是海上油气开发生产阶段排放的污染物对海域生态环境的损害是持续的。而目前关于海洋石油开采对生态环境影响的研究存在局限性，研究内容不够全面，研究方法缺乏长时间尺度的实证研究，缺乏海上平台生产水排放的生态环境损害评价研究。因而开展海上油气开发工程生产水排放的生态环境损害评价研究具有很强的现实意义和针对性。 本文以北部湾涠洲海域的油气开发工程为研究对象，综合运用环境工程学、海洋生态学、海洋油气开发等理论，分别对海上油气开发工程的污染特征、涠洲海域生态环境演变、油气开发对涠洲油田海域生态环境的影响、生产水排放对海洋生态系统损害的评价模型以及现有环境保护措施的有效性等进行分析。通过整理分析涠洲海域近20年的海洋环境调查数据，运用相关分析方法剖析涠洲油气开发工程与海域生态环境改变的相互关系，筛选影响海域生态环境改变的贡献因子。并在“压力-状态-响应”框架下构建生态环境评价模型及评价指标体系，用以评价油气平台生产水排放对海洋生态环境的损害。 本文的主要研究成果包括： （1）通过分析海洋油气开发中的产污环节及排放的特征污染物，运用主成分分析和相关性分析，筛选出水质中的溶解氧、悬浮物、活性磷酸盐、镉、挥发酚，沉积物中的砷、锌、铬，生物生态中浮游植物和浮游动物的多样性、均匀度，底栖生物量，鱼类生物质量中的铬，作为海洋油气开发工程影响生态环境改变的主要贡献因子。 （2）根据油气开发工程特点，在“压力-状态-响应”框架下构建油气开发工程生产水排放对海域生态环境损害的评价模型及其评价指标体系，并将模型与环境质量综合指数法进行对比测算，验证了模型的有效性和适用性。 （3）通过损害评价模型计算，验证了生产水排放会显著影响排污口周围500m以内海域生态环境的常规性结论，同时还发现生产水排放的影响范围具有季节变化的特征，并可扩展至距排污口周围1000m以内的海域。 本文通过实证分析筛选油气开发对环境影响的主要因子，以此为基础构建的评价模型，可根据油气开发活动的强度及海洋环境的变化情况，以较少的指标，对油气开发活动的生态环境损害进行快速评价，可较准确地评价其影响范围及季节性变化特征。本文构建的评价模型扩展了目前海洋油气生态评价中，主要利用污染物扩散模型确定影响区域的方法，为现实工作提供了一种新的评价方法。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外相关研究综述

1.2.1海上油气开发污染物对海洋环境影响的研究

1.2.2海上油田生产水排放对海洋生态的影响

1.2.3海洋生态环境评价

1.3研究内容及技术路线

1.3.1研究目标与内容

1.3.2技术路线

第2章 数据分析方法及评价模型

2.1环境因子分析方法

2.1.1趋势分析方法

2.1.2主成分分析法

2.1.3相关性分析法

2.1.4主要贡献因子筛选方法

2.2压力-状态-响应模型（PSR）

2.2.1 PSR模型原理及应用

2.2.2本文对PSR模型的改进及指标体系构成

第3章 涠洲海域环境现状调查与分析

3.1涠洲海域油气开发现状

3.2涠洲海域生态环境调查

3.2.1海洋环境调查概况

3.2.2调查评价方法

3.3涠洲海域生态环境现状分析

3.3.1海水水质现状

3.3.2沉积物现状

3.3.3生物生态现状

3.3.4海洋生物质量现状

3.4涠洲海域生态环境变化趋势

3.4.1海水水质变化趋势

3.4.2沉积物变化趋势

3.4.3生物生态变化趋势

3.4.4海洋生物质量变化趋势

3.5本章小结

第4章 涠洲海域油气开发工程的环境影响因子分析

4.1海上油气开发工程的环境影响

4.1.1海上油气开发工程对海洋环境的影响

4.1.2海上油气生产水排放对海洋生态的影响

4.2油气生产水排放的影响因子分析

4.2.1对海水水质的影响

4.2.2对沉积物的影响

4.2.3对叶绿素和初级生产力的影响

4.2.4对浮游植物的影响

4.2.5对浮游动物的影响

4.2.6对底栖生物的影响

4.2.7对生物质量的影响

4.3油气生产水排放的生态损害因子筛选

4.3.1水质影响因子筛选

4.3.2沉积物影响因子筛选

4.3.3生物生态影响因子筛选

4.3.4生物质量影响因子筛选

4.4本章小结

第5章 涠洲油田生产水排放对海域生态的损害评价

5.1生态损害评价模型的构建

5.1.1生态损害评价模型的架构

5.1.2生态损害评价模型的指标选择

5.1.3生态损害评价中的指标权重

5.1.4生态损害评价方法

5.2涠洲海域生态损害模型评价结果

5.2.1损害评价结果

5.2.2生态损害时空分析

5.2.3生态损害空间变化分析

5.3生态损害模型的有效性分析

5.3.1环境质量综合评价

5.3.2生态损害评价同环境质量综合评价的比较

5.4生态损害模型的应用

5.4.1生产水排放的环境保护措施评价

5.4.2环境保护措施的建议

5.5本章小结

第6章 结论及展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果

附录A

附录B

附录C

附录D