基于多因素耦合的伶仃洋溢油動態(tài)過程數值模擬與應對策略研究一、引言1.1研究背景與意義伶仃洋，作為中國廣東珠江口外的喇叭形河口灣，又稱零丁洋、珠江口，其范圍東由深圳市赤灣經內伶仃島，南達香港、澳門，西到珠海市淇澳島一線，北起虎門，面積約2100平方公里，經緯度坐標范圍在北緯21.50—22.45°，東經112.5—114.5°之間。伶仃洋不僅是珠江主要入?？谥?，更是中國乃至世界沿海航線最密集、船舶密度最大的水域之一。其周邊環(huán)繞著深圳市、珠海市、廣州市、東莞市、中山市以及香港和澳門等經濟發(fā)達地區(qū)，半徑60公里內有14個珠三角大中城市、7個機場，區(qū)位優(yōu)勢極為明顯。眾多島嶼散布其中，大約有一百余個，與珠江口東部的青洲水道、大西水道以東、香港大嶼山等處島嶼合稱萬山群島。這些島嶼層巒疊嶂，宛如座座營盤雄踞虎門前沿，又似艘艘巨艦駐泊于珠江口海面，成為華南的天然屏障和廣州的重要門戶，群島間航道縱橫交錯，是廣州，深圳，珠海，香港進港船舶的必經之地。然而，隨著經濟的快速發(fā)展和海上運輸活動的日益頻繁，伶仃洋面臨著嚴峻的溢油風險。從1998年11月13日，裝載9300噸汽油的“建設51”號油輪在珠江口內伶仃洋與裝載4000噸零號柴油的“津油6”號船相撞，導致柴油泄漏入海1000余噸，在海面形成22公里的油帶，到2000年11月14日，“德航298”油輪在珠江口虎門大橋附近水域被挪威籍“BOWCECIL'輪撞沉，船體嚴重破損，所載的230立方米燃料油全部泄漏入珠江口獅子洋、伶仃洋海域，受污染水域面積約390平方公里，再到1999年3月，珠海市伶仃水道發(fā)生兩油輪碰撞事故，溢出重油近600噸，油污擴散到深圳和中山等地，300多公里的海域和55公里的岸線受到污染。一系列溢油事故不斷給伶仃洋的生態(tài)環(huán)境和經濟發(fā)展帶來沉重打擊。溢油事故一旦發(fā)生，其危害是多方面且極其嚴重的。在生態(tài)方面，溢油會對海洋生物造成直接傷害，破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡。例如，石油中的有害物質會附著在海洋生物的體表，影響其呼吸、攝食和繁殖等生理活動，導致大量海洋生物死亡。對于中華白海豚這一珍稀物種而言，其主要棲息地就在伶仃洋，溢油事故極有可能威脅到它們的生存空間，破壞其食物來源，進而影響整個物種的繁衍。在經濟領域，漁業(yè)和旅游業(yè)往往是受災最嚴重的行業(yè)。漁業(yè)方面，溢油會污染漁場，使魚類等水產品受到污染，無法食用，導致漁業(yè)產量大幅下降，漁民收入銳減。旅游業(yè)方面，油污覆蓋的海灘和海域會嚴重影響其景觀，降低游客的旅游體驗，減少旅游收入。數值模擬技術在預防和應對溢油事故中發(fā)揮著關鍵作用。通過建立溢油數值模型，能夠對溢油在海洋中的漂移、擴散、蒸發(fā)、乳化等行為進行模擬和預測。在事故發(fā)生前，數值模擬可以幫助評估不同區(qū)域的溢油風險，提前制定預防措施，合理規(guī)劃海上交通和石油運輸路線，優(yōu)化溢油應急資源的配置。在事故發(fā)生時，能夠快速預測溢油的擴散方向和范圍，為應急決策提供科學依據，指導應急救援人員及時采取有效的應對措施，如圍油欄的布置、吸油材料的投放等，最大限度地減少溢油造成的損失。在事故發(fā)生后，還可以通過數值模擬評估溢油對環(huán)境的長期影響，為生態(tài)修復提供參考。因此，開展伶仃洋溢油數值模擬研究具有重要的現實意義，它是保護伶仃洋生態(tài)環(huán)境、保障沿海經濟可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。1.2研究目的與內容本研究旨在通過建立高精度的溢油數值模型，對伶仃洋海域的溢油行為進行準確模擬和預測，為溢油事故的預防和應急處理提供科學依據和技術支持。具體研究內容如下：伶仃洋海域環(huán)境數據收集與分析：全面收集伶仃洋海域的地形、水深、潮汐、海流、氣象等環(huán)境數據，以及過往船舶交通流量、油品運輸情況等相關數據。運用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術對地形和水深數據進行處理和可視化分析，明確伶仃洋海域的地形地貌特征，如淺灘、深槽、島嶼分布等，這些特征會對溢油的擴散和漂移產生重要影響。通過對潮汐、海流數據的分析，掌握其變化規(guī)律，確定不同季節(jié)、不同時段的海流流向和流速，為溢油模型提供準確的水動力條件。分析氣象數據，包括風速、風向、氣溫、降水等，了解氣象因素對溢油蒸發(fā)、擴散等過程的影響。溢油數值模型的選擇與建立：調研和評估國內外現有的溢油數值模型，如美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的海洋溢油模擬系統(tǒng)（GNOME）、丹麥水力研究所的MIKE21/3溢油模塊等，根據伶仃洋海域的特點和研究需求，選擇合適的模型框架。針對伶仃洋的復雜地形和水動力條件，對所選模型進行本地化改進和參數優(yōu)化。例如，考慮到伶仃洋海域島嶼眾多、航道縱橫，在模型中精細處理地形邊界條件，提高模型對復雜地形的適應性。優(yōu)化模型中的擴散系數、蒸發(fā)速率等參數，使其更符合伶仃洋的實際情況。通過與歷史溢油事故案例的對比分析，驗證模型的準確性和可靠性。選擇典型的溢油事故，將模型模擬結果與實際觀測數據進行對比，如溢油的擴散范圍、漂移路徑等，評估模型的模擬精度，對模型進行調整和完善。溢油行為模擬與分析：利用建立好的溢油數值模型，模擬不同情景下的溢油事故，包括溢油位置、溢油量、溢油時間、油品類型等因素的變化。設定在伶仃洋的不同航道、港口附近發(fā)生溢油，分析溢油在不同位置的擴散和漂移特點。改變溢油量的大小，研究溢油量對溢油擴散范圍和危害程度的影響。選擇在不同的潮汐時段、季節(jié)進行溢油模擬，探究潮汐和季節(jié)變化對溢油行為的影響。分析模擬結果，研究溢油在伶仃洋海域的漂移、擴散、蒸發(fā)、乳化等行為的規(guī)律。例如，分析溢油漂移路徑與海流、風向的關系，確定溢油可能影響的區(qū)域；研究溢油擴散的速度和范圍隨時間的變化規(guī)律；探討蒸發(fā)和乳化過程對溢油性質和危害程度的影響。評估溢油事故對伶仃洋生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)資源、旅游業(yè)等方面的潛在影響。結合伶仃洋的生態(tài)敏感區(qū)分布，如中華白海豚保護區(qū)、重要漁場等，分析溢油對這些區(qū)域的生態(tài)影響；評估溢油對漁業(yè)資源的損害，包括魚類死亡、漁業(yè)產量下降等；分析溢油對沿海旅游業(yè)的影響，如海灘污染導致游客減少等。溢油應急策略研究：根據溢油模擬結果，制定針對性的溢油應急策略，包括圍油欄的布置、吸油材料的投放、溢油回收設備的調度等?；谀M預測的溢油擴散方向和范圍，確定圍油欄的最佳布置位置，以最大限度地攔截溢油；根據溢油的性質和規(guī)模，選擇合適的吸油材料和投放量；合理調度溢油回收設備，提高溢油回收效率。評估不同應急策略的效果，通過模型模擬對比不同應急方案下溢油的控制和清除情況，為應急決策提供科學依據。例如，比較不同圍油欄布置方案對溢油攔截效果的影響，分析吸油材料的種類和使用量對溢油清除率的影響，為實際應急工作提供參考。提出加強伶仃洋溢油風險管理的建議，包括完善溢油應急預案、加強船舶監(jiān)管、提高應急響應能力等方面。建立健全溢油應急預案，明確各部門在應急工作中的職責和任務；加強對船舶的監(jiān)管，減少溢油事故的發(fā)生；提高應急響應能力，包括人員培訓、設備配備等，確保在溢油事故發(fā)生時能夠迅速、有效地進行應對。1.3研究方法與技術路線本研究綜合運用多種研究方法，以確保對伶仃洋溢油問題的深入探究，具體方法如下：數值模擬方法：利用先進的數值模擬技術，建立伶仃洋海域的溢油模型。在水動力模擬方面，采用考慮復雜地形和潮汐影響的三維水動力模型，如FVCOM（Finite-VolumeCommunityOceanModel）模型，該模型能夠準確模擬伶仃洋海域的潮流、余流等水動力特征，為溢油擴散模擬提供精確的水動力條件。在溢油擴散模擬中，運用粒子追蹤法和油膜擴散方程相結合的方式，考慮溢油在海洋中的漂移、擴散、蒸發(fā)、乳化等多種物理過程。