海上溢油预测与应急决策支持系统.

3、系统功能完善：根据实际需求，完善系统功能，包括实时监测、预警预 测、应急处置、评估反馈等，提高系统的实用性和可操作性。
四、应用前景
随着技术的不断进步和海洋经济的持续发展，海上溢油应急决策支持系统的 应用前景十分广阔。该系统将在以下几个方面发挥重要作用：
1、提升应急响应能力：通过提供及时、准确和全面的决策依据，帮助应急 响应人员快速制定有效的应急措施，提高应急响应效率。
四、系统未来研究方向
1、数据精度提升：随着技术的不断发展，提高溢油事故数据的精度将成为 未来研究的重要方向。这将有助于更加准确地进行溢油预测和处置方案模拟，提 高决策的科学性和有效性。
2、智能化决策支持：未来研究可以进一步探索智能化决策支持技术，例如 利用人工智能、机器学习等技术对溢油事故进行分析和预测，为决策者提供更加 精准、智能的辅助支持。
三、系统研究现状
目前，基于WebGIS的海上溢油应急信息系统已经得到了广泛应用。国内外多 个研究机构和企业在该领域进行了深入研究，并取得了一系列重要成果。例如， 挪威国家石油公司开发了基于WebGIS的“海上溢油应急信息系统”，该系统能够 为应急处置人员提供实时的溢油事故信息和决策支持。此外，中国海洋石油总公 司也开发了类似的系统，为我国海上溢油应急处置提供了有力支持。
5、强化应急响应能力：针对不同海域、不同类型溢油事故的处置特点，研 究更加高效、环保的应急处置技术和装备，并加强与相关部门的协作与联动，提 升整体应急响应能力。
参考内容
随着全球海洋经济的快速发展，海上溢油事故的风险也随之增加。为了应对 这一挑战，海上溢油应急决策支持系统的研究与开发显得尤为重要。本次演示将 介绍海上溢油应急决策支持系统的基本概念、研究现状、开发方法和应用前景。

ｅ ｅ ｅｃ ｓｏｓ ｍ ｌｉ ａ ｉ ｓ ｍ ｎ ｉｐｌｍ ｒ ｎｙｅｐｎｅ ｅｉ ｎ ｕｐｒｓｓ ｍｉｖｒｎｃｓａｙＩｔｓ ａｅ Ｆｊｎ ｅ ｍ ｒ ｎｙｅｐｎｅ ｉｕ ｔｎｒｎ ｇ ｙｔ ｓ ｄ ｌ ｉｅ ｅ ｅｃ ｓｏｓ ｃ ｉ ｐｏ ｔ ｙ ｅｅｓｒ ｎｈ ｐｒ ｕａ ａ ｇ ｒ ｓ ａｏ ｔｉｎ ｓ ｅ ａ ｏ ｌ ｓ ｇ ｒ ｄ ｓ ｓ ｔ ｙｅ ｓｅ ｏ ． ｉｐ ， ｉ Ｓ
研 究 海 上溢 油 漂移 的 数值 预报 机 理 ． 开发 海 上溢 油应 急 处 置模 拟 训练 系统 和 海上 溢油 应 急处 置 决策 支持 系 统是 十分 必 要的 。本
文提 出 了福 建海域 溢 油应 急处 置辅 助 决策 系统 设计 思路 和 实现 技术 路线 。 【 关键 词ｌ溢 油 ； 急 处置 ； 助决 策 系统 应 辅
目前 ， 国际 上 对 海 上 溢 油过 程 已有 了较 为 准 确 的 数 学描 述 ， 在 实 际 中 进行 了应 用 。 国 内 外基 于 溢 油 模 型 已成 功 开 并
积海域严重缺氧 ， 造成 局 部 “ 洋 沙漠 ”化 ， 使 大量 鱼 虾 、 海 致 海 鸟 死亡 ， 油被 海浪 冲 到海岸 ， 污海 滩 ， 成海 滩荒 芜 ， 浮 粘 造 破 坏 海产 养殖 和 盐 田生产 ， 污染 、 毁坏 滨 海旅 游 区 ， 清 理不 若 及时 ， 还易 发 生 爆 炸和 火 灾 ， 成 更严 重 的ｅ ｃ ｓ ｏ ｓ；ｅｉｉ ｕ ｐ ｒｓｓｅ Ｋ ｙ ｒｓ ｉ ｉ ｍｅｇ ｎ ｙｅ ｐ ｎｅｄ ｃ ｏ ｓｐ ｏ ｔｍ ｌ ｓ ； ｒ ｓｎ ｔｙ
１ 引 言 ．
随着 我 国经 济 的持续 快速 发展 ， 上 交通 、 水 石油 勘探 开 发 、
