Marine Oil Spill Numerical Modeling and Risk Assessment for Guinean Conakry Waters.pdf

1、非洲西部的幾內亞灣是非洲最大的海灣,其沿岸有10多個國家及臨近地區(qū)。幾內亞灣擁有豐富的海上石油資源,目前已探明的石油儲量超過800億桶,約占世界總儲量的10%,已經逐漸成為世界最重要的產油區(qū)之一,主要出口到歐洲,北美洲等西方國家,以及中國、日本、印度等亞洲國家。幾內亞首都Conakry港水域是非洲石油運往北美和歐洲的必經之路,因此存在較大的船舶溢油事故風險。
　　 雖然近年來非洲的原油生產和石油工業(yè)迅速發(fā)展,但在溢油污染應急和風

2、險防范方面還非常落后,為此本論文從幾內亞近岸海域的水文氣象條件與地理環(huán)境出發(fā),開展海上溢油行為模擬模型以及溢油污染風險評估研究,對于提高幾內亞國家的海上溢油應急指揮決策能力,完善溢油應急預案與應急力量規(guī)劃,盡可能地降低溢油事故污染可能造成的生態(tài)損害和經濟損失,具有重要的理論意義和應用價值。
　　 論文的主要研究內容及成果概述如下:
　　 1、較系統(tǒng)全面地總結綜述國際上有關溢油模型和溢油模擬系統(tǒng)的研究現狀和發(fā)展趨勢;對近年

3、來在全球、特別是非洲水域發(fā)生的主要溢油污染事故進行了統(tǒng)計,并分析了隨著非洲特別是幾內亞灣石油產量和運輸量的增長,幾內亞灣近海海域存在發(fā)生重大平臺和船舶溢油事故的風險;而目前西非各國尚未建立溢油應急反應體系,應急能力十分薄弱;
　　 2、針對幾內亞近岸海域的地理環(huán)境特征,開展該水域海上溢油行為模擬模型研究,包括:根據幾內亞近岸海區(qū)的河口濕地特征,建立了潮流計算模型;根據非洲原油的理化性質特點,建立了能夠模擬海上溢油的蒸發(fā)、乳化、溶

4、解、分散等行為歸宿,以及密度和粘度等性質變化規(guī)律的海上溢油風化模型;基于“油粒子”理論和隨機走動算法,建立能夠模擬溢油在海洋環(huán)境中的漂移軌跡和擴散動態(tài)的海上三維溢油漂移擴散模型;采用“粒子一濃度”轉換技術,提出能夠模擬溶解分散的石油烴在水下的擴散動態(tài)和濃度分布的計算方法。并應用開發(fā)的系統(tǒng)對發(fā)生在幾內亞水域中的不同溢油案件進行模擬和驗證。
　　 3、根據溢油事故的發(fā)生時間具有不確定性的特點,提出隨機模擬統(tǒng)計法進行溢油污染風險影響評

5、價。對幾內亞首都科納克里港附近海域的每個溢油事故進行近3年共300個不同情景的漂移擴散軌跡模擬計算,每次事故情景發(fā)生時間是不確定的,隨機選取過去3年中的任一時刻。而相應的風場數據取自近3年的逐時風向、風速歷史監(jiān)測數據,流場數據取自上述海洋動力模擬結果。每一次事故模擬均計算并記錄各個計算網格的油膜漂移經過時間、油膜厚度等數據,最后進行統(tǒng)計,得到溢油對環(huán)境敏感目標的污染概率、溢油污染岸線的概率、最快影響時間和油膜厚度分布等信息。與采用假定氣

6、象數據的典型倩景模擬法相比,評價結果更加合理可靠,同時可以更全面地評價溢油事故可能對周圍環(huán)境敏感資源產生的危害風險;
　　 4、應用隨機模擬統(tǒng)計法分別分析了幾內亞首都Conakry港水域船舶在錨地和航道發(fā)生溢油事故后對周圍島嶼和重要敏感生態(tài)資源保護區(qū)的污染危害風險。得到由于主導風向為西北風和西南風,在航道發(fā)生船舶溢油事故后,溢油對位于航道南側的Loos島和東南方向的Conakry西岸的污染風險相對最大,污染概率分別為20%和16