东海西湖凹陷区溢油行为与归宿数值模拟

摘要

研究东中国海中日共同开发区附近海域溢油污染的问题，在模拟水动力场的基础上模拟了海上溢油漂移扩散情况。在表层流场和风场的作用下漂移，而油膜的扩展则通过油粒子的随机走动来实现。本文以东海西湖凹陷原油为溢油油种，通过模拟分析不同季节和不同风况下的溢油事故，对溢油油膜的扫海范围进行了分析。
　　 具体研究内容和结果如下：
　　 1.通过收集2006年夏季、2007年冬季的卫星风场资料，进行统计分析，得出两个季节的主导风向和风速范围：2006年夏季西南风出现的概率比较多，其次是东南风；2007年冬季以偏北风为主，其他风向较少；两季的一般风速范围在4～8m/s左右。
　　 2.通过FVCOM模式，模拟了2006年夏季和2007年冬季东中国海的水动力场，并通过和实测资料进行了分析验证，验证的4个站点基本上以旋转流为主导同时也具有往复流特征，模拟的流向流速和观测值比较吻合。
　　 3.通过研究分析，对油粒子法第一阶段进行了修正和改进，不再按照完全湍流扩散处理，并加入了风摩擦应力对油膜的拉伸作用，通过加入风场对油膜初期的延伸作用，使得对初始油膜的扩展的模拟更符合实际物理过程，可以更真实地反应油膜初期漂移扩散的情况。
　　 4.采用油粒子法模拟了2006年夏季和2007年冬季两季不同风况、不同溢油量情况下，油膜的漂移轨迹、扩展面积、蒸发量和溶解量。对不同风速风向下溢油油膜到岸的可能地点和时间进行了模拟分析。
　　 5.通过对数十年来溢油模型式、海洋气象模式和水动力模式的发展状况进行分析判断，对未来溢油预报模式的发展进行了展望，其中将现场测量和卫星遥感数据应用到气象预报和海洋水动力模式中，并与溢油模型结合，可以使溢油模型实现更好的实时预报的功能。