第３７卷第１期 环境影响评价 ＶＯｌ＿３７．ＮＯ．１ ２０１５年１月 Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｉｍｐａｃｔ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｊａｎ．，２０１５ 海上溢油风险的数值模型预警 陈命男 （上海勘测设计研究院有限公司，上海２００４３４） 摘要：随着我国海洋开发规模的不断扩大，高密度的海上工程作业和进出施工船舶使周围海域面临很大的溢油环境 风险。由于海上作业的特殊性，一旦发生溢油事故，必将给沿岸经济和海洋生态环境带来极大的危害。因此加强溢油 风险管理，最大限度地预防溢油事故的发生并采取及时有效的防控措施是十分必要的。基于东海大桥风电二期工程， 假设施工船舶发生碰撞溢油事故，利用ＭＩＫＥ２１模型系统就溢油风险进行分析，介绍溢油模型预测海上溢油的计算 过程。 关键词：环境影响评价；风险；溢油模型；ＭＩＫＥ ＤＯＩ：１０．１４０６８／ｊ．ｃｅｉａ．２０１５．０１．０１９ 中图分类号：Ｘ５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—６４４４（２０１５）０１—００７１～０７ 随着我国海洋开发规模的不断扩大，高密度的海 上工程作业和进出施工船舶使周围海域面临很大的 因此，本文将基于东海大桥风电二期工程，假设 施工船舶发生碰撞溢油事故，利用ＭＩＫＥ２１模型系统 就溢油风险进行分析，介绍溢油模型预测海上溢油的 计算过程。 溢油环境风险。由于海上作业的特殊性，一旦发生溢 油事故，必将给沿岸经济和海洋生态环境带来极大的 危害。因此加强溢油风险管理，最大限度地预防溢油 事故的发生并采取及时有效的防控措施是十分必 要的。 １ 工程简介 东海大桥风电二期工程位于连接上海南汇芦潮 港与小洋山之间的东海大桥西侧，距东海大桥１～５ 溢油防控技术是降低溢油污染损害的关键 ，包 括溢油监控技术、溢油预测预警技术和溢油清除技 术。其中，对于溢油预测预警系统而言，目前主要由 水动力模型、溢油模型和ＧＩＳ环境敏感区图组成 。 根据溢油事故现场信息，该系统可提供溢油运动轨 迹、扩散范围以及物化过程变化，提供敏感区及资源 保护的优先次序；提供海上溢油事故的处理及人员、 设备的配备与调动方案；提供回收油和油污废物的运 输、储存、处理方案等，为迅速有效地进行海上溢油处 理和降低污染损害提供技术支持和决策保障。目前 溢油预测预警系统主要有美国的“ＯＩＬ ＭＡＰ”，英国的 “ＯＳＩＳ（Ｏｉｌ Ｓｐｉｌｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）”，日本的“溢油 ｋｍ场址范围内，场址距南汇６～１２ ｋｍ，与“一期工 程”隔东海大桥相望。本工程利用东海大桥登陆点东 侧现一期工程１１０ ｋＶ升压变电站。风电场通过３５ ｋＶ海底电缆接入岸上１１０ ｋＶ风电场升压变电站，接 入上海市电网。项目总装机容量为１０．２２万ｋＷ，共 安装２８台风电机组。 ２模拟模型ＭＩＫＥ２１简介 本文二维水动力模型采用ＭＩＫＥ２１模型系统 ， ＭＩＫＥ２１系统是目前国际上功能最齐全、应用范围最 广的水环境模拟软件之一，主要用于模拟海洋、河口、 灾害对策系统”以及中海石油环保服务有限公司开发 的“中国近海溢油预测预警与应急决策支持系统” 等。预测预警技术的关键在于溢油模型和ＧＩＳ环境 湖泊、河流、水库等水体的水流、水质、富营养化预测、 水生生态、泥沙输运等问题。ＭＩＫＥ２１完全按照软件 系统工程的思想设计的，由波浪模型、水动力模型、对 流扩散模型、常规水质模型和富营养化模型等组成， 可模拟各种水文、气象条件下水体的流场分布，流速 大小和方向，污染物迁移转化规律和水生生态演变规 律等 敏感区图的建立以及两者的快速耦合。 收稿日期：２０１４一Ｏ１一Ｏ７ 作者简介：陈命南，（１９８６一），男，上海人，工程师，硕士，主要从事环境 影响评价工作，Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｍｎｆｒａｎｋ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｒｎ ７４ 环境影响评价 第３７卷 时至６月９日２３时。 ４．３溢油计算结果 风速取值分别考虑区域的多年平均风速６ｍ／ｓ和 多年平均最大风速１９．１ｍ／ｓ。 表１ 发生在高潮位时刻工况编号 Ｔａｂｌｅ １ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｉｄｅ ｌｅｖｅｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｔｉｍｅ 根据各种工况计算的结果，表３和表４给出了各 种工况下溢油发生后１２ ｈ内每小时油膜的瞬时覆盖 面积。