例如，通過粒子追蹤法模擬溢油質點在海流和風力作用下的漂移軌跡，利用油膜擴散方程描述溢油在水平方向上的擴散行為，同時考慮蒸發(fā)和乳化過程對溢油質量和物理性質的影響，使用相關的經驗公式或半經驗公式來計算蒸發(fā)速率和乳化程度。數據分析方法：對收集到的伶仃洋海域環(huán)境數據、船舶交通數據以及歷史溢油事故數據進行深入分析。運用統(tǒng)計學方法，分析數據的分布特征、相關性等，找出溢油事故發(fā)生的規(guī)律和影響因素。例如，通過對船舶交通流量與溢油事故發(fā)生次數的相關性分析，確定交通繁忙程度對溢油風險的影響；利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，對數據進行可視化處理和空間分析，直觀展示溢油事故的分布情況、溢油擴散的范圍和路徑等。將地形數據、水深數據與溢油模擬結果相結合，分析地形和水深對溢油擴散的阻礙或促進作用，確定溢油容易聚集和擴散的區(qū)域。模型驗證方法：采用多種方式對建立的溢油模型進行驗證，以確保模型的準確性和可靠性。將模型模擬結果與歷史溢油事故的實際觀測數據進行對比，包括溢油的擴散范圍、漂移路徑、油膜厚度等參數，通過計算誤差指標，如均方根誤差（RMSE）、平均絕對誤差（MAE）等，評估模型的模擬精度。開展現場實驗或物理模型實驗，在一定的實驗條件下模擬溢油事故，將實驗數據與模型結果進行對比驗證。在實驗室中搭建小型的伶仃洋海域物理模型，模擬不同工況下的溢油過程，獲取實驗數據，對模型進行校準和驗證。專家咨詢與案例分析方法：邀請海洋環(huán)境、溢油應急等領域的專家，對研究方案、模擬結果和應急策略進行咨詢和評估，充分借鑒專家的經驗和專業(yè)知識，完善研究內容。收集國內外其他海域的溢油事故案例，分析其事故原因、應急處理措施和經驗教訓，為伶仃洋的溢油應急策略制定提供參考。研究渤海灣、墨西哥灣等海域的重大溢油事故案例，對比不同海域的環(huán)境特點和應急處理方法，結合伶仃洋的實際情況，制定適合本海域的溢油應急策略。本研究的技術路線如下：數據收集與預處理階段：全面收集伶仃洋海域的地形、水深、潮汐、海流、氣象等環(huán)境數據，以及過往船舶交通流量、油品運輸情況等相關數據。對收集到的數據進行質量控制和預處理，包括數據清洗、填補缺失值、異常值處理等，確保數據的準確性和完整性。利用GIS技術對地形和水深數據進行處理和可視化，構建伶仃洋海域的數字地形模型（DTM），為后續(xù)的數值模擬提供基礎數據。模型建立與參數優(yōu)化階段：根據伶仃洋海域的特點和研究需求，選擇合適的溢油數值模型框架，如FVCOM-OilSpill模型，并進行本地化改進和參數優(yōu)化。結合水動力模擬結果，確定溢油模型中的關鍵參數，如擴散系數、蒸發(fā)速率、乳化系數等。通過與歷史溢油事故案例的對比分析和敏感性試驗，調整模型參數，使模型能夠更好地模擬伶仃洋海域的溢油行為。溢油模擬與分析階段：利用建立好的溢油數值模型，設定不同的溢油情景，包括溢油位置、溢油量、溢油時間、油品類型等，進行溢油模擬。分析模擬結果，研究溢油在伶仃洋海域的漂移、擴散、蒸發(fā)、乳化等行為的規(guī)律，評估溢油事故對伶仃洋生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)資源、旅游業(yè)等方面的潛在影響。繪制溢油擴散的時空變化圖，分析溢油漂移路徑與海流、風向的關系，確定溢油可能影響的生態(tài)敏感區(qū)和經濟活動區(qū)域。應急策略制定與評估階段：根據溢油模擬結果，制定針對性的溢油應急策略，包括圍油欄的布置、吸油材料的投放、溢油回收設備的調度等。利用模型對不同應急策略的效果進行模擬評估，對比不同應急方案下溢油的控制和清除情況，選擇最優(yōu)的應急策略?？紤]應急資源的有限性和實際操作的可行性，對應急策略進行優(yōu)化和調整，提出加強伶仃洋溢油風險管理的建議。成果總結與應用階段：總結研究成果，撰寫研究報告和學術論文，為伶仃洋的溢油防治和應急管理提供科學依據和技術支持。將研究成果應用于實際的溢油應急演練和事故處理中，不斷檢驗和完善研究成果，提高伶仃洋的溢油應急響應能力。二、伶仃洋概況與溢油問題2.1伶仃洋自然環(huán)境特征2.1.1地理位置與地形地貌伶仃洋地處中國廣東省珠江口外，是一個呈喇叭形的河口灣，其范圍東由深圳市赤灣經內伶仃島，南達香港、澳門，西到珠海市淇澳島一線，北起虎門，面積約2100平方公里，經緯度坐標范圍在北緯21.50—22.45°，東經112.5—114.5°之間。作為珠江主要入?？谥?，它不僅是連接珠江三角洲地區(qū)與南海的重要通道，更是中國乃至世界沿海航線最密集、船舶密度最大的水域之一。周邊環(huán)繞著深圳市、珠海市、廣州市、東莞市、中山市以及香港和澳門等經濟發(fā)達地區(qū)，這些地區(qū)的經濟活動對伶仃洋的依賴程度極高，同時也給伶仃洋帶來了巨大的環(huán)境壓力。伶仃洋的地形地貌復雜多樣，具有典型的河口灣特征。平面上呈倒置的漏斗狀，灣頂在虎門，灣腰在內伶仃島、淇澳島、赤灣一線，灣口在澳門、大濠島以外，寬約65km，縱深長約60km。其河床地形由洪潮不同動力交匯作用塑造，形成了獨特的三灘兩槽格局，即東灘、中灘、西灘和東槽、西槽。東槽為礬石水道，西槽為伶仃航道，這些深槽是船舶航行的主要通道，而灘地則在調節(jié)水流、維持河口生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著重要作用。伶仃洋內還散布著眾多島嶼，大約有一百余個，這些島嶼與珠江口東部的青洲水道、大西水道以東、香港大嶼山等處島嶼合稱萬山群島。島嶼的存在進一步改變了水流的流態(tài)，增加了水流的復雜性。這種復雜的地形地貌對水流和溢油擴散產生了顯著影響。在水流方面，狹窄的灣頂和寬闊的灣口形成了明顯的流速差異，灣頂流速較大，灣口流速相對較小。三灘兩槽的地形使得水流在不同區(qū)域的流向和流速也有所不同，深槽區(qū)域水流較為集中，流速較快，而灘地區(qū)域水流相對分散，流速較慢。島嶼的存在則會導致水流繞流，在島嶼周圍形成復雜的渦流和回流區(qū)域。這些水流特征對溢油擴散有著重要的制約作用。溢油在水流的作用下會發(fā)生漂移，其漂移方向和速度與水流的方向和流速密切相關。在流速較快的區(qū)域，溢油會迅速擴散，而在流速較慢或存在渦流、回流的區(qū)域，溢油則容易聚集。復雜的地形地貌還會使得溢油的擴散路徑變得曲折，增加了溢油追蹤和控制的難度。2.1.2氣象條件與海洋動力環(huán)境伶仃洋地處亞熱帶季風氣候區(qū)，氣象條件復雜多變。夏季受來自海洋的暖濕氣流影響，高溫多雨，盛行東南風；冬季受大陸冷氣團控制，相對溫和干燥，多吹西北風。年平均氣溫在22℃左右，年降水量豐富，約為1600-2000毫米。風速和風向的變化對溢油的擴散有著至關重要的影響。風速較大時，會加快溢油在水面的擴散速度，使油膜面積迅速擴大。風向則決定了溢油的漂移方向，例如在東南風的作用下，溢油可能會向珠江口西岸漂移，對珠海、澳門等地的沿海區(qū)域造成威脅；而在西北風的影響下，溢油可能會向珠江口東岸擴散，影響深圳、香港等地。降水也會對溢油產生一定作用，雨水的沖刷可以稀釋溢油的濃度，加速溢油的乳化過程，但同時也可能會將溢油攜帶到更遠的海域，擴大污染范圍。海洋動力環(huán)境方面，伶仃洋主要受潮汐和海流的影響。潮汐屬不正規(guī)半日潮，一天內有兩次高潮和兩次低潮，潮差較大，平均潮差在2-3米左右。漲潮時，海水從灣口向灣頂流動，落潮時則相反。潮汐的周期性變化使得水流方向和流速也隨之周期性改變，這對溢油的擴散產生了復雜的影響。在漲潮過程中，溢油可能會隨著海水向灣頂方向漂移，而在落潮時又會被帶回灣口。這種周期性的漂移使得溢油在一定區(qū)域內反復擴散，增加了污染的持久性。海流主要包括潮流和沿岸流。潮流是由潮汐引起的周期性水流，其流速和流向與潮汐密切相關。沿岸流則是由于地形、風力等因素導致的沿岸邊流動的水流。這些海流相互作用，形成了復雜的流場。海流對溢油的漂移和擴散起著主導作用，溢油會隨著海流的方向移動，其擴散速度也與海流的流速相關。在海流較強的區(qū)域，溢油能夠快速擴散，而在海流較弱或存在逆流的區(qū)域，溢油則容易積聚。2.1.3生態(tài)環(huán)境現狀伶仃洋擁有豐富多樣的生態(tài)系統(tǒng)，是眾多生物的棲息和繁衍之地。其生態(tài)系統(tǒng)主要由海洋生物群落、紅樹林濕地、珊瑚礁等組成。海洋生物資源十分豐富，包括魚類、蝦類、蟹類、貝類等多種海洋生物，是重要的漁業(yè)產區(qū)。其中，中華白海豚是伶仃洋的標志性物種，作為國家一級保護動物，它們主要棲息在伶仃洋海域，其生存狀況受到廣泛關注。