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溢油数值模拟在渤海自然资源损害评估中的应用研究

溢油数值模拟在渤海自然资源损害评估中的应用研究

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作者：童砚滨天津大学

学位级别：硕士

海上溢油事故不仅会带来大规模的海水污染,还会对该海域的生态系统造成严重破坏,进而导致事发海域的经济与生态资源遭受损失。为此,采用有效的方法评估溢油事件的生态风险并计算事故所造成的自然资源损失,对事故的灾后响应与生态恢复工... 详细信息

海上溢油事故不仅会带来大规模的海水污染,还会对该海域的生态系统造成严重破坏,进而导致事发海域的经济与生态资源遭受损失。为此,采用有效的方法评估溢油事件的生态风险并计算事故所造成的自然资源损失,对事故的灾后响应与生态恢复工作都具有重要意义。本文以发生于2011年6月的渤海湾蓬莱19-3溢油事故为例,对该事故进行了生态风险评估与自然资源损害评估研究。首先,本文使用两种溢油模型(GNOME轨迹模型与ADIOS风化模型)分别模拟了事故初期油膜的运动轨迹与风化过程。结果表明,油膜以平均约500km/日的速率向西北海岸线方向扩散,油的密度、粘度、乳化含水率以及蒸发损失都随着时间有着不同程度的上升,油表面气相苯系物浓度达到了0.1ppm。随后基于模拟结果,以渤海海域主要优势物种作为实验对象,以24、48和96小时作为暴露时长,拟合生成了三组物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)曲线,对溢油事故进行了进一步的生态风险评估。经过亨利定律的计算,受污染海水中溢油的主要有毒物质(苯系物)浓度达到了1300μg/L,该浓度下苯系物对渤海物种的生态效应风险以1%/日的速率增加,并且在96小时暴露时长条件下这一浓度几乎达到了5%物种危害浓度值(Hazard Concentration 5%,HC5)。综合模拟实验中溢油的覆盖面积与生态效应的变化可以看出,事故对渤海海域的生态效应风险在短期内呈二次函数增长趋势。与此同时,我们将渤海的自然资源损害评估(NRDA)体系分为了物理影响评估和生态影响评估两部分,并分别用资源等效性分析法(Resource Equivalency Analysis,REA)和生境等值分析法(Habitat Equivalency Analysis,HEA)对其进行计算。结果显示,事故所造成的资源直接损失为4.1-6.8万元/日,灾后1-4日的生态资源损失分别为:60.4万元、338.3万元、978.8万元和2126.7万元。

关键词：渤海湾蓬莱19-3溢油事件溢油轨迹模型溢油风化模型物种敏感度分布曲线生态风险评估自然资源损害评估

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