海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)框架的研究

1、第 22卷 第 2期 海 洋 環(huán) 境 科 學(xué) Vol . 22, No . 2 2003年 5月 MARIN E ENV IRONM EN TAL SCIENCE May . 2003海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)框架的研究施益強(qiáng) 1, 陳 玲 2(1. 福州大學(xué) 空間信息工程研究中心 , 福建 福州 350002; 2. 福州大學(xué) 環(huán)境與資源工程系 , 福建 福州 350002摘 要 :本文初步給出了海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)的總體框架 ,組成部分及各組成部分的主要功能 :溢油信息收集子系統(tǒng)、 溢油應(yīng)急 指揮中心、 溢油應(yīng)急處理子系統(tǒng)。 結(jié)合 , 可 為建立海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)提供參考。關(guān)鍵詞

2、:溢油 ; 應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng) ; 框架中圖分類號(hào) :X55;X507 :A :6336(2003 0220040204R esearch oil spill emergency response system at sea SHI Y i 2qiang 1,CHEN Ling 2(1. Spatial Information Research Center of Fuzhou University , Fuzhou 350002, China ; 2. Department of Environmental and Resources Engineering , Fuzhou University

3、 , Fuzhou 350002, China Abstract :A frame of oil spill emergency response system at sea was setup , and the compostion of the system and its main function were given , which includes the subsystems of oil spill information collection , environment and resources information database , com 2 mand cent

4、er of oil spill emergency , and oil spill emergency disposal. The oil spill emergency response system has the characteristics of function integration , combination of GIS and RS , and decision support , and can supply references to set up oil spill emergency re 2 sponse system at sea.K ey w ords :oi

5、l spill ; emergency response system ; frame 海上溢油事故是一種嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)害 , 多 數(shù)是突發(fā)性事件 。 一旦溢油事故發(fā)生 , 將對(duì)海 洋生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生重大的長(zhǎng)期 的影響 。 溢油事故發(fā)生后能否迅速而有效的 作出溢油事故應(yīng)急反應(yīng)并采取應(yīng)急措施 , 對(duì)控 制污染 、 減少污染損失以及清除污染等都起著 關(guān)鍵性的作用 。 對(duì)于溢油事故多發(fā)海域 (特別 是港口 , 必須建立溢油應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng) , 以確保 海洋生態(tài)系統(tǒng)的安全 , 減少溢油事故所造成的 經(jīng)濟(jì)損失 。 本文初步給出了一個(gè)海上溢油事 故應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)的框架 。該框架可為我國(guó)沿 海港口地區(qū)建立

6、海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng) 提供參考 。1 海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)框架近年來國(guó)外對(duì)于海上溢油事故的預(yù)測(cè)系 統(tǒng)和 應(yīng) 急 反 應(yīng) 系 統(tǒng) (計(jì) 劃 進(jìn) 行 了 不 少 研 究 16。 國(guó)內(nèi)也在這些方面作了一些嘗試 , 特別是青島海洋大學(xué) 、 大連海事大學(xué)以及國(guó)家 海洋局海洋研究所等與不同石油公司進(jìn)行的 合作研究 710。在此基礎(chǔ)上 , 本文初步給出 了海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)的整體框架 。該系 統(tǒng)由 5大部分組成 , 即 :溢油信息收集子系統(tǒng) 、 溢油模擬子系統(tǒng) 、 環(huán)境與資源信息數(shù)據(jù)庫(kù) 、 溢收稿日期 :2002206217, 修改稿收到日期 :2002208219基金項(xiàng)目 :福建省海岸帶環(huán)境調(diào)控

