三峡库区溢油模拟及应急对策研究

摘要

溢油污染的防治不仅是海洋环境保护的重要课题，也是内河水域环境保护的重要方面，尤其是对“特殊保护区域”的环境保护。三峡工程蓄水后，航道条件得到改善，通航能力提高，危险品码头数量和吞吐量增加，船舶流量和危险品船舶流量逐渐增大，船型向大型化发展。与此同时，库区水流流速减缓，岸边污染带变宽，水体自净能力大为减弱，油类等污染物难以扩散。且库区分布众多取水口、珍稀动植物资源、渔业资源等。一旦船舶或码头等发生重大溢油事故易对库区水质和生态造成严重破坏。
　　 为保护海洋环境，国内外开展了大量的溢油风险评估、海洋环境数值模拟技术、海上溢油模拟及溢油应急对策的研究工作，其中部分研究成果适用于河流、水库等环境。溢油模拟和溢油应急对策是溢油应急快速反应的重要组成部分，为保护三峡库区水域环境，有效控制和防治三峡库区船舶污染，提高库区溢油事故应急反应能力，开展三峡库区溢油风险评估、溢油数值模拟及应急对策的研究尤为必要且具有较强的实际意义。
　　 溢油风险评估分析潜在的溢油风险源及风险等级，从而优化溢油应急计划和防污应急力量的部署。国内外开展了一系列海上、港口、油船的溢油风险评估的研究工作，随着库区溢油风险的不断加大，需选择科学的评价方法结合库区特点评判库区各港口的溢油风险和风险等级。
　　 溢油模型能预测溢油在扩散漂移过程中组份、性质、状态的变化及最终归宿，为应急决策的制定、清除手段的选择及溢油损害评估提供依据。溢油运动和归宿数值模拟的最重要问题是溢油模拟的实时性和预报的精度，其影响因素包括对溢油水域环境动力要素的快时模拟和准确构建环境动力要素条件下溢油理化特性变化过程的数学模型。本文以环境流体动力学模型EFDC为基础建立了三峡库区万州段水动力模型，并进行了两种典型水文条件下的水动力数值模拟。然后选用国际上较为流行的溢油模拟软件Oilmap，基于上述水动力数值模拟结果模拟了多种方案下溢油的运动和归宿。
　　 现有的溢油应急对策多是针对海上的溢油事故，而河流、库区环境与海洋环境有较大差别，且三峡库区运输油类作业品种包括柴油、汽油、润滑油、石油、石脑油、煤油、航空炼油、燃料油等。结合三峡库区运输油种特性、环境条件、资源分布(溢油敏感资源和溢油应急设备资源)等情况本文制定了三峡库区溢油应急针对性对策和措施，以及防污应急设备配备建议。
　　 本文的研究成果对于减少三峡库区突发性溢油污染事故、降低污染损害、保护资源和环境、做好溢油事故的防备和应急反应工作具有实际指导意义，将有效指导相关部门快速有效地应对突发性溢油污染事故，降低事故的影响和危害。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1溢油风险评估

1.2.2水动力数值模拟

1.2.3溢油模拟

1.2.4溢油应急对策

1.3研究的目的及意义

1.4主要研究内容、研究方法及技术路线

1.4.1研究内容

1.4.2研究方法

1.4.3技术路线

第2章 三峡库区概况

2.1自然环境

2.1.1气候与气象

2.1.2水文与水质

2.2航道变化

2.3港口及码头分布

2.4船舶流量统计分析

2.5三峡库区危险品吞吐量

2.6三峡库区水上交通事故统计分析

2.7三峡库区船舶污染事故统计分析

2.8三峡库区溢油敏感区分布

2.9三峡库区防污应急能力现状

2.10本章小节

第3章 三峡库区溢油风险评估

3.1三峡库区船舶溢油风险概率分析

3.1.1三峡库区船舶溢油事故概率基础值计算

3.1.2三峡库区船舶突发性溢油事故风险概率的理论估算

3.2三峡库区溢油风险因素分析

3.3三峡库区各港口溢油风险评估

3.3.1三峡库区各港口溢油风险评估指标体系的建立

3.3.2三峡库区各港口溢油风险评价指标计算

3.3.3三峡库区各港口溢油风险评估结果分析

3.4本章小节

第4章三峡库区万州段溢油行为和归宿的数值模拟

4.1水动力数学模型

4.1.1模型介绍

4.1.2控制方程

4.1.3水动力模拟计算范围及计算条件

4.1.4计算结果

4.2溢油模型

4.3溢油模拟试验

4.3.1轻质溢油模拟试验

4.3.2重质溢油数值模拟

4.4溢油数值模拟结果分析

4.4.1轻质溢油数值模拟结果分析

4.4.2重质溢油数值模拟结果分析

4.5本章小节

第5章三峡库区溢油应急对策

5.1三峡库区船舶溢油前期处置

5.2三峡库区溢油围控技术

5.2.1溢油围控方案选择的考虑因素

5.2.2围油栏布设角度的选择

5.2.3溢油回收地点的选择

5.2.4围油栏布设方法

5.2.5围油栏技术参数和配备建议

5.3三峡库区船舶溢油回收清除技术

5.4本章小节

第6章结论与展望

6.1结论

6.2主要创新点

6.3展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研情况