０ｌ ｐｌ ｍｅｇ ｎ ｙ ｒｓ ｏ ｓ ｅ ｉ ｏ ｕ ｐ ｒ ｓ ｓｅ ｔｄ ｅ ｎ ｍ ｒ ａ ｒｄ ｔ ｎｏ ｉ ｐ ｌ ｒ ｃ ａ ｉ ｆ ｅ ｅ ｐ ｎ ｆ ｆ ｈ ｒ ｏｌ ｐ ｌ Ｉｓ ｉ ｅ ｒｅ ｃ ｐ ｎ ｅｄ ｃ ｉｎｓ ｐ ｏｔ ｙ ｔｍ ｔ ｓｕ ｙｔ ｕ ｅ ｉ ｌ ｅ ｉ ｉ ｆ ｌ ｉ ｄｉ ｍｅ ｈ ｎ ｍ ｏ ｖ ｌ ｍｅ ｔ ｆ ｏ ｅ ｉｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｏ ｈ ｃ ｐ ｃｏ ｏ ｌ ｆ ｓ ｔ ｓ ｄ ｏ ｏｏｓ ｌ

的快 速 发 展 ，海 上 船 舶 和 油气 田事 故 溢 油 等海 洋
污染事 件 已成为 影 响我 国海 洋环境 的重要 因素 。 据 有 关 统 计 资 料 显 示 ， 我 国 沿 海 地 区 仅 １ ７ ～ １９ 年 的 ２ ９６ ９ ９ ４年 中 ，共 发 生 了船舶 溢 油事 故 ２ ５ 起 ，按 照 国际海 事 组织 （ＭＯ） Ｒ ｏＬ７ ／８ ２７ Ｉ ＭＡ Ｐ ３７ 附则 Ｉ １９ 年 修 订案 规 定 的标 准 ：“ 油量 ５ 吨 的 ９１ 溢 ０ 及 其 以上 为重 大 污 染事 故 ” ，其 中发生 重 大 溢油 事
济 损 失 ，保 护海 上 环 境 ，从 “ 一 五 ” 始 ，研 制 十 开
和开 发 用 于 中 国海 域 海 上 应 急需 求 的 海 上溢 油 应
急 预报 业务 系统 。
２ 系统结构和运行流程
系 统 分 为 ８ 部分 （ 图 １ 。 系统 控 制 中心 控 个 见 ）
场 、风 景 旅 游 区 、红 树 林 等环 境 资 源 遭 受 严 重 损
并 根 据 各 模 块 需 求 自动 获 取 和 发 送 数 据 及 控 制 指 令 。 预 处 理 模 块 向系 统 控 制 中心 提 交 系 统 各 模 块 启 动 时 间 、预 报 时 效 、预 报 范 围等 。溢 油 信 息模
油事 故 的频 繁 发 生 ，使 海 洋 环 境 严 重 污 染 ，造 成 海 洋 鱼 类 、鸟 类 、海 藻 和 海 洋 哺 乳 动 物 的大 量 死
块 提供 给 系 统 控 制 中心 溢 油 源 的信 息 ，包 括 溢 油
收稿 日期 ：２ ０ — ｌ １ ０９ １一２ 基金项 目：国家科技支撑计划课题一海上 突发事故应 急预报技术（ ０ ６ ２ ０ＢＡｃ ３ ０ ） ０ Ｂ ４ 作者简介 ：李燕 （９ ６ ） １７ 一 ，女 ，副研究 员， 主要从事海上突发事故应急预报研究工作 。Ｅ ｍａｌｌ ＠ｎ ｆ． ｖ ｎ － ｉ ｉ ｍｅ ｇ ． ． ：ｙ ｅｏｅ

科 技 信息
珠 江 口 溢 油 预 测 预 警 与 决安 伟 赵 宇鹏 曲 良 刘 玉清 。 （． １中国海 洋大 学 ２中海石 油环 保服 务 （ 津 ） 限公 司） ． 天 有
［ 摘 要］ 为满足珠 江 口海域 溢油应 急反 应与快速 清污 处置的要 求， 我们重 点研究 了珠 江 口海域 三维水动 力模型 、 溢油漂移 扩散 模 型、 溢油风化模型 、 清污决策模型 以及 ＧＩ 、 Ｉ 集成等关键技术 ， ＳＡＳ 开发 出“ 珠江 口溢油预测预警与决 策支持 系统” 可通过 Ｉｔ ｔ ， ｎｅ 网络 ｍｅ 实现 溢油在三维空间的漂移扩散及性 质变化过程可视化动 态显示 ， 并可综合现场 溢油参数信 息提供 应急决 策辅助 支持 ， 对于提升珠 江 口海域 溢油应急快速反应能力和保障海洋经济可持续发展具有 十分 重要 的现 实和长远意义。 ［ 关键词 ］ 江 口 溢油 数值模拟 决策支持 ＧＰ 浮标 珠 Ｓ 近年 来 ， 随着 经济 的发展 ， 广东珠 江 口海域 的船舶 流量 日益增 大 ， 造成船舶 溢油和危险 品泄漏等 污染 事故风险增大 。