[发明专利]一种海洋溢油沉潜量估算方法

说明书

本发明涉及海洋溢油评估领域，具体涉及一种海洋溢油沉潜量估算方法，包括以下步骤：获取溢油海域溢油后的波浪场和风场数据；建立油滴入水模型；建立油滴上浮模型；建立溢油蒸发模型；建立海面残油量变化模型，对海面残油量进行动态运算，进而对沉潜量进行动态运算。本发明方法巧妙，通过获取波浪场和风场的波浪波长、有效波高、距海面一定高处风速数据，采用模型组合就能动态评估海面以下石油类污染物的沉潜量情况，相比较简单的仅考虑海面残油量或者定性的经验估算方法，可以有效提高对海洋环境中残留石油类污染物总量的估算准确度。本发明具有良好的市场前景。

技术领域

本发明涉及海洋溢油评估领域，具体涉及一种海洋溢油沉潜量估算方法。

背景技术

世界石油分布和消费的不均衡性以及航运的相对廉价性，使得世界石油消费的60％是通过海上运输来完成的。海上溢油是造成海洋环境污染损害的主要因素之一。在各种海洋污染中，石油污染无论在发生频率、分布广度、还是在危害程度上均居首位。随着世界海洋运输业的发展和海上油田不断投入生产，溢油事故发生频率不断升高，给海洋安全及人民健康带来重大损害。

溢油事故发生后，对海洋环境中石油类污染物存量的估计非常重要，后续的处理方案、生态损失评估等一系列工作均以此为基础。之前的对残油量的估算，主要考虑海面存油量。即通过卫星遥感、飞机观察等手段获得海面油膜的面积，结合不同情境下油膜的厚度，从而估算海面残油体积。这种方法在平静海面的情况下，即大部分石油类污染物漂浮于海面之上时较为适用。而观测表明，高海况下被破碎波卷入水下的溢油量可以达到溢油总量的50％以上。这时仅考虑海面残油量是远远不够的，现有技术可能极大的低估石油类污染物在海洋环境中的残存总量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术存在的不足，提供一种简单的海洋溢油沉潜量估算方法。

本发明的技术解决方案是：一种海洋溢油沉潜量估算方法，包括以下步骤：(1)获取溢油海域溢油后的波浪场和风场数据；(2)建立油滴入水模型；(3)建立油滴上浮模型；(4)建立溢油蒸发模型；(5)建立海面残油量变化模型，将步骤(2)、(3)、(4)模型中的参数带入；(6)利用步骤(5)中的海面残油量变化模型建立溢油海域海面残油量随时间变化的动态关系；(7)将步骤(1)中的数据带入步骤(6)的动态关系中对海面残油量进行运算；(8)通过动态的海面残油量运算动态的溢油沉潜量。

步骤(2)油滴入水模型为

M′_s是仅考虑入水过程时海面浮油的质量，M′_e是仅考虑入水过程时海面以下残油的质量。Q_o为卷入率。

k_b＝0.5，g＝9.8m/s²，ρ_w＝1025kg/m³，L_ow＝1m，Z和E分别为与波浪破碎过程有关的卷入深度和破碎能量损耗率。

步骤(3)油滴上浮模型为