7、及其決策支持系統(tǒng)資助 (2000H003作者簡(jiǎn)介 :施益強(qiáng) (19772 , 男 , 福建漳州龍海市人 , 碩士研究生。 主要研究環(huán)境建模、 GIS 和 RS 應(yīng)用。油應(yīng)急指揮中心 、 溢油應(yīng)急處理子系統(tǒng) 。 其總 體框架如圖 1所示 。 圖 1 Fig. 1 Frame of oil 1. 1 一旦發(fā)生溢油事故 , 該系統(tǒng)應(yīng)快速收集海 上溢油的有關(guān)信息 (事故發(fā)生時(shí)間 、 地點(diǎn) 、 油 種 、 溢油速率 、 溢油量 、 油膜位置 、 油膜面積 、 油 膜漂移方向和速度等 , 并向溢油應(yīng)急指揮中 心和溢油模擬預(yù)測(cè)部門報(bào)告 。溢油信息可以 通過多種手段進(jìn)行收集 , 如通過實(shí)時(shí)衛(wèi)星遙感 技術(shù) ,

8、將遙感影像進(jìn)行各種處理 , 獲取大范圍 、 實(shí)時(shí)的海上溢油資料 ; 或是通過港口碼頭 、 海 上船舶 、 巡航飛機(jī)等進(jìn)行溢油現(xiàn)場(chǎng)的直接觀測(cè) 而獲取溢油信息 。 該子系統(tǒng)如圖 2所示 。圖 2 溢油信息收集子系統(tǒng)Fig. 2 Subsystem of oil spill information collection1. 2 環(huán)境與資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)該數(shù)據(jù)庫(kù)的作用不僅應(yīng)迅速的為溢油預(yù) 測(cè)模擬提供所需要的參數(shù) , 并且也要為溢油事 故指揮中心的決策提供相關(guān)的輔助信息 。該數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成如圖 3所示 , 其由 5部分構(gòu)成 :(1 實(shí)時(shí)和歷史的氣象海況水文資料 。主要包括 風(fēng)向 、 風(fēng)速 、 氣溫 、 水溫 、

9、 鹽度 、 潮流 、 波浪和海 圖等 (實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可由氣象臺(tái) 、 海洋站和衛(wèi)星地 面接收站獲取 ; (2 環(huán)境敏感區(qū) 。 主要有重要海洋生物海區(qū) 、 自然保護(hù)區(qū) 、 養(yǎng)殖場(chǎng) 、 海濱浴 場(chǎng) 、 沿岸旅游區(qū) 、 鹽田和水源等 ; (3 油的物化 性質(zhì) 。主要包括油的組分 、 粘性 、 溶解 性 、 (4 溢油處理 、 、 存儲(chǔ)位置以及人員配備 ; (5 歷史典型溢油事故經(jīng)驗(yàn) 。包括國(guó) 內(nèi)外若干典型溢油事故發(fā)生的原因 、 處理方法 、 監(jiān)測(cè)手段 、 污染損害評(píng)價(jià) 、 索賠及賠償以及 有關(guān)的法律規(guī)定和國(guó)際慣例等 。對(duì)于具有地 理空間分布特性的資料可借助 GIS (地理信息 系統(tǒng) 技術(shù)建立其空間數(shù)據(jù)庫(kù)及

10、相應(yīng)的屬性數(shù) 據(jù)庫(kù) , 使得這些資料更為直觀的表達(dá) , 以及便于資料的積累 、修改和更新 。 如建立環(huán)境敏感 區(qū)分布圖 、電子海圖 、 溢油處理設(shè)備存儲(chǔ)分布 圖等 , 便于指揮人員的指揮和調(diào)動(dòng) 。 圖 3 環(huán)境與資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成Fig. 3 Structure of environment and resourcesinformation database1. 3 溢油模擬子系統(tǒng)溢油模擬子系統(tǒng)對(duì)海上溢油的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬 , 為指揮中心的正確決策和指揮各種抗溢油的行動(dòng)提供科學(xué)依據(jù) , 是整個(gè)應(yīng)急反應(yīng)14第 2期 施益強(qiáng)等 :海上溢油事故應(yīng)急系統(tǒng)框架的研究系統(tǒng)的核心 。溢油模型所需的參數(shù)和相關(guān)