紅樹林濕地主要分布在伶仃洋的沿岸地區(qū)，如深圳福田紅樹林保護區(qū)、珠海淇澳島紅樹林保護區(qū)等。紅樹林具有重要的生態(tài)功能，它能夠保護海岸、凈化海水、提供生物棲息地等。珊瑚礁雖然面積相對較小，但也是伶仃洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，為眾多海洋生物提供了棲息和繁殖的場所。然而，隨著經濟的發(fā)展和人類活動的加劇，伶仃洋的生態(tài)環(huán)境面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。工業(yè)廢水和生活污水的排放、船舶油污泄漏、圍填海工程等人類活動對伶仃洋的生態(tài)環(huán)境造成了嚴重破壞。水體污染導致海洋生物的生存環(huán)境惡化，一些物種的數量急劇減少，漁業(yè)資源衰退。例如，內伶仃洋一帶的漁業(yè)水域石油類、無機氮、活性磷酸鹽的含量偏高，導致漁船漁獲率大幅下降，一些高質品種魚類逐漸消失，只剩下低劣品種。紅樹林濕地也受到了不同程度的破壞，面積不斷減少，其生態(tài)功能逐漸減弱。溢油事故對伶仃洋生態(tài)環(huán)境的破壞尤為嚴重，石油中的有害物質會對海洋生物造成直接傷害，影響它們的呼吸、攝食和繁殖等生理活動。對于中華白海豚來說，溢油不僅會污染它們的棲息地，還可能導致其食物來源減少，嚴重威脅到這一珍稀物種的生存。2.2伶仃洋油品運輸與溢油事故分析2.2.1油品運輸現狀伶仃洋作為珠江口重要的交通樞紐，油品運輸極為繁忙。隨著周邊地區(qū)經濟的快速發(fā)展，對石油及石油制品的需求持續(xù)增長，使得伶仃洋成為了油品運輸的關鍵通道。眾多港口分布在伶仃洋沿岸，如廣州港南沙港區(qū)、深圳港西部港區(qū)等，這些港口承擔著大量的油品裝卸任務。據統(tǒng)計，每年通過伶仃洋運輸的油品數量巨大，且呈逐年上升趨勢。以2020年為例，伶仃洋水域油品運輸量達到了[X]萬噸，相較于2010年增長了[X]%。油品運輸路線主要集中在幾條主要航道上，其中伶仃航道和礬石水道是最為重要的運輸通道。伶仃航道是連接珠江口與南海的主要深水航道，水深條件良好，能夠滿足大型油輪的通航需求，許多從國外進口的原油以及國內沿海地區(qū)運往內陸的油品都通過這條航道運輸。礬石水道則在連接珠江三角洲內河港口與外海的油品運輸中發(fā)揮著重要作用，一些小型油輪和內河運輸船舶通過該水道進行油品的轉運。這些航道上船舶密度大，交通流量復雜，不同類型、不同噸位的船舶穿梭其中。在高峰時段，每小時通過的油輪數量可達[X]艘以上，這無疑大大增加了溢油事故發(fā)生的風險。一旦發(fā)生碰撞、觸礁等意外事件，就極有可能導致油品泄漏，引發(fā)嚴重的溢油事故。油品運輸方式主要包括油輪運輸和管道運輸，其中油輪運輸占據主導地位。大型油輪的載油量通常在數千噸甚至數萬噸以上，它們能夠高效地完成長距離的油品運輸任務。然而，油輪運輸也存在諸多風險，如船舶老化、設備故障、船員操作失誤等都可能引發(fā)溢油事故。管道運輸相對較為安全，但目前在伶仃洋地區(qū)的油品管道運輸規(guī)模較小，主要用于連接港口與周邊的煉油廠、儲油庫等。由于管道建設成本高、施工難度大，且需要考慮地形、環(huán)境等多方面因素，其發(fā)展受到一定限制。未來，隨著技術的進步和對油品運輸安全要求的提高，管道運輸有望得到進一步發(fā)展，以降低油品運輸過程中的風險。2.2.2歷史溢油事故案例伶仃洋海域歷史上發(fā)生過多起嚴重的溢油事故，這些事故給當地的生態(tài)環(huán)境和經濟發(fā)展帶來了巨大的沖擊。1998年11月13日發(fā)生的“建設51”號與“津油6”號油輪相撞事故便是其中典型的一例。當日，裝載9300噸汽油的“建設51”號油輪在珠江口內伶仃洋與裝載4000噸零號柴油的“津油6”號船相撞，劇烈的碰撞導致“津油6”號船的柴油艙破損，約1000余噸柴油泄漏入海。泄漏的柴油迅速在海面擴散，形成了一條長達22公里的油帶，場面觸目驚心。此次事故的主要原因是兩船在航行過程中未能保持安全距離，且駕駛員在操作過程中存在失誤，對周圍船舶動態(tài)觀察不及時，導致避讓措施不當。事故發(fā)生后，對周邊生態(tài)環(huán)境造成了毀滅性的打擊。大片的海洋生物被油污覆蓋，許多魚類、貝類等因無法呼吸和攝食而死亡，海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈遭到嚴重破壞。據統(tǒng)計，此次事故導致該海域漁業(yè)資源損失慘重，直接經濟損失高達數千萬元。周邊的紅樹林濕地也受到了嚴重污染，紅樹林的生態(tài)功能受到抑制，其對海岸的保護作用、為生物提供棲息地的功能都受到了極大影響。在經濟方面，漁業(yè)和旅游業(yè)遭受重創(chuàng)。漁業(yè)生產在很長一段時間內無法恢復，漁民們失去了主要的經濟來源。沿海的旅游景點因油污的存在，游客數量大幅減少，酒店、餐飲等相關產業(yè)收入銳減。2000年11月14日的“德航298”油輪事故同樣令人痛心?！暗潞?98”油輪在珠江口虎門大橋附近水域被挪威籍“BOWCECIL'輪撞沉，船體嚴重破損，所載的230立方米燃料油全部泄漏入珠江口獅子洋、伶仃洋海域。受污染水域面積迅速擴大，約390平方公里的海域被油污覆蓋。這起事故的原因主要是兩船在復雜的水域環(huán)境中航行時，通信不暢，對彼此的航行意圖判斷失誤，導致碰撞事故的發(fā)生。事故發(fā)生后，對海洋生態(tài)環(huán)境造成了長期的影響。油污在海水中長期存在，難以徹底清除，影響了海洋生物的繁殖和生長。一些海洋生物因攝入被污染的食物而導致體內毒素積累，影響其健康和生存。經濟方面，漁業(yè)資源受損，漁民收入減少，同時，沿海地區(qū)的旅游業(yè)也受到了極大的沖擊，旅游收入大幅下降。2.2.3溢油事故危害評估溢油事故對伶仃洋的生態(tài)危害是多方面且持久的。石油中的有害物質，如多環(huán)芳烴等，會對海洋生物產生急性毒性作用，導致海洋生物死亡。對于中華白海豚這一珍稀物種，溢油會污染它們的棲息地，使其食物來源減少，嚴重威脅到種群的生存和繁衍。海洋中的浮游生物、底棲生物等也會受到溢油的影響，浮游生物數量的減少會影響整個海洋食物鏈的基礎，進而影響到更高營養(yǎng)級的生物。溢油還會破壞紅樹林、珊瑚礁等重要的海洋生態(tài)系統(tǒng)，紅樹林的根系被油污覆蓋后，會影響其呼吸和養(yǎng)分吸收，導致紅樹林死亡，而珊瑚礁一旦受到污染，其生態(tài)功能將受到嚴重損害，許多依賴珊瑚礁生存的海洋生物將失去家園。在經濟方面，漁業(yè)首當其沖受到嚴重影響。溢油會污染漁場，使魚類等水產品受到污染，無法食用，導致漁業(yè)產量大幅下降。漁民不僅在事故發(fā)生后的短期內無法正常捕魚，而且由于漁業(yè)資源的恢復需要很長時間，他們在未來幾年甚至十幾年內的收入都會受到影響。旅游業(yè)也是重災區(qū)，油污覆蓋的海灘和海域會嚴重影響其景觀，降低游客的旅游體驗，導致游客數量銳減。以伶仃洋周邊的一些海濱旅游景點為例，在溢油事故發(fā)生后，游客數量可能會減少[X]%以上，酒店、餐飲、娛樂等相關產業(yè)的收入也會隨之大幅下降。港口和航運業(yè)也會受到一定程度的影響，事故發(fā)生后，港口可能需要暫時關閉進行清理和整頓，船舶的航行安全也會受到威脅，導致航運效率降低，運輸成本增加。社會方面，溢油事故會引發(fā)公眾對海洋環(huán)境安全的擔憂，影響社會的穩(wěn)定。漁民等相關從業(yè)者可能會因經濟損失而面臨生活困境，引發(fā)一系列社會問題。在一些溢油事故中，漁民們因失去生計而組織抗議活動，要求政府采取措施保障他們的權益。溢油事故還會對當地的形象產生負面影響，不利于招商引資和經濟的可持續(xù)發(fā)展。一些投資者可能會因為擔心海洋環(huán)境問題而放棄在伶仃洋周邊地區(qū)投資興業(yè)。綜上所述，溢油事故對伶仃洋的生態(tài)、經濟和社會都帶來了巨大的危害，這充分凸顯了開展伶仃洋溢油數值模擬研究的緊迫性。通過數值模擬，我們能夠提前預測溢油事故的發(fā)生風險和影響范圍，為制定有效的預防和應對措施提供科學依據，從而最大限度地減少溢油事故帶來的損失，保護伶仃洋的生態(tài)環(huán)境和經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。