船舶溢油 污染已经 成为珠 江 口海 域的主要污染源之一 ， 目前 ， 珠江 口海域油类运输 量每年 达 ５０ ０ ０多万 吨， 运输油 品船 舶每年 近 ３ 万艘次 ， Ｏ 船舶溢 油污染事故 不 根据数值 模型预测 溢油轨迹 及油膜特性 变化结 果 ， 综合 考虑环境 敏感 区 、 设备性能 参数 、 员素质等 因素 ， 人 由计算 机对各种溢 油处理技 术 的适用 性进行评价 ， 最终给 出较为科学 、 合理 、 用的一种 或多种溢 适 油清污方案供决策者选择 。 容小 觑 。 ２ 系 统 功 能 开 发 、 珠 江 口海域作为经济蓬勃 发展 的特区 ， 其经济地位相对 突出 ， 加之 （） １溢油预测预警 海洋 生态系统复杂 ， 生物 多样性 较高 ， 鸟类 、 鱼类资源 丰富 ， 具有独特 且 通过 溢油事故现 场信息 的输 入（ 包括 时间 、 点 、 地 溢油量 等 ）经 系 ， 可实现溢油漂移 扩散 实时动态跟踪显 示 ， 包括油 的海洋生 态系统 ， 如红 树林 ， 珊瑚 礁等 ， 以及 很多其 它珍贵的生 物种群 统后 台模 型快 速计算 ， 油膜 厚度 、 密度 粘度变化 、 漂移距离 、 扫海面积 、 敏感 区预 如巾华 白海豚 等… 。一 旦发 生溢油 事故 ， 严重 威胁该 区海 洋生态 环 膜残存 油量 、 将 境， 并可能 对环境 、 会和经济等 产生广泛 和长期的影 响 ， 社 因此加强 珠 警等信息 。 江 口海域海 上溢油污 染防治和溢 油应急体 系建设工作 ， 研究相应 的溢 （） ２ 溢油源 回推追溯 油应 急策 略和油污清 除技 术 ， 提升海上溢 油应急快速反 应能 力势在 必 根据现场 溢油点发现位置 ， 综合考虑风 浪流等环境参数信息 ， 可实 仃 鉴 于此 ， 我们开发了“ 珠江 口溢油预测预警与决策支持 系统 ” 。 现溢 油源 回推追 溯功能 ， 为作业者及 时封堵溢 油源或追 捕肇事船舶 提 １ 系统 模 型 开发 供理论参考 。 （ ） 星遥感 叠加解译 ３卫 溢油存海洋环境 中的行为和归宿是 一个非 常复杂 的过程 。它受到 浪 、 等动力 因素 、 流 非动力 环境 因素 以及油品物 化性质等 多种因素 可将 溢油 区域 遥感影像 数据叠加 到系统界 面 当中， 比分 析预测 对 的影响 ， 经过一 系列漂移 、 扩散 、 蒸发 、 溶解 、 乳化 、 光氧化和生物降解等 结果 ， 验证 系统模 型的准确度 ， 增加系统结果的可信度 。 过程Ｉ， 在具有运 动规律性 的同时也 包含着～定程度上的随机性 。 （ ） Ｉ 功能集成 ４ ＧＳ 系统集成 了ＧＩ地 图功能 ， 以显示敏感 区分 布 、 Ｓ 可 省市行政 区划分 （ ） 动 力模 型 １水 实现 Ｇ Ｓ Ｉ 数据漫游功能。 水动 力模 型是溢 油漂移运动的关键模 型， 上溢油的漂移 ， 海 主要取 布等 ， （ ） Ｉ 系 统 集 成 ５ＡＳ 决于海表 面风 场 、 流场以及波浪 和湍流 的综合 作用。具体地说 ， 是海 表 层的风海流 、 流 、 潮 潮致余流 、 波浪余流 、 度流以及随机 的湍流扩散决 密 添加 Ａ Ｓ 块接 口， ！模 可显 示珠 江 口海域 所有船 舶实 时动 态分布 信 定 了溢油 的水平运动 。波浪对溢油 的影 响主要 体现在水面 的搅 动和波 息 。 浪破 碎而 引起 的溢 油入水” ’ 系统选用 的是 Ｐ Ｍ模 型 ， 模型采 用 。