11、數(shù) 據(jù)由上述環(huán)境與資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)提供 。該系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 4所示 。溢油模擬模型是根據(jù)環(huán) 境科學(xué)原理建立的以水為載體 , 用于模擬溢油 運(yùn)動(dòng)的綜合模型 , 是一種動(dòng)態(tài)的具有空間分布 特征的時(shí)空復(fù)合型環(huán)境模型 。溢油在環(huán)境動(dòng) 力 (如潮流 、 海流 、 波浪 、 風(fēng) 、 溫度等 以及自身 物化性質(zhì)的影響下 , 發(fā)生一系列的物理化學(xué)生 物過程 , 如擴(kuò)散 、 漂移 、 蒸發(fā) 、 溶解 、 乳化 、 沉降 、 光氧化和生物降解等 。為了提高溢油模擬的 準(zhǔn)確性 , 可利用溢油信息收集子系統(tǒng)所提供的 溢油現(xiàn)場(chǎng)的遙感信息進(jìn)行數(shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果的修 正 。 懂的預(yù)測(cè)報(bào)告 ( 置 、 漂移軌跡 、 種損失量 、 位

12、置和時(shí)間等 。 圖 4 溢油模擬子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig. 4 Structure of subsystem of oil spill simulation1. 4 溢油應(yīng)急指揮中心溢油應(yīng)急指揮中心是整個(gè)應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng) 運(yùn)轉(zhuǎn)的首腦部門 , 對(duì)溢油事故的整個(gè)處理過程 進(jìn)行決策指揮和調(diào)度 。指揮中心可由當(dāng)?shù)卣?府 、 海上安全監(jiān)督 、 港務(wù) 、 環(huán)保 、 氣象 、 水產(chǎn) 、 消 防 、 保險(xiǎn) 、 救撈以及當(dāng)?shù)伛v軍等負(fù)責(zé)人組成 。 指揮中心根據(jù)溢油現(xiàn)場(chǎng)所收集的信息 、 溢油預(yù)測(cè)模擬結(jié)果以及事故海區(qū)的環(huán)境資源狀況 , 進(jìn) 行溢油事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) ; 通知可能受污染影響的有關(guān)單位或個(gè)人 (如養(yǎng)殖場(chǎng) 、 海濱浴場(chǎng) 、

13、沿岸旅 游區(qū) 、 鹽田 、 水源等 做好防護(hù)措施 ; 確定環(huán)境 敏感區(qū)和易受損資源的優(yōu)先保護(hù)順序以及溢 油現(xiàn)場(chǎng)的回收 、 清除處理方案 ; 調(diào)動(dòng)事故處理 所需的人力和物力 , 派出專家對(duì)事故進(jìn)行調(diào)查 取證 , 組織專家就溢油事故對(duì)現(xiàn)在和未來的海 洋生物 、 沿海 (岸 資源的污染損害程度和經(jīng)濟(jì) 損失進(jìn)行評(píng)估 , 并對(duì)索賠工作進(jìn)行有關(guān)法規(guī)的 研究和談判 。1. 5、 清除及事故的后處理 (損失評(píng)估 、 索 賠 、 賠償 等 。 應(yīng)急處理隊(duì)伍可由專家 、 當(dāng)?shù)伛v軍 、 消防人員 、 救撈人員 、 經(jīng)過培訓(xùn)的溢油清理人員等組成 。溢油現(xiàn)場(chǎng)處理人員利用各種器材 (如圍油欄 、 收油機(jī) 、 消油劑 、