三、溢油數值模擬理論基礎3.1溢油在海上的行為和歸宿3.1.1溢油的物理過程溢油在海上的物理過程主要包括擴展、漂移和擴散，這些過程相互影響，共同決定了溢油在海洋中的分布和運動軌跡。溢油的擴展是指油膜在海面上的面積增大和厚度減小的過程，這一過程主要受重力、表面張力和粘性力的作用。在溢油初期，重力起主導作用，大量的油迅速在海面上鋪開。隨著油膜厚度的減小，表面張力逐漸成為主導因素，使油膜進一步擴散。例如，在平靜的海面上，瞬間大量溢油時，油膜會快速向四周擴展，形成一個較大的油膜區(qū)域。而少量高粘度的原油和重燃料油，由于其粘度較大，不易擴散，可能會以塊狀逗留在海面上。海面的紊流作用也會對油膜的進一步擴散產生影響，使油膜出現形狀不同、厚度不同的情況，可能形成油帶、碎片或小焦油球。漂移是指油膜在風和海流（或河流）作用下的整體運動。風對油膜的漂移影響顯著，一般來說，油膜的漂移速度約為風速的3%。海流則是另一個關鍵因素，它能攜帶油膜在海洋中長距離移動。在伶仃洋這樣的河口灣，潮流的周期性變化使得海流的方向和流速不斷改變，從而導致油膜的漂移方向和速度也隨之變化。在漲潮時，油膜可能會隨著海流向灣頂方向漂移；落潮時，則向灣口方向移動。此外，沿岸流也會對油膜的漂移產生影響，使其靠近或遠離海岸。擴散是指油膜在海面上的隨機運動，導致油膜在水平方向上的分散。擴散過程主要包括分子擴散和紊動擴散。分子擴散是由于分子的熱運動引起的，其作用相對較小。紊動擴散則是由海水的紊流運動導致的，它是溢油擴散的主要方式。在海洋中，紊流的存在使得油膜不斷與周圍海水混合，從而逐漸分散開來。例如，在海流流速較快或存在渦流的區(qū)域，紊動擴散作用會更加明顯，油膜會迅速擴散。而在流速較慢的區(qū)域，擴散速度則相對較慢。地形地貌也會對擴散產生影響，如狹窄的海峽或島嶼周圍，水流會發(fā)生變化，從而影響溢油的擴散路徑和速度。3.1.2溢油的化學和生物過程溢油在海上還會經歷一系列化學和生物過程，這些過程對溢油的性質、歸宿以及對海洋環(huán)境的影響至關重要。蒸發(fā)是溢油化學過程中的重要環(huán)節(jié)。溢油中的易揮發(fā)組分在海面上會逐漸蒸發(fā)到大氣中，這一過程會導致溢油特性發(fā)生變化。蒸發(fā)后留在海面上的油，其密度和粘度通常會增大。影響蒸發(fā)的因素眾多，油的組分是關鍵因素之一，原油及其煉制品中的輕組分含量越高，越容易蒸發(fā)。多數原油和輕質煉制品，由于輕組分含量較高，溢到海面后蒸發(fā)速度快，蒸發(fā)總量比大。汽油主要組分為C9-C11的烷烴，溢到海面后可以全部蒸發(fā)掉。而重質原油和重燃料油輕組分含量較低，蒸發(fā)慢，蒸發(fā)總量比也很小。油膜厚度也會影響蒸發(fā)速率，一定量的溢油，油膜越薄，暴露在大氣中的油膜面積越大，蒸發(fā)得就越快。但油膜厚度不會影響其蒸發(fā)的總量比。環(huán)境溫度越高，油蒸發(fā)得越快；同一種油，高溫時蒸發(fā)的總量比大，低溫時蒸發(fā)的總量比小。風速越大，蒸發(fā)越快；海況越差，蒸發(fā)也越快。溶解是石油中的低分子烴向海水中分散的物化過程。原油中的重組分實際上在海水中并不溶解，只有低分子的烴類化合物，尤其是芳烴如苯和甲苯稍溶于水。但這些化合物極易揮發(fā)，揮發(fā)速度要比溶解快10-1000倍。油溶解的速率取決于油的分子構成、擴散程度、水溫、紊流以及分散程度。雖然溶解在海水中的石油量相對較少，但這些低分子烴類化合物可能會對海洋生物和水質產生潛在危害。乳化是溢油與海水混合形成乳狀液的過程，會形成水包油（O/W）或油包水（W/O）兩種類型的乳狀液。在海浪、海流等動力作用下，油膜被破碎成小油滴，與海水充分混合，從而形成乳化液。乳化后的油滴粒徑變小，表面積增大，這會影響溢油的物理和化學性質。乳化會使溢油的粘度增加，流動性降低，從而影響其擴散和漂移。乳化后的油滴更難被回收和處理，增加了溢油治理的難度。生物降解是微生物利用石油中的烴類作為營養(yǎng)物質進行代謝的過程，這是溢油自然衰減的重要途徑之一。海洋中存在著多種能夠降解石油的微生物，如假單胞菌屬、弧菌屬等。這些微生物在適宜的環(huán)境條件下，能夠將石油中的烴類逐步分解為二氧化碳和水等無害物質。生物降解的速度受到多種因素的影響，包括微生物的種類和數量、石油的組成、溫度、溶解氧等。在溫度適宜、溶解氧充足的情況下，微生物的生長和代謝活動較為活躍，生物降解速度會加快。不同類型的石油，其生物降解的難易程度也不同，輕質油比重質油更容易被生物降解。然而，生物降解過程相對緩慢，對于大規(guī)模的溢油事故，僅依靠生物降解難以在短時間內消除溢油污染。這些化學和生物過程會對海洋環(huán)境產生深遠影響。蒸發(fā)過程中揮發(fā)到大氣中的烴類物質可能會對空氣質量造成污染，甚至可能引發(fā)火災和爆炸危險。溶解在海水中的低分子烴類化合物會影響海水的水質，對海洋生物的生存和繁殖產生毒性作用。乳化后的溢油更難被清除，會在海洋中長時間存在，持續(xù)對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成危害。生物降解雖然是自然凈化的過程，但在降解過程中可能會消耗海水中的溶解氧，導致局部海域缺氧，影響海洋生物的生存。三、溢油數值模擬理論基礎3.2溢油數值模擬原理與方法3.2.1數值模擬基本原理溢油數值模擬是利用計算機模擬溢油在海洋環(huán)境中的物理過程，其基本原理是基于質量守恒、動量守恒和能量守恒等基本物理定律，通過建立數學模型來描述溢油在海水中的運動和變化。在溢油數值模擬中，通常將溢油視為一種特殊的流體，其運動受到多種因素的影響，包括海流、風、波浪、潮汐等海洋動力因素，以及溢油自身的物理性質，如密度、粘度、表面張力等。通過求解描述這些因素相互作用的偏微分方程，來預測溢油在海洋中的漂移、擴散、蒸發(fā)、乳化等行為。以溢油的漂移為例，其運動方程可以表示為：\frac{d\vec{x}}{dt}=\vec{u}(\vec{x},t)+\vec{v}_w(\vec{x},t)其中，\vec{x}是溢油質點的位置向量，t是時間，\vec{u}(\vec{x},t)是海流速度向量，\vec{v}_w(\vec{x},t)是風引起的漂移速度向量。海流速度可以通過水動力模型求解得到，而風引起的漂移速度則可以根據經驗公式或風場數據計算得出。對于溢油的擴散過程，通常采用擴散方程來描述：\frac{\partialC}{\partialt}=\nabla\cdot(K\nablaC)-\vec{u}\cdot\nablaC其中，C是溢油的濃度，K是擴散系數，\vec{u}是海流速度。擴散系數反映了溢油在海水中的擴散能力，它與海水的紊流程度、溢油的物理性質等因素有關。通過求解這個擴散方程，可以得到溢油濃度在空間和時間上的分布。在實際模擬中，由于海洋環(huán)境的復雜性和溢油物理過程的多樣性，需要對這些基本方程進行簡化和近似處理，同時結合實際觀測數據和經驗公式來確定模型中的參數，以提高模擬結果的準確性和可靠性。3.2.2常用的溢油數值模型油粒子模型：油粒子模型是一種基于拉格朗日方法的溢油數值模型，它將溢油視為由大量離散的油粒子組成，每個油粒子都具有一定的質量、位置和速度。通過追蹤每個油粒子在海流、風和波浪等作用下的運動軌跡，來模擬溢油的漂移和擴散過程。油粒子模型的優(yōu)點是能夠直觀地描述溢油的運動軌跡，對復雜地形和邊界條件具有較好的適應性，計算效率較高。在模擬伶仃洋這種地形復雜、島嶼眾多的海域溢油時，油粒子模型可以較好地處理島嶼對溢油擴散的影響。然而，該模型也存在一些缺點，它對油粒子的數量和分布較為敏感，粒子數量過少可能導致模擬結果不準確，而粒子數量過多則會增加計算量。它難以精確描述溢油的連續(xù)相特性，如油膜的厚度分布等。有限差分法模型：有限差分法是一種常用的數值計算方法，在溢油數值模擬中，它將計算區(qū)域離散化為網格，通過對偏微分方程進行差分離散，將其轉化為代數方程組，然后求解這些方程組來得到溢油的運動和變化情況。有限差分法模型的優(yōu)點是計算精度較高，能夠較為準確地描述溢油的物理過程，如擴散、蒸發(fā)等。在模擬溢油的蒸發(fā)過程時，可以通過有限差分法精確計算油膜厚度隨時間的變化。它可以方便地處理各種邊界條件和初始條件。但是，有限差分法模型對網格的依賴性較強，網格的劃分質量會直接影響計算結果的準確性。在處理復雜地形時，需要采用非規(guī)則網格，這會增加計算的復雜性和難度。對于大規(guī)模的計算區(qū)域，計算量較大，計算時間較長。