本 Ｏ 该 （） ６ 决策支持功能 的水平 正交 曲线 坐标能够 实现重点研 究海 区的局部加密 ， 而保证 了 从 根据 溢油 现场 各种 参数 信息 ， 经决 策 支持模 型 汁算 ， 台Ａ Ｓ 结 Ｉ系 为决策者提供科学 合理的海上溢油事故处 理优 化方案及人员 、 备 设 模式模拟 的精 细度 ； 模式垂 向 １坐标 ， ３ ＂ 能够较好地适用于地形变 化复杂 统 ， 以节 约应 急响应 时间 ， 减少污染损害程度 的河 ｆ ＝ １区域 ． ．同时 ， 题组在底摩擦 、 向混 合 、 课 垂 开边界 设置等方 面对 的配备与调动方案 ， （） ７ 数据库支持 模式进行 了 一定 的改进 ， 得到了较好的模拟结果。 （ “ ２）油粒 子 ” 型 模 系统 的正常运 行离不开数据库 的支持 ， 主要包括 ： 珠江 口海域 水深 珠江 口海域溢油设备分 布数据库 、 溢油设备性能 参数及适 所谓“ 油粒 子” 型是将海上 溢油油膜离 散化为 大量 油粒子 ， 模 每个 岸线数据库 、 珠江 口海域敏感资 源分 布数据库 、 珠江 口海域 采油平 台分 油粒子代表一定的油量 。该 模型将整个溢油看成 大量 小体积油粒子 的 用性数 据库 、 不 溢油 集 合， 用质点 运动近 似水体 中油 的漂移扩散 过程， 离散 的路 径和质 布及常 用油品特性数据库 、 同条件下 溢油事故处置技术 数据 库 、 它们 量被跟踪和记 录为与参 照网格体系相关 的时间函数。该模型可 以更接 应急计 划及 法律法 规等相关数据库 。 ３ 海 上 应 用实 验 、 近真实地 重现整个 溢油漂移扩 散过程 ， 到 了国内外很 多学 者的认可 得 ２０ ０ ９年 ９ ９日一 ０ ９ ９月 １ 月 ２０ 年 ０日， 课题组 利膈 Ｇ Ｓ Ｐ 漂流 浮标在珠 和发展 ， 模型综合考虑 风 、 、 流 浪等相互作用 的影 响 ， 采用“ 粒子法” 模拟 溢油在海面 的漂移扩散行 为。假 定（ｎＹ） ｘ＇ 为粒子在第 ｎ 个时刻 的位置 ， 江 口内伶仃 岛南部及附近海域进行 了系统应用验证实验 。 那么经过 △ｔ 间隔后 的溢 油点位 置可表示为 ： （） １ 水文气象条件观测 海流数据获取 ｊ， ＋ｕ ｔ ，Ｋ． ｔ ’一 Ａ ＋ １ Ａ ６ 仪器 ： 安得拉 ＲＣ Ｍ９型海流计 ｙ 一 ＿ ａ ｛ ６ ＿ ｔ－ ＩＫＨ ｔ ｎ ｖ ４ 安装地点 ： 新航鹏 １ ， 点抛锚 （ １ 。９９Ｅ，２２ ．Ｎ） 号 定 １ ３４ ．’ ２ 。 ３ ２ 这 里 和 分别 为表层流速 在 ， ｒ和 ｙ方 向上的分量 ， 由水动力 模 计数频率 ： 月 ９日１ 时 ｏ 分至 １ ９ ７ ０ ０日１ 时 ０ 分 ， ８ ｏ 取样 间隔 １ 分 钟 Ｏ 型 汁箅得到 ； 为时问间隔 ； ， △ Ｋ 分别代 表［１１区域上 的均匀分布 一 ，］ 风场数据获取 随机数 和水平 方向上的湍流涡动粘性系数 。 仪器 ： 安得拉 ＡＷＳ ７ ０ ２ ０ 气象站 （ ） 油风 化 模 型 ３溢 安 装地点 ： 深圳 海事局 应急码 头楼 顶无 遮 掩处 ， 离实 验地 点 １ 距 ０ 溢 油风 化模型的发展应建立 在大量的基础理论研究 和实验研 究之 公 里 上 寻找溢油各风 化过程 的本质 特征和微观机 理， 并弄清各过程 相互影 计数频率 ： 月 ９日１ 时５ 分至 １ ９ ３ ５ ０日２ ５ 分 ， ０时 ５ 取样间隔 １ 分钟 Ｏ 响的 内在机 制， 使其更 真实而周 全地反映 实际情况， 高模型 的准确性 提 （ ） 上 实 验 过 程 ２海 和实用性 。本课 题研究将 基于 Ｍａｋｙ ｃ ａ 公式 ， 根据 中 国近海海洋 环境 ９ １ 早 晨 ６ ０ 坐新航鹏 ６ 月 ０日 ： 乘 ０ 号船在 新航鹏 １ 号船 下风 向抛撒 特征 和原油特性 ， 设计 实验室模 拟实验 ， 利用实验结果 ， 正模型参数 ， ＧＰ 漂 流浮标 ； 航鹏 ６ 修 Ｓ 新 号船 始终保持 距离浮标大 约 ｌｍ处跟踪 ， ｋ 实时 使 其结果更加合理可靠 。 接收 Ｇ Ｓ Ｐ 浮标 发射 的定位数 据 ；８ ０ １ ： 打捞 Ｇ Ｓ 流浮标 ， ０ Ｐ漂 保存数 据返 （ 决 策 支 持 模 型 ４） 航