14、凝油劑等 進(jìn)行 圍油 、 回收或消油 , 或是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焚燒以及生 物降解等處理 。 應(yīng)急隊(duì)伍中的有關(guān)專家 (如環(huán) 保 、 法律 、 水產(chǎn) 、 保險(xiǎn)和航運(yùn)等 進(jìn)行溢油現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查取證和污染損害評(píng)估 , 并參照有關(guān)法 規(guī) 、 慣例和溢油事故典型案例等組織談判 , 對(duì) 清污費(fèi)用和溢油事故所造成的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行 索賠和賠償 。 2 特點(diǎn)及應(yīng)用前景本文所給出的海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)系 統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn) :(1 功能綜合 。綜合了 海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)的各個(gè)方面 。如溢油 事故監(jiān)測(cè)及報(bào)警 、 溢油信息收集 、 海域環(huán)境資 源信息數(shù)據(jù)庫(kù) 、 數(shù)值預(yù)測(cè)模擬 、 污染預(yù)警及損 害評(píng)價(jià) 、 索賠和賠償 、 溢油事故現(xiàn)

15、場(chǎng)處理以及 溢油事故應(yīng)急計(jì)劃的組織管理等 ; (2 結(jié)合 RS 、 GIS 等先進(jìn)技術(shù)手段 。利用遙感技術(shù)進(jìn) 行海域溢油監(jiān)測(cè)及事故報(bào)警 , 并且收集各種溢 油信息用于數(shù)值預(yù)測(cè)模擬結(jié)果的修正 (提高預(yù) 測(cè)的準(zhǔn)確度 以及輔助溢油處理指揮 ; 利用 GIS 技術(shù)建立與海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)有關(guān)的環(huán)境資源信息數(shù)據(jù)庫(kù) , 便于各種資料的直觀24 海 洋 環(huán) 境 科 學(xué) 第 22卷表達(dá)以及資料的積累 、 修改和更新 , 以適應(yīng)沿 海 (岸 環(huán)境信息的變更 、 溢油處理技術(shù)的發(fā)展 、 潮流與氣象資料的積累等 ; (3 決策支持 。 提供溢油的報(bào)警 、 監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)等信息 ; 提供海 區(qū)資源保護(hù)的優(yōu)先次序和處理方

16、案 ; 提供環(huán)境 污染損害評(píng)估 、 索賠和賠償方案等作為指揮決 策人員決策時(shí)的參考依據(jù) 。建立海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)于保 護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境和減少社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失等具有 重要意義 。 其可用來有效地組織溢油事故 (化 學(xué)品溢漏 的各種應(yīng)急處理 , 實(shí)施抗溢油措施 , 以盡量減少溢油事故所造成的海洋生態(tài)環(huán)境 破壞和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失,事故多發(fā)海域。海上溢油事故應(yīng)急反應(yīng)是否正確有效 , 關(guān) 鍵在于溢油事故發(fā)生前的準(zhǔn)備以及事故發(fā)生 后的正確分析與判斷 。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外建立溢油 應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng) (計(jì)劃 的薄弱環(huán)節(jié)在于溢油數(shù) 值預(yù)測(cè)模擬 、 環(huán)境污染損害評(píng)價(jià)以及結(jié)合高科 技手段等方面 。本框架所給的溢油應(yīng)急反應(yīng) 系統(tǒng)今

17、后也應(yīng)朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展 :(1 通 過更深入的理論研究和試驗(yàn)工作 , 建立更準(zhǔn)確 的海上溢油模擬預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型 。 (2 結(jié)合各種 環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型 、 經(jīng)濟(jì)模型和有關(guān)法規(guī) , 進(jìn) 行更為準(zhǔn)確的溢油損害程度評(píng)估和有效的損 失賠償 。 (3 與 3S (GIS 、 RS 、 GPS 高新技術(shù)進(jìn) 行有機(jī)集成 , 并引入智能決策方法 , 使得溢油 應(yīng)急決策指揮更為迅速和有效 。 參考文獻(xiàn) :1 AL 2RABEH A H , LARDN ER R W , GUNA Y N. Gulf 2 spill version 2. 0:A software package for oil spills in

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