有限元法模型：有限元法是另一種常用的數值計算方法，它將計算區(qū)域劃分為有限個單元，通過在每個單元上構造插值函數，將偏微分方程轉化為代數方程組進行求解。有限元法模型的優(yōu)點是對復雜幾何形狀和邊界條件具有很強的適應性，能夠精確地模擬溢油在復雜地形和邊界條件下的運動。在模擬伶仃洋這種具有復雜海岸線和島嶼的海域溢油時，有限元法可以更好地擬合邊界形狀，提高模擬精度。它可以靈活地處理各種物理過程和多場耦合問題。然而，有限元法模型的計算過程較為復雜，需要進行大量的矩陣運算，計算成本較高。對計算資源的要求較高，在處理大規(guī)模問題時可能會受到限制。3.2.3模型選擇與適用性分析考慮到伶仃洋的復雜地形地貌和海洋動力環(huán)境，以及研究的精度和計算效率要求，油粒子模型是較為適合伶仃洋海域溢油模擬的模型。伶仃洋內島嶼眾多，地形復雜，油粒子模型能夠較好地處理這種復雜的邊界條件，通過追蹤油粒子的運動軌跡，可以直觀地反映溢油在島嶼周圍的繞流和擴散情況。伶仃洋的海流和潮流變化復雜，油粒子模型對這種動態(tài)變化的適應性較強，能夠根據實時的海流和潮流數據準確地模擬溢油的漂移路徑。在實際應用中，為了進一步提高模型的適用性和準確性，可以結合其他模型的優(yōu)點對油粒子模型進行改進?？梢越梃b有限差分法或有限元法在處理物理過程方面的高精度，對油粒子模型中的擴散、蒸發(fā)等過程進行更精確的描述。也可以利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，將伶仃洋的地形、水深等數據與油粒子模型相結合，提高模型對地形的模擬精度。通過將模型模擬結果與歷史溢油事故的實際觀測數據進行對比驗證，不斷調整和優(yōu)化模型參數，確保模型能夠準確地模擬伶仃洋海域的溢油行為。四、伶仃洋溢油數值模型構建4.1數據收集與處理4.1.1海洋環(huán)境數據獲取伶仃洋海洋環(huán)境數據是構建溢油數值模型的重要基礎，其準確性和完整性直接影響模型的模擬效果。本研究通過多種途徑廣泛收集各類海洋環(huán)境數據，以確保數據的全面性和可靠性。在氣象數據方面，主要來源于中國氣象局國家氣象信息中心以及香港天文臺。中國氣象局國家氣象信息中心提供了大量的陸地氣象站數據，這些數據包括風速、風向、氣溫、氣壓、濕度等多種氣象要素，且具有長時間序列的觀測記錄，能夠反映伶仃洋周邊陸地的氣象變化趨勢。香港天文臺則在伶仃洋附近海域設有多個氣象觀測站，這些觀測站能夠實時獲取海洋氣象數據，其數據精度高，對于研究伶仃洋海上氣象條件具有重要價值。利用這些數據，可以分析不同季節(jié)、不同時段的氣象特征，以及氣象條件對溢油擴散的影響。在夏季，伶仃洋常受東南季風影響，風速較大，這會加快溢油在海面的擴散速度；而在冬季，受西北季風影響，溢油的漂移方向可能會發(fā)生改變。水文數據的獲取則依托多個權威機構和平臺。國家海洋信息中心提供了豐富的海洋水文數據，包括潮汐、海流、海浪等信息。其中，潮汐數據通過對伶仃洋多個驗潮站的長期觀測獲得，這些驗潮站分布在伶仃洋的不同位置，能夠準確記錄潮汐的漲落變化。海流數據則通過海洋浮標、聲學多普勒流速剖面儀（ADCP）等設備進行測量。此外，一些科研項目也會發(fā)布相關的水文數據，這些數據經過嚴格的測量和分析，具有較高的可信度。通過對水文數據的分析，可以掌握伶仃洋潮汐和海流的變化規(guī)律。伶仃洋屬于不正規(guī)半日潮，一天內有兩次高潮和兩次低潮，潮差較大，這種潮汐特征會導致海流的流向和流速在一天內發(fā)生周期性變化，從而對溢油的漂移和擴散產生重要影響。地形數據對于理解溢油在伶仃洋復雜地形中的擴散行為至關重要。本研究從海洋測繪部門獲取了高精度的海底地形數據，這些數據通過多波束測深、單波束測深等技術手段測量得到，能夠精確反映伶仃洋海底的地形起伏。還利用衛(wèi)星遙感影像獲取了陸地地形和海岸線數據。衛(wèi)星遙感影像具有覆蓋范圍廣、分辨率高的特點，可以清晰地呈現出伶仃洋周邊陸地的地形地貌和海岸線的形狀。通過對地形數據的處理和分析，可以構建伶仃洋的數字地形模型（DTM）。在數字地形模型中，可以直觀地看到伶仃洋的三灘兩槽格局，以及島嶼的分布情況，這些地形特征會影響海流的流動和溢油的擴散路徑。4.1.2溢油事故數據整理為了對溢油數值模型進行驗證和分析，本研究對伶仃洋歷史溢油事故數據進行了系統(tǒng)整理。通過查閱海事部門的事故報告、相關文獻資料以及新聞報道等途徑，收集了大量的溢油事故案例。對每起溢油事故，詳細記錄了事故發(fā)生的時間、地點、溢油量、油品類型、事故原因以及事故造成的影響等信息。以1998年11月13日發(fā)生的“建設51”號與“津油6”號油輪相撞事故為例，記錄了事故發(fā)生在珠江口內伶仃洋的具體位置坐標，裝載9300噸汽油的“建設51”號油輪與裝載4000噸零號柴油的“津油6”號船相撞，導致“津油6”號船約1000余噸柴油泄漏入海。事故原因是兩船在航行過程中駕駛員操作失誤，未能保持安全距離，避讓措施不當。事故造成了長達22公里的油帶，對周邊海洋生態(tài)環(huán)境造成了嚴重破壞，漁業(yè)資源損失慘重，直接經濟損失高達數千萬元。通過對這些歷史溢油事故數據的整理和分析，可以總結出溢油事故的發(fā)生規(guī)律。發(fā)現溢油事故多發(fā)生在船舶交通流量較大的航道和港口附近，且在惡劣天氣條件下，如大風、大霧等，事故發(fā)生率明顯增加。不同油品類型的溢油在海上的行為和歸宿也有所不同，輕質油品如汽油蒸發(fā)速度快，而重質油品如燃料油則更容易在海面形成油膜，對海洋環(huán)境的污染持續(xù)時間更長。這些規(guī)律對于優(yōu)化溢油數值模型的參數設置和提高模型的預測準確性具有重要意義。在模型中，可以根據不同的事故發(fā)生地點和油品類型，調整溢油的擴散系數、蒸發(fā)速率等參數，使模型能夠更準確地模擬溢油在不同情況下的行為。4.1.3數據質量控制與預處理由于收集到的數據可能存在誤差、缺失值和異常值等問題，因此需要對數據進行嚴格的質量控制和預處理，以確保數據的準確性和可靠性。對于氣象數據，采用了多種方法進行質量控制。利用相鄰氣象站的數據進行對比分析，檢查數據的一致性。如果某個氣象站的風速數據與相鄰站點相差過大，且無合理的氣象原因解釋，則對該數據進行進一步核實和修正。通過時間序列分析，檢查數據是否存在異常波動。如果某個時段的氣溫數據出現突然的大幅變化，與歷史同期數據和周邊站點數據差異顯著，則對該數據進行審查，判斷是否為異常值。對于缺失值，采用插值法進行填補。根據相鄰時段的氣象數據，利用線性插值或樣條插值等方法，估算缺失值。水文數據的質量控制同樣重要。在潮汐數據方面，通過與歷史潮汐數據和理論潮汐模型進行對比，檢查數據的準確性。如果實測潮汐數據與理論模型相差較大，可能是由于驗潮站設備故障或測量誤差導致，需要對設備進行檢查和校準，對數據進行修正。對于海流數據，利用不同測量設備的數據進行交叉驗證。將海洋浮標測量的海流數據與ADCP測量的數據進行對比，確保數據的可靠性。對于異常值，采用統(tǒng)計方法進行識別和處理。計算海流數據的均值和標準差，將超出一定標準差范圍的數據視為異常值，進行剔除或修正。地形數據在處理過程中，首先對測量數據進行精度評估。檢查測量設備的精度指標和測量誤差范圍，確保地形數據的精度滿足要求。對于存在的噪聲數據，采用濾波算法進行去除。利用高斯濾波、中值濾波等算法，平滑地形數據，去除因測量誤差或其他因素產生的噪聲。對于缺失的地形數據，根據周圍地形的趨勢進行插值補充。如果在海底地形測量中存在部分區(qū)域數據缺失，可以利用反距離加權插值法或克里金插值法，根據周圍已知地形點的數據，估算缺失區(qū)域的地形值。在完成數據質量控制后，對數據進行預處理，使其符合溢油數值模型的輸入要求。對氣象數據進行標準化處理，將不同單位的氣象要素數據統(tǒng)一轉換為國際標準單位。將氣壓數據從毫巴轉換為帕斯卡，將風速數據從節(jié)轉換為米每秒。對水文數據進行網格化處理，將離散的測量數據插值到規(guī)則的網格上，以便在模型中進行計算。將海流數據按照一定的網格間距進行插值，生成規(guī)則的海流場數據。對地形數據進行簡化和網格化處理，根據模型的精度要求，對復雜的地形數據進行適當簡化，去除一些對溢油擴散影響較小的細節(jié)特征。將地形數據轉換為模型所需的網格格式，如矩形網格或三角形網格。4.2模型建立4.2.1基于有限差分法的潮流模型構建在構建伶仃洋的潮流模型時，采用有限差分法對描述海洋水動力的基本方程進行離散求解?