同时模型绘出多年最大风速各工况下的油膜 运动轨迹图、油膜的抵达时间，见图３。 工况１～工况９，溢油发生在高潮位时刻，油膜开 始随着落潮流运动，油膜面积随着落潮过程逐渐增 大，在转流过程中面积略有减小。在东风及北风作用 下，油膜瞬时面积随时间变化较大，漂移距离也较大。 表２ 发生在低潮位时刻工况组 Ｔａｂｌｅ ２ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｌｏｗ ｔｉｄｅ ｌｅｖｅｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｔｉｍｅ 工况１０～工况１８，溢油发生在低潮位时刻，油膜 开始随着涨潮流运动，油膜面积随着落潮过程逐渐增 大，在转流过程中面积略有减小。 同时，在该海域余流基本以落潮方向为主，且略 有向南的趋势，因此油膜漂移轨迹在落潮时有往东南 方向漂移的趋势。 表３ 高潮时溢油油膜面积随时间变化／ｋｍ Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｅｍｐｏｒａｌ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｏｉｌ ｓｌｉｃｋ ａｒｅａ ｉｎ ｈｉｇｈ ｔｉｄｅ ｌｅｖｅｌ／ｋｍ 第１期 陈命男：海上溢油风险的数值模型预警 ７７ 出反应，最大限度地减少事故污染对工程海域的灾害 ［２］ 吕憧憬，田丰林，李勃，等．海上溢油可视化信息系统的设计 性损失。同时，根据上述计算结果，还可利用ＭＩＫＥ２１ 模型计算结果与ＧＩＳ地理信息平台，建立溢油位置与 与实现［Ｊ］．地理空间信息，２０１２，１０（５）：２１—２６．． ［３］ 李娜，叶闵．基于ＭＩＫＥ２１的 峡库区涪陵段排污口ＣＯＤ扩散 特征模拟及对下游水质的影响［Ｊ］．华北水利水电学院学报， ２０１１，３２（１）：１２８—１３１． 敏感目标的位置关系，作为预测预警系统的重要组成 部分。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： ［１］ 崔源，郑国栋，栗天标，等．海上石油设施溢油风险管理与防 控研究『Ｊ］．油气田环境保护，２０１０．２０（４）：２９—３３． ［４］ 张娜，杨宪章．长航道条件下波浪数学模型试验范围的选取 ［Ｊ］港工技术，２００９，４６（３）：１－４． ［５］ 邱桔斐，马越，徐新华．长江口外海域波浪场数值模拟［Ｊ］水 运工程，２０１１（１０）：１１—１４． Ｅａｒｌｙ Ｗａｒｎｉｎｇ ｏｆ Ｏｉｌ Ｓｐｉｌｌ Ｒｉｓｋ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌ ａｔ Ｓｅａ ＣＨＥＮ Ｍｉｎｇ—ｎａｎ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ＣＯ．，ＬＴＤ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ ｏｉｌ ｓｐｉｌｌ ｒｉｓｋ ｗｉｌｌ ｈａｐｐｅｎ ｗｉｔｈ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｖｅｓｓｅｌｓ，ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｏｃｅａｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅ ｏｉｌ ｓｐｉｌｌ ｗｏｕｌｄ ｄａｍａｇｅ ｃｏａｓｔａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｓｅａ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｉｃ ｏｆ ｔｆｈｅ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｔａｋｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｏｉｌ ｓｐｉｌｌ ｈａｐｐｅｎｉｎｇ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｏｉｌ ｓｐｉｌｌ ｗａｓ ａｓｓｕｍｅｄ ｔｏ ｈａｐｐｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＩＩ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ ｓｅａ．