厦门湾船舶溢油污染事故危害风险评估研究

摘要

近几十年来,随着经济的快速发展,海上运输日益繁荣起来,但与此同时,频繁发生的海上溢油事故造成了巨大的经济、生态损失。因此对溢油事故可能造成的危害风险进行评估研究,对于优化应急设备配备地点、确定应急反应时间等应急防范措施,尽可能地减小溢油事故污染损失,具有重要的理论意义和应用价值。
　　 本文以厦门湾海域的船舶溢油污染事故作为研究对象。首先,对厦门湾进行了环境概况分析,分别对自然、气象、水文、港口经济和环境敏感资源等背景情况进行调查统计。然后采用拉格朗同油粒子追踪法,建立厦门湾海上溢油漂移扩散模型；最后分别采用典型溢油情景法和随机情景模拟统计法,对船舶溢油事故对厦门湾环境敏感资源可能造成的危害风险进行预测和评估研究,并得出以下结果:
　　 (1)应用典型情景模拟法预测可知,一旦在厦门进港航道发生船舶溢油事故,在主导东北风或次主导东南风时,溢油会在2-5小时内先后污染鸡屿东部海岸和九龙江口保护区,污染概率和危害后果很大；在西南风不利条件下,溢油会在3小时后污染鼓浪屿及厦门岛南部岸线；
　　 (2)通过采用先进的随机情景模拟统计法进行综合预测可知,一旦在厦门进港航道发生重大船舶溢油事故,泄漏位置周围4-16km、总面积230km2的海区和总长度超过50km的海岸线有可能受到溢油污染,鼓浪屿、鸡屿、大屿、厦门岛南岸受溢油污染的概率为10-15％,最快2-5小时溢油可到达,油膜厚度可达5-20mm,危害后果会很严重。因此厦门溢油设备库地点应部署在嵩屿附近,应急启动时间应不超过1小时；
　　 采用随机情景模拟统计法与典型情景模拟法预测得到的危害结果基本相同,但是,与典型情景模拟法相比,随机情景模拟统计法能够更客观全面地体现溢油事故发生的不确定性,对溢油污染事故的危害风险评估结果更加合理可靠,可以为溢油事故应急管理和风险防范提供科学的依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 溢油模型国内外研究现状

1.2.1 溢油的物理扩展行为

1.2.2 溢油受动力因素作用的行为

1.2.3 溢油的风化作用

1.3 本文的主要工作

第2章 海上溢油行为数值模型

2.1 溢油的机理及发生条件

2.2 溢油在水体中的行为表现

2.2.1 扩散

2.2.2 漂移

2.2.3 分散

2.2.4 沉积

2.2.5 蒸发

2.2.6 溶解

2.2.7 乳化

2.2.8 光氧化

2.2.9 生物降解

2.3 溢油的特性

2.3.1 密度

2.3.2 粘度

2.3.3 挥发性

2.3.4 毒性

2.4 海上溢油模型的建立

2.4.1 Lagrange油粒子追踪法

2.4.2 油粒子的平流

2.4.3 油粒子的上浮

2.4.4 溢油的蒸发

2.4.5 溢油的乳化

2.4.6 溢油的特性变化

第3章 厦门湾环境概况

3.1 厦门湾自然概况

3.2 厦门湾气象概况

3.3 厦门湾水文概况

3.4 厦门湾港口经济概况

3.5 厦门湾环境敏感资源概况

3.5.1 沿海自然保护区

3.5.2 滨海旅游区

3.5.3 海水养殖和海洋捕捞区

3.5.4 海水资源利用区

3.5.5 环境风险保护目标

第4章 厦门湾海域潮流数值模拟

4.1 厦门湾海域的潮流性质

4.2 厦门湾海域的流场数值模拟验证

4.2.1 控制方程

4.2.2 动边界处理

4.2.3 方程的离散

4.2.4 计算网格的设置以及方法选择

4.2.5 模型验证

4.3 潮流场分布

第5章 厦门湾溢油污染危害风险预测与评价

5.1 典型溢油事故情景

5.2 冬季主导风下航道溢油影响预测结果

5.3 夏季主导风下航道溢油事故影响预测结果

5.4 不利风向下航道溢油事故影响预测结果

5.5 随机情景模拟统计法预测溢油影响

5.6 厦门湾溢油危害评估结论

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