；痉匠踢x用二維淺水流動的質量和動量守恒控制方程組，該方程組能夠較好地描述伶仃洋這種具有復雜地形的河口灣的水動力特征。二維淺水流動的連續(xù)方程為：\frac{\partialh}{\partialt}+\frac{\partial(hu)}{\partialx}+\frac{\partial(hv)}{\partialy}=0動量方程在x方向為：\frac{\partial(hu)}{\partialt}+\frac{\partial(hu^2)}{\partialx}+\frac{\partial(huv)}{\partialy}=-gh\frac{\partial\zeta}{\partialx}+\frac{\tau_{sx}}{\rho}-\frac{\tau_{bx}}{\rho}+\frac{\partial}{\partialx}(Ah\frac{\partialu}{\partialx})+\frac{\partial}{\partialy}(Ah\frac{\partialu}{\partialy})在y方向為：\frac{\partial(hv)}{\partialt}+\frac{\partial(huv)}{\partialx}+\frac{\partial(hv^2)}{\partialy}=-gh\frac{\partial\zeta}{\partialy}+\frac{\tau_{sy}}{\rho}-\frac{\tau_{by}}{\rho}+\frac{\partial}{\partialx}(Ah\frac{\partialv}{\partialx})+\frac{\partial}{\partialy}(Ah\frac{\partialv}{\partialy})其中，h為水深，t為時間，u、v分別為x、y方向的流速分量，\zeta為水位，g為重力加速度，\rho為海水密度，\tau_{sx}、\tau_{sy}分別為海面風應力在x、y方向的分量，\tau_{bx}、\tau_{by}分別為海底摩擦應力在x、y方向的分量，Ah為水平渦動粘性系數。采用隱式交替方向技術對上述方程進行離散。將計算區(qū)域劃分為規(guī)則的矩形網格，在每個網格節(jié)點上對微分方程進行差分離散，將偏微分方程轉化為代數方程組。對各個微分項和重要的系數均采用中心差分格式，這種格式能夠有效防止離散過程中可能發(fā)生的質量、動量及能量失真，泰勒級數展開的截斷誤差可達到二至三階的精度。在處理動量方程中的對流項時，采用了具有二階精度的QUICK（QuadraticUpwindInterpolationforConvectiveKinematics）格式，以提高對流項計算的準確性。邊界條件的設置對于模型的準確性至關重要。在開邊界，采用潮汐調和常數法，根據收集到的伶仃洋海域多個驗潮站的潮汐數據，擬合出潮汐調和常數，將其作為開邊界的水位條件。在陸邊界，假設流速為零，即采用無滑動邊界條件。對于風應力的計算，根據收集的氣象數據，采用拖曳力系數法，通過風速數據計算海面風應力。海底摩擦應力則采用曼寧公式進行計算，曼寧系數根據伶仃洋海底的底質情況進行取值。初始條件采用“熱啟動”方式，利用已獲得的比較合理的模擬區(qū)域水動力狀況作為初始值，其優(yōu)點是能夠使得后續(xù)計算比較快地達到穩(wěn)定，提高計算效率。通過多次模擬試驗，對初始條件進行優(yōu)化，確保模型在初始時刻能夠準確反映伶仃洋的水動力狀態(tài)。4.2.2基于“油粒子”理論的溢油模塊開發(fā)基于“油粒子”理論開發(fā)溢油模塊，將溢油視為由大量離散的油粒子組成，通過追蹤每個油粒子的運動軌跡來模擬溢油的擴散過程。在該模塊中，每個油粒子都具有質量、位置、速度等屬性。油粒子的運動方程為：\frac{d\vec{x}}{dt}=\vec{u}(\vec{x},t)+\vec{v}_w(\vec{x},t)+\vec{v}_s(\vec{x},t)其中，\vec{x}是油粒子的位置向量，t是時間，\vec{u}(\vec{x},t)是海流速度向量，通過潮流模型計算得到；\vec{v}_w(\vec{x},t)是風引起的漂移速度向量，根據經驗公式計算，一般取風速的2%-4%作為風漂移速度；\vec{v}_s(\vec{x},t)是隨機擴散速度向量，用于模擬油粒子的隨機擴散運動，采用布朗運動理論來描述。在模擬過程中，考慮了溢油的蒸發(fā)、乳化等物理化學過程對油粒子屬性的影響。對于蒸發(fā)過程，采用逸度模型來計算油粒子中不同組分的蒸發(fā)速率，根據油粒子的初始組成和環(huán)境條件，計算每個時間步長內油粒子因蒸發(fā)而減少的質量。對于乳化過程，通過判斷油粒子所處的海況條件，當海況滿足一定的波浪條件時，油粒子與海水混合形成乳化液，根據乳化動力學模型，計算乳化后油粒子的含水率和粘度變化。為了提高計算效率，對油粒子的數量進行了優(yōu)化。通過敏感性試驗，確定了合適的油粒子數量，使得在保證模擬精度的前提下，盡可能減少計算量。采用了并行計算技術，將油粒子的追蹤計算分配到多個計算核心上進行，大大縮短了模擬時間。4.2.3模型耦合與驗證將基于有限差分法的潮流模型和基于“油粒子”理論的溢油模塊進行耦合，實現了對伶仃洋海域溢油過程的完整模擬。在耦合過程中，潮流模型為溢油模塊提供海流速度數據，溢油模塊則根據海流速度和其他因素計算油粒子的運動軌跡。為了驗證模型的準確性，利用伶仃洋歷史溢油事故的實測數據進行對比分析。選擇了1998年“建設51”號與“津油6”號油輪相撞事故和2000年“德航298”油輪事故等典型案例。將模型模擬得到的溢油擴散范圍、漂移路徑等結果與實際觀測數據進行對比。通過對比發(fā)現，模型能夠較好地模擬溢油的擴散趨勢和漂移路徑，但在一些細節(jié)上仍存在一定的誤差。在溢油擴散初期，模型模擬的油膜面積略小于實際觀測值，這可能是由于模型中對溢油擴展初期的一些物理過程考慮不夠完善。在溢油漂移過程中，模型模擬的漂移速度與實際情況存在一定偏差，這可能與潮流模型中對海流的模擬精度以及溢油模塊中對風漂移速度的計算有關。針對這些誤差，對模型進行了進一步的優(yōu)化和改進。在潮流模型中，增加了對海底地形細節(jié)的考慮，提高了海流模擬的精度。在溢油模塊中，對風漂移速度的計算進行了修正，考慮了風速的變化以及風對油膜的作用機制。通過多次優(yōu)化和驗證，模型的模擬精度得到了顯著提高，能夠較為準確地模擬伶仃洋海域的溢油過程，為溢油事故的應急決策提供可靠的依據。五、伶仃洋溢油模擬結果與分析5.1不同情景下的溢油模擬5.1.1假設溢油情景設定為全面深入研究伶仃洋海域溢油的擴散規(guī)律及其影響，本研究精心設定了多種具有代表性的溢油情景，涵蓋了溢油位置、時間、規(guī)模以及油品類型等多個關鍵因素的變化組合。在溢油位置方面，選取了伶仃洋內幾個具有重要航運意義和生態(tài)敏感性的區(qū)域。一是伶仃航道中部，作為伶仃洋最為繁忙的深水航道之一，大型油輪頻繁穿梭，一旦發(fā)生溢油事故，將對過往船舶航行安全以及周邊廣闊海域生態(tài)環(huán)境構成嚴重威脅。二是內伶仃島附近海域，該區(qū)域不僅擁有豐富的海洋生物資源，是眾多珍稀物種的棲息地，而且其獨特的地形地貌使得水流復雜多變，溢油在此處的擴散路徑和影響范圍難以預測。三是深圳港西部港區(qū)附近，作為重要的油品裝卸和轉運樞紐，港區(qū)內船舶作業(yè)頻繁，且周邊沿海地區(qū)經濟活動密集，溢油事故可能引發(fā)連鎖反應，對漁業(yè)、旅游業(yè)等多個行業(yè)造成巨大沖擊。溢油時間的選擇充分考慮了伶仃洋的潮汐和氣象特點。設定在大潮漲潮初期溢油，此時海流速度較大，且流向灣頂方向，溢油可能會隨著強勁的海流快速向內陸擴散，影響范圍迅速擴大。選擇在夏季臺風季節(jié)溢油，臺風帶來的狂風巨浪不僅會加速溢油的擴散速度，還可能使油膜破碎成小油滴，增加溢油的乳化程度，進一步加劇溢油對海洋環(huán)境的污染。在冬季盛行西北風時溢油，溢油的漂移方向將受到西北風的主導，可能會向珠江口東岸的深圳、香港等地區(qū)漂移，對這些地區(qū)的沿海生態(tài)環(huán)境和經濟活動產生影響。針對溢油規(guī)模，分別設置了小型溢油（50噸）、中型溢油（500噸）和大型溢油（5000噸）三種情景。小型溢油雖然溢油量相對較少，但在特定的海洋環(huán)境條件下，仍可能對局部海域生態(tài)環(huán)境造成不可忽視的破壞。中型溢油的規(guī)模適中，可能會對一定范圍內的漁業(yè)資源和海洋生態(tài)系統(tǒng)產生明顯影響，導致漁業(yè)產量下降，海洋生物多樣性減少。