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＭＩＫＥ２１ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｏｉｌ ｓｐｉｌｌ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ・ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＥＩＡ；ｒｉｓｋ；ｏｉｌ ｓｐｉｌｌ ｍｏｄｅｌ；ＭＩＫＥ （上接第６６页） 北京：中国环境科学出版社，１９９６． ５０８５．３—２ＯＯ７固体废物金属元素的测定火焰原子吸收光谱 法危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别［Ｓ］．北京：中国环境科 学出版社，２００７． ［５］ 孙根行，俞从正．皮革中六价铬的研究进展［Ｊ］．中周皮革， ２００２，３１（７）：３５－３９． ［１Ｏ］ 国家环境保护总局．ＧＢ／Ｔ ７４６７—１９８７水质六价铬的测定二 苯碳酰二肼分光光度法［Ｓ］．北京：中国环境科学出版 社，１９８７ ［６］Ｄｉｅｔｅｒ Ｇｒａｆ，刘显奎．皮革中痕量六价铬的形成原因及其监测 办法［Ｊ］．中国皮革，２００１，３０（２３）：１６－２１． ［７］ 环境保护部．ＨＪ ４９４－－２００９水质采样技术指导［Ｓ］．北京：中 国环境科学出版社，２００９． 国家环境保护总局．ＧＢ／Ｔ １５５５５．４—１９９５固体废物六价铬的 测定二苯碳酰二肼分光光度法［Ｓ］．北京：中国环境科学出 版社，１９９５． ［８］ 国家环境保护总局．ＧＢ ７４６６—８７水质总铬的测定［Ｓ］．北 京：中国环境科学出版社，１９８７． ［１２］ 段力民，吴雄虎．利用还原剂消除皮革中的六价铬［Ｊ］．中国 皮革，２０１０，３９（１５）：３３．３６． ［９］ 国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局．ＧＢ Ａｎａｌｙｓｉｓ ０ｆ ＣｈｒＯｍｉｕｍ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｌｅａｔｈｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ＷＵ Ｊｉａｎ—ｇａｎｇ，ＺＨＡＯ Ｚｈｉ—ｎａｎ，ＣＡＩ Ｙｕ—ｘｕａｎ，ＨＯＵ Ｒｕｉ—ｇｕａｎｇ，ＳＵ Ｈｕａ—ｋｅ，ＬＩＮ Ｚｈｉ—ｌｉｎｇ （Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０３０８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｌｅａｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｓａｍｐｌｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ａｎｄ ｈｅｘａｖａｌｅｎｔ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ａｎｄ ｈｅｘａｖａｌｅｎｔ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｏｆ ｌｅａｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅ，ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｌｅａｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｔｅｐｓ，ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ，ｓｏｉｌ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｓｅｗａｇｅ ｏｕｔｌｅｔ．Ｂａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｓｏｍｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｇｉｖｅｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｅａｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｕ；ｃｈｒｏｍｉｕｍ；ａｎａｌｙｓｉｓ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
