定量化評估溢油污染對海洋生物資源的損害程度一直是國內(nèi)外溢油污染案件賠償過程中亟待解決的科學難題。本文在總結分析我國溢油污染生態(tài)損害索賠,海洋溢油生態(tài)損害評估技術和生物資源定量化評估方法的研究和應用現(xiàn)狀的基礎上,以建立溢油污染對海洋生物資源損害數(shù)值評估模式為主線,對其主要組成部分海上溢油行為歸宿模型、油污染海洋生物暴露影響模型、溢油污染生物資源損害評估系統(tǒng)開發(fā)與應用等內(nèi)容展開研究。主要研究內(nèi)容及成果概述如下: 1.通過模擬污染物的遷移轉(zhuǎn)化及其對暴露生物的損害過程,提出溢油污染生物資源損害的數(shù)值評估模式:在污染事故現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎上,首先通過潮流數(shù)值模型和溢油行為歸宿模型獲得海上溢油污染的時空分布,然后利用生物暴露模型和急性毒性模型模擬不同類型海洋生物的活動方式以及暴露于油污染時的急性毒性效應,最后得到溢油污染對海洋生物資源的損害評估結果。 2.應用“油粒子”理論建立三維溢油行為歸宿模型(OSTFM),用于模擬溢油在海洋環(huán)境中的時空動態(tài)分布:包括適用于近岸海區(qū)的三維潮流模型;能夠模擬固定點源瞬時泄露、固定點源連續(xù)泄露、移動點源連續(xù)泄露以及多個點源連續(xù)泄露等溢油泄露模式,以及模擬溢油的漂移、擴散、蒸發(fā)、乳化、溶解、分散、密度和粘度變化等運動和風化過程;采用可動態(tài)調(diào)整的計算網(wǎng)格和“粒子—濃度”轉(zhuǎn)換方法計算水中石油烴濃度場。 3.通過對油污染生物急性毒性試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計回歸,建立能夠反映溢油污染和海洋生物“時間—濃度—效應”相互關系的生物急性毒性模型(OSATM),可用于計算實際溢油事故污染對海洋生物的損害程度,并初步建立海洋生物毒理數(shù)據(jù)庫。應用拉格朗日原理建立溢油污染生物暴露模型(OSBEM):采用拉格朗日“生物粒子”來表示浮游生物、海洋魚類和底棲生物,通過追蹤每個“生物粒子”在油污染環(huán)境中的行動方式,并記錄其暴露時間和暴露濃度,結合生物急性毒性模型來推算其受損程度;根據(jù)海鳥、海洋哺乳動物等野生動物被一定厚度的油膜粘住后致死的概率,來估算其死亡損害程度。 4.提出應用COM組件技術開發(fā)溢油模型控件(OSMAC),實現(xiàn)海洋動力、溢油行為動態(tài)以及生物影響等數(shù)值模型的計算核心、數(shù)據(jù)管理及可視化功能的有機組成。通過基于組件的高效集成方案,綜合應用地理信息系統(tǒng)技術、組件開發(fā)技術以及數(shù)值模擬技術,在面向?qū)ο蠹砷_發(fā)平臺Visual C++支持下,設計和開發(fā)基于GIS的溢油污染生物資源損害評估軟件系統(tǒng)(OILASSESS),實現(xiàn)了GIS應用功能,以及海區(qū)潮流模擬、溢油行為動態(tài)模擬、溢油事故生物資源損害評估等專業(yè)應用功能。 5.應用本文提出的損害評估模式評估大連灣的“陽澄湖”輪和“阿提哥”輪兩起溢油事故對海洋生物資源的共同損害影響,以及評估大連灣的“千島油1”溢油事故對海洋生物資源的損害影響。兩個評估案例的溢油污染范圍模擬結果與實際調(diào)查、監(jiān)測結果吻合較好。通過與海洋漁業(yè)部門的“專家評估方法”估算結果的比較分析,表明本文數(shù)值評估模式得到的生物資源損害程度評估結果更為客觀合理。 由于我國目前仍缺乏能夠有效應用于溢油污染事故生態(tài)損害索賠的定量化評估技術,本文的研究可為完善和提高我國海洋溢油事故生態(tài)損害評估技術方法提供理論參考和實踐經(jīng)驗。
【學位單位】：大連海事大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：X55
【部分圖文】：