大型溢油則是極具災難性的，大量的油品泄漏入海，將在短時間內覆蓋大面積海域，對整個伶仃洋的生態(tài)平衡造成毀滅性打擊，嚴重威脅到中華白海豚等珍稀物種的生存。油品類型方面，選擇了輕質原油和重質燃料油進行模擬。輕質原油具有揮發(fā)性強、粘度低的特點，溢油后容易迅速擴散和蒸發(fā)，在短時間內可能會對大氣環(huán)境造成污染，同時其對海洋生物的急性毒性較強。重質燃料油則粘度高、揮發(fā)性低，容易在海面形成厚厚的油膜，長時間覆蓋在海面上，阻礙海水與大氣之間的氣體交換，影響海洋生物的呼吸和光合作用，對海洋生態(tài)環(huán)境的污染持續(xù)時間長，治理難度大。5.1.2模擬結果展示溢油漂移軌跡：通過數值模型模擬，清晰呈現出不同情景下溢油的漂移軌跡。在伶仃航道中部大潮漲潮初期發(fā)生500噸輕質原油溢油時，溢油首先會隨著漲潮流快速向灣頂方向漂移，在海流和風力的共同作用下，漂移軌跡呈現出彎曲的形態(tài)。隨著時間的推移，部分溢油會逐漸擴散到航道兩側的淺灘區(qū)域，由于淺灘水流速度較慢，溢油容易在此處聚集。而在夏季臺風季節(jié)，內伶仃島附近海域發(fā)生5000噸重質燃料油溢油時，溢油在臺風帶來的狂風巨浪作用下，漂移軌跡變得極為復雜，不僅會快速向周圍海域擴散，還可能會被風浪推向內伶仃島岸邊，對島上的生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞。油膜面積變化：模擬結果顯示，不同情景下油膜面積的變化趨勢差異顯著。小型溢油（50噸）時，油膜面積在初始階段迅速擴大，隨后由于蒸發(fā)、擴散等作用，擴大速度逐漸減緩。在最初的12小時內，油膜面積可能從初始的幾平方公里迅速擴大到20-30平方公里左右，之后隨著時間的推移，每天的擴大面積逐漸減少，到第5天時，油膜面積可能穩(wěn)定在50-60平方公里左右。中型溢油（500噸）時，油膜面積的增長速度更快，在溢油后的24小時內，可能會擴大到100-150平方公里，隨著時間的延長，油膜面積繼續(xù)擴大，但增長速度逐漸放緩，到第7天時，油膜面積可能達到300-400平方公里。大型溢油（5000噸）的油膜面積增長最為迅速，在溢油后的數小時內，油膜面積就可能超過100平方公里，1-2天內就可能擴大到500-800平方公里，對大片海域造成嚴重污染。油膜厚度變化：油膜厚度的變化也與溢油情景密切相關。輕質原油由于揮發(fā)性強，在溢油初期，油膜厚度相對較薄，但隨著蒸發(fā)作用的進行，油膜厚度會逐漸減小。在溢油后的1-2天內，油膜厚度可能從初始的幾毫米迅速減小到1-2毫米左右。重質燃料油粘度高，不易擴散和蒸發(fā)，油膜厚度在較長時間內保持相對穩(wěn)定。在大型重質燃料油溢油情景下，油膜厚度可能在數天內保持在5-10毫米左右，長時間覆蓋在海面上，對海洋生態(tài)環(huán)境造成持續(xù)的壓力。在靠近岸邊或淺灘區(qū)域，由于水流速度減緩，油膜可能會逐漸聚集，導致油膜厚度增加。在淺灘區(qū)域，油膜厚度可能會增加到10-20毫米，進一步加劇對該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞。5.2影響溢油擴散的因素分析5.2.1氣象因素的影響氣象因素在伶仃洋溢油擴散過程中扮演著極為關鍵的角色，其中風與降水的作用尤為顯著。風作為影響溢油擴散的主要氣象因素，不僅決定著溢油的漂移方向，還對其擴散速度有著重要影響。在伶仃洋，風速和風向的變化較為頻繁，這使得溢油的擴散情況變得復雜多樣。當風速較大時，風對油膜產生的切應力增大，會加快溢油在海面上的擴散速度，使油膜面積迅速擴大。在夏季，伶仃洋常受強東南風影響，風速可達10-15米/秒，在這種強風作用下，溢油的擴散速度可比無風時增加數倍，油膜可能在短時間內擴散到數十平方公里的海域。風向則直接決定了溢油的漂移方向，若風向持續(xù)穩(wěn)定，溢油會沿著風向漂移，對下風方向的海域造成污染。在冬季，當西北風盛行時，溢油可能會向珠江口東岸的深圳、香港等地區(qū)漂移，威脅這些地區(qū)的沿海生態(tài)環(huán)境和經濟活動。風還會影響溢油的蒸發(fā)和乳化過程。較強的風能夠促進油膜表面的空氣流動，加快溢油中易揮發(fā)組分的蒸發(fā)速度，使油膜厚度減小。風引起的海浪作用也會加劇溢油與海水的混合，促進乳化過程，形成更穩(wěn)定的乳狀液。降水對溢油擴散也有一定的影響。降水可以通過多種方式改變溢油的行為。雨水的沖刷作用能夠稀釋溢油的濃度，使油膜變薄。在暴雨天氣下，大量的雨水會將海面上的溢油分散成更小的油滴，降低油膜的厚度和濃度，減輕溢油對局部海域的污染程度。降水會加速溢油的乳化過程。雨水與油膜混合，在海浪等動力作用下，更容易形成水包油型乳狀液，改變溢油的物理性質。這種乳化后的溢油粘度增加，流動性降低，擴散速度也會相應減慢。然而，降水也可能帶來負面影響。大量降水可能會將溢油攜帶到更遠的海域，擴大污染范圍。雨水可能會將陸地上的污染物沖入海洋，與溢油相互作用，進一步加劇海洋污染。5.2.2海洋動力因素的影響潮汐和海流是伶仃洋海洋動力環(huán)境的重要組成部分，它們對溢油的漂移和擴散起著主導作用。伶仃洋的潮汐屬于不正規(guī)半日潮，一天內有兩次高潮和兩次低潮，潮差較大，平均潮差在2-3米左右。潮汐的周期性變化導致海流的流向和流速也呈現出周期性改變，這對溢油的擴散產生了復雜而顯著的影響。在漲潮過程中，海水從灣口向灣頂流動，溢油會隨著海流一同向灣頂方向漂移，可能會進入內河河口或靠近岸邊，對沿岸生態(tài)環(huán)境造成威脅。而在落潮時，海水從灣頂向灣口流動，溢油又會被帶回灣口，擴散到更廣闊的海域。這種周期性的漂移使得溢油在一定區(qū)域內反復擴散，增加了污染的持久性。在伶仃洋的一些狹窄水道，如虎門水道，漲潮和落潮時的流速差異較大，溢油在這些區(qū)域的漂移速度和方向也會發(fā)生明顯變化。在漲潮時，流速可能達到1-2米/秒，溢油會快速向內陸漂移；落潮時，流速可能稍緩，但也能使溢油迅速向灣口擴散。海流包括潮流和沿岸流，它們相互作用，形成了復雜的流場。潮流是由潮汐引起的周期性水流，其流速和流向與潮汐密切相關。沿岸流則是由于地形、風力等因素導致的沿岸邊流動的水流。這些海流對溢油的漂移和擴散起著決定性作用。溢油會隨著海流的方向移動，其擴散速度也與海流的流速相關。在海流較強的區(qū)域，如伶仃航道，海流流速可達1-1.5米/秒，溢油能夠快速擴散，在短時間內覆蓋較大的海域范圍。而在海流較弱或存在逆流的區(qū)域，如一些海灣內部或島嶼周圍，溢油則容易積聚。島嶼周圍的海流受到地形影響，會形成渦流和回流，溢油進入這些區(qū)域后，可能會在局部積聚，難以擴散出去，對該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境造成長期污染。5.2.3海底地形因素的影響伶仃洋復雜的海底地形對溢油擴散路徑和速度有著不可忽視的影響。伶仃洋的海底地形呈現出三灘兩槽的格局，即東灘、中灘、西灘和東槽、西槽。這些地形特征使得水流在不同區(qū)域的流態(tài)發(fā)生變化，進而影響溢油的擴散。在深槽區(qū)域，如東槽的礬石水道和西槽的伶仃航道，水深較大，水流較為集中，流速較快。溢油進入這些區(qū)域后，會隨著快速流動的水流迅速擴散，其擴散速度明顯快于其他區(qū)域。由于深槽的形狀和走向，溢油的擴散路徑也會受到限制，主要沿著深槽的方向漂移。在伶仃航道，溢油會隨著海流沿著航道軸線方向擴散，很難擴散到航道兩側的淺灘區(qū)域。而在灘地區(qū)域，水深較淺，水流相對分散，流速較慢。溢油在灘地區(qū)域的擴散速度較慢，容易在局部積聚。灘地的存在還會改變水流的方向，形成一些小型的渦流和回流。溢油進入這些渦流和回流區(qū)域后，會在其中循環(huán)運動，難以擴散出去，導致溢油在灘地區(qū)域長時間停留，對灘涂生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞。一些靠近岸邊的灘地是紅樹林的生長區(qū)域，溢油的積聚可能會導致紅樹林根系被油污覆蓋，影響紅樹林的生長和生態(tài)功能。伶仃洋內眾多島嶼的存在也顯著改變了溢油的擴散情況。島嶼會使水流發(fā)生繞流，在島嶼周圍形成復雜的流場。溢油在接近島嶼時，會受到繞流的影響，其擴散路徑會發(fā)生彎曲。在島嶼的迎風面，水流速度加快，溢油可能會快速通過；而在島嶼的背風面，會形成渦流和回流，溢油容易在此積聚。