ｆ ｒｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｏ ｈｐ ｏｌｓ ｉ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｄ ｃ ｓｏ ｙ ｔｍ ，ａ ｄ ｉ ｉ ａｇ ｏ ｅ ｅｅ ｃ ｒｏｈ ｒｉｔ ． ｏ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆｓ ｉ ｉ ｐｌ ｅ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉｉｎ ｓ ｓｅ ｌ ｎ ｔ ｓ ｏ ｄ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｔ ｅ ｎ ｅ ｏ
Ｅｘｅ ｄ ａｅ ｉ ｅ ｒ ｔｄ ｉｔ ｅ ｆ ｃ ｈｉ ｉ ｓ ｉｌｅ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉｉｎ ｓ ｓｅ ｉ ｃ ｕ ｎ ｃ ｉ ｅ ｔｆ ｒ ｃ ｔ ｔｎ ｒ ｎｔｇ ａｅ ｎ ｏ ａ ｐ ｒｅ ｔｓ ｐ ｏｌ ｐ ｌ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｄ ｃ ｓｏ ｙ ｔｍ ｎ ｌｄｉｇ ａ ｃｄ ｎ ｏ ｅ ａ ， ｓ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｌｚ ｈ ｐ ｏ ｌｓ ｉｌｅ ｒｅ ｃ ｅ ｉｉ ｎ ｓ ｓｅ ｗｉｈ ｃ ｍ ｐ ｅ ｕ ｃ ｉｎ ｕ ｈ ａ ｏ ｅ ａ ｔ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ａｉｅ ａ ｓ ｉ ｉ ｐ ｌ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｄ ｃ ｓｏ ｙ ｔ ｍ ｔ ｏ ｌｘ ｆ ｎ ｔ ｓｓ ｃ ｓｆ ｒ ｃ ｓ ， ｏ ｓｍｕａ ｉｎ，ｎ ｍｅ ｉ ａ ａｕ ｏ ｉ ｌｔ ｏ ｕ ｒｃ ｌｖ ｌ ｅ ｃ ｍｐｕａ ｉｎ，ａ ｏ ｔｎ ｌ ｈ ｓｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｌｔｏ ｍ ，ｔ ｒｆ ｓ ｉｎ ｔｔ ｏ ｄ ｐ ｉｇ Ｄｅｐ ｉ７ ａ ｈ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｐ ａｆ ｒ ｈｅ ｐ ｏｅ ｓｏ —
ｌ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｓ ｆｗａ ｅ ｕ ｈ ａ ｅ ｇ ａ ｈ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ ｓ ｓｅ ａ ｐ ｌｃ ｔｏ ｏｔ ｒ ｓｓ ｃ ｓｇ ｏ ｒ ｐ ｙ ｉｆ ｒ ｔｏ ｙ ｔｍ ，ｏｌｓ ｉ ｉ ｌｔ ｎ ｓ ｓｅ ，Ｓ Ｓ ｉ ｐ ｌ ｓｍｕａ ｉ ｙ ｔｍ ｌ ｏ Ｐ Ｓ，Ｍａｌｂ， ｔａ