圖1.11900年以來我國石油進口量變化情況Fig.1.1ChangeSofoilnnPortofChinasince1990我國海上船舶交通繁忙。據(jù)統(tǒng)計，2006年航行于中國沿海水域的船舶已達

基于GIS的溢油污染對海洋生物資源損害評估研究溢油污染對海洋生物資源損害數(shù)值評估模式框架主要由參數(shù)輸入、模型計算和結果輸出這三部分組成，如圖1.2所示。rrrrrrr一—一一一一—一— ~~~~~海洋生 生………………靄面油膜，表層、、 、、、、、、 物資源 源事事故故故{檀戛鄉(xiāng){海底油濃度度 度度 GISSSSS損害程 程...掀 掀掀掀掀掀掀掀掀掀掀掀掀 掀掀 掀掀 度 度 (((((((((((((((((((((((浮游生 生物 物 物 物、 海海 .......洋魚 魚類 類 類 類、底 底 .......棲生資 資娜 娜 娜 娜搜失 失么 么 么 么 海海吧 吧 吧吧 ---產(chǎn) 產(chǎn) 產(chǎn) 產(chǎn)產(chǎn)一一酶畫圃囪圖 1.2溢油污染對海洋生物資源損害的數(shù)值評估模式框架 Fig.1.2Fn”newo次 ofmarine011sPillbiologlealresourcedamageassessmentmodel(l)參數(shù)輸入:主要輸入事故現(xiàn)場信息(如時間、位置、溢油量、油品類型等)和環(huán)境條件(風場、潮流場等)以及生物損害評估參數(shù)(如生物資源密度和毒性數(shù)據(jù)等)，其中部分數(shù)據(jù)來自溢油生物損害評估支持數(shù)據(jù)庫。溢油生物損害評估支持數(shù)據(jù)庫是評估模式的重要基礎。它包括油品物化性質(zhì)數(shù)據(jù)庫、海洋環(huán)境動力數(shù)據(jù)庫、海洋生物分布數(shù)據(jù)庫以及海洋生物毒理數(shù)據(jù)庫。(2)模型計算:以溢油遷移擴散模型輸出的海面油膜和水中油污染物的時空分布為輸入數(shù)據(jù)

1.4論文研究框架根據(jù)基于GIS的溢油污染對海洋生物資源損害評估的研究內(nèi)容，本論文各章節(jié)的相互邏輯關系如圖1.3所示。第 第l章緒論 論論入 入(((溢油污染對海洋生物資源損害數(shù)值評估模式 )))))理理論論論論論論論論論論論論論論論論論論論論論論論 論論基基基基基基 基 基基第第新豁黔黔 黔 礎礎 rrrrrrrrr‘‘‘‘‘‘ ‘‘ ‘技技技技技技技技技技技技技技技技技技技技技技技 技技……弊黝黔翼哪黔稀釋事 事事 術術方 方方 方方法 法法 法法 rrrrrrrrr‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘ ‘‘ ‘‘‘一產(chǎn) 產(chǎn) 產(chǎn) 實實第 第5章應用案例研究 _____證證與與與與與與與與與與與與與 與 與與總總總總總總總總總總總總總總總總總總總總總總總 總總 ___一娜章總姑膽 -----結結 rrrrrrrrr圖1.3論文主要研究內(nèi)容及其相互邏輯關系 Fig.1.3T七 emain似e田弋 hcontentanditsfoglcairelationsh幣。 fthethesis
【參考文獻】

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本文編號：2868098