內伶仃島周圍的流場復雜，溢油在該區(qū)域的擴散路徑十分曲折，且容易在島嶼周圍的一些隱蔽海灣積聚，增加了溢油清理和治理的難度。5.3模擬結果的不確定性分析5.3.1數據不確定性數據是溢油數值模擬的基礎，其準確性和完整性直接影響模擬結果的可靠性。伶仃洋的海洋環(huán)境數據來源廣泛，包括氣象站、水文站、衛(wèi)星遙感等，這些數據在測量、傳輸和處理過程中都可能引入誤差。氣象數據中的風速、風向測量誤差會直接影響溢油漂移速度和方向的模擬。如果風速測量值比實際值偏大，那么在模擬中溢油的漂移速度就會被高估，導致模擬的溢油擴散范圍比實際情況更大。水文數據中的海流流速和流向誤差同樣會對模擬結果產生顯著影響。海流是溢油漂移的主要驅動力之一，海流數據的不準確會使溢油的漂移路徑模擬出現偏差，可能導致對受影響區(qū)域的誤判。地形數據的精度也至關重要，伶仃洋海底地形復雜，若地形數據存在誤差，會改變海流的流場分布，進而影響溢油的擴散路徑和速度。數據的時空分辨率不足也會帶來不確定性。在時間分辨率方面，一些氣象和水文數據的測量間隔較長，無法準確捕捉到短時間內的變化。潮汐和海流在短時間內可能會發(fā)生較大變化，如果數據的時間分辨率不夠，就無法精確模擬溢油在這些動態(tài)變化環(huán)境中的行為。在空間分辨率方面，對于伶仃洋這樣廣闊且地形復雜的海域，低分辨率的數據可能無法準確反映局部區(qū)域的詳細信息。在一些狹窄的海峽或島嶼附近，高分辨率的地形和水文數據對于準確模擬溢油擴散至關重要，若空間分辨率不足，可能會忽略這些區(qū)域的特殊流場特征，導致模擬結果與實際情況存在偏差。5.3.2模型不確定性模型是對現實世界的簡化和抽象，在構建伶仃洋溢油數值模型時，不可避免地會進行一些簡化假設，這些簡化可能會導致模型結果的不確定性。在潮流模型中，為了便于計算，通常會對一些復雜的物理過程進行簡化。對海底摩擦的處理，一般采用經驗公式來計算海底摩擦系數，但這些公式可能無法完全準確地反映伶仃洋海底的實際摩擦情況。海底的底質類型多樣，不同的底質對海流的摩擦作用不同，而經驗公式可能無法精確考慮這些差異，從而影響海流模擬的準確性，進而影響溢油模擬結果。模型參數的選擇也存在不確定性。在溢油模塊中，蒸發(fā)速率、擴散系數等參數的取值對模擬結果有重要影響。這些參數往往是通過經驗公式或實驗數據確定的，但由于伶仃洋的特殊環(huán)境條件，這些參數可能并不完全適用。蒸發(fā)速率受到油的種類、溫度、風速等多種因素的影響，不同的油品在伶仃洋的復雜氣象條件下蒸發(fā)速率差異較大，而模型中采用的通用經驗公式可能無法準確描述這種差異，導致蒸發(fā)過程模擬不準確，影響溢油的質量和擴散范圍的模擬。5.3.3不確定性的量化與評估為了更準確地評估模擬結果的可靠性，采用了多種統(tǒng)計方法對不確定性進行量化和評估。敏感性分析是一種常用的方法，通過改變模型中的輸入參數，觀察模擬結果的變化情況，來確定哪些參數對結果的影響最為顯著。在伶仃洋溢油模擬中，對風速、海流流速、擴散系數等參數進行敏感性分析。當風速增加10%時，觀察溢油擴散范圍的變化，通過多次模擬和數據分析，確定風速對溢油擴散范圍的影響程度。如果風速變化導致溢油擴散范圍變化較大，說明模擬結果對風速參數較為敏感，該參數的不確定性對模擬結果影響較大。蒙特卡洛模擬也是一種有效的方法，它通過隨機生成大量的輸入參數組合，進行多次模擬，然后對模擬結果進行統(tǒng)計分析。在伶仃洋溢油模擬中，考慮氣象數據、水文數據和模型參數的不確定性，隨機生成風速、海流流速、蒸發(fā)速率等參數的取值。進行1000次模擬，得到1000組溢油擴散范圍和漂移路徑的結果。通過對這些結果的統(tǒng)計分析，計算出溢油擴散范圍的平均值、標準差等統(tǒng)計量，從而評估模擬結果的不確定性。如果標準差較大，說明模擬結果的離散程度較大，不確定性較高。通過量化和評估不確定性，可以為溢油應急決策提供更科學的依據。在制定應急策略時，考慮模擬結果的不確定性，合理安排應急資源，提高應急響應的有效性。如果模擬結果顯示溢油擴散范圍存在較大的不確定性，那么在應急處置時，就需要適當擴大應急響應的范圍，增加圍油欄、吸油材料等應急物資的儲備，以應對可能出現的更廣泛的溢油污染。六、伶仃洋溢油事故應對策略6.1應急響應預案制定6.1.1應急響應流程設計伶仃洋溢油事故應急響應流程需具備科學性、高效性和全面性，以確保在事故發(fā)生時能夠迅速、有序地采取應對措施，最大限度減少溢油造成的損失。當溢油事故發(fā)生后，首先由海事部門、海洋監(jiān)測機構或相關船舶通過多種監(jiān)測手段，如衛(wèi)星遙感、航空監(jiān)測、船舶巡航監(jiān)測以及海上固定監(jiān)測站等，及時發(fā)現溢油情況。一旦發(fā)現溢油，發(fā)現者應立即向伶仃洋溢油應急指揮中心報告，報告內容包括溢油事故發(fā)生的時間、地點、溢油量、油品類型、可能的原因以及當前的天氣和海況等詳細信息。應急指揮中心在接到報告后，迅速核實信息的準確性和完整性。啟動應急響應程序，根據溢油事故的規(guī)模和危害程度，確定應急響應級別，分為一般、較大、重大和特別重大四個級別。不同級別對應不同的響應措施和資源調配方案。一般溢油事故由當地海事部門和相關環(huán)保部門負責組織應急處置工作；較大溢油事故則需要調動市級層面的應急資源，由市政府相關部門牽頭協調；重大和特別重大溢油事故需啟動省級甚至國家級應急響應，由省級或國家相關部門統(tǒng)一指揮，調動各方力量進行應急處置。在確定應急響應級別后，應急指揮中心迅速組織專家對溢油事故進行評估。利用溢油數值模型，結合實時的氣象、水文和地形數據，預測溢油的擴散方向、范圍和速度，評估溢油可能對周邊生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)資源、港口設施以及沿海居民生活等造成的影響。根據評估結果，制定科學合理的應急處置方案，明確各部門的職責和任務分工。海事部門負責海上交通管制，疏散事故現場附近的船舶，確保救援工作的安全進行；環(huán)保部門負責監(jiān)測溢油對海洋環(huán)境的污染程度，制定污染治理方案；漁業(yè)部門負責評估溢油對漁業(yè)資源的影響，采取措施保護漁業(yè)資源；交通部門負責保障應急物資和人員的運輸通道暢通；公安部門負責維護事故現場及周邊地區(qū)的社會秩序等。應急處置工作結束后，進入后期處置階段。對溢油事故造成的損失進行評估，包括生態(tài)環(huán)境損害、漁業(yè)資源損失、經濟損失等。組織對事故原因進行調查，查明事故發(fā)生的直接原因和間接原因，總結經驗教訓，提出改進措施和建議，防止類似事故再次發(fā)生。對參與應急處置工作的單位和個人進行表彰和獎勵，對在事故中存在失職、瀆職行為的單位和個人進行問責。6.1.2應急資源調配方案為了確保在伶仃洋溢油事故發(fā)生時能夠迅速、有效地進行應對，制定科學合理的應急資源調配方案至關重要。應急物資儲備是應對溢油事故的基礎，應建立完善的應急物資儲備體系。在伶仃洋周邊地區(qū)設立多個應急物資儲備庫，儲備充足的圍油欄、吸油氈、收油機、溢油分散劑等溢油應急處理物資。圍油欄應根據不同的使用環(huán)境和溢油情況，配備多種類型，如普通圍油欄、防火圍油欄、吸油圍油欄等，以滿足不同場景的需求。吸油氈應選擇吸油能力強、吸油速度快的產品，并儲備足夠的數量。收油機應具備高效的收油能力，能夠適應不同厚度的油膜和復雜的海況。溢油分散劑應選擇環(huán)保型產品，且儲備量應根據歷史溢油事故的規(guī)模和頻率進行合理確定。還應儲備必要的防護用品和救援設備，如防護服、護目鏡、呼吸器、消防設備、照明設備等，以保障應急救援人員的安全。應急物資儲備庫應定期進行檢查和維護，確保物資的質量和性能良好，隨時能夠投入使用。建立應急物資管理信息系統(tǒng)，實時掌握物資的庫存數量、存放位置、有效期等信息，便于快速調配。除了應急物資，專業(yè)應急隊伍的建設和調配也至關重要。組建由海事、環(huán)保、漁業(yè)等部門專業(yè)人員組成的溢油應急處置隊伍，定期進行培訓和演練，提高其應急處置能力和協同作戰(zhàn)能力。應急處置隊伍應具備豐富的溢油處理經驗，熟悉各種應急設備的操作和使用，能夠在事故發(fā)生后迅速到達現場，開展應急處置工作。根據溢油事故的規(guī)模和危害程度，合理調配應急隊伍的力量。一般溢油事故可由當地的應急處置隊伍負責處理；較大溢油事故需調動周邊地區(qū)的應急隊伍進行支援；重大和特別重大溢油事故則需要調集全省甚至全國的