随着海上石油运输与开采规模的不断扩大,溢油事故的发生不可避免。在悬浮颗粒物充足的水域,溢油会在波浪作用下破碎分散成油滴,进而与悬浮颗粒物碰撞聚合形成油-颗粒物聚合体（以下简称OPA）。OPA形成后会沉降至海底,严重危害海洋底栖生物及生态环境。因此,开展OPA形成规律的研究对于溢油的风险影响预测及管理具有重要意义。为更接近实际海况条件,本文采用波浪水槽进一步扩大水动力模拟尺度,以荣卡多原油作为实验油品,首先探究了波浪能量耗散率对其分散过程的影响规律。选取渤海天然泥沙,进一步开展了OPA形成的模拟实验,分别考察了波浪能量、悬浮泥沙浓度及粒径对溢油沉降、OPA形态特征以及沉降速率的作用机制。在此基础上建立了不同条件下OPA捕油率（OTE）随时间变化的经验模型。主要结果如下:（1）波浪能量耗散率较高时,荣卡多原油溢油分散率随时间呈“先剧增后平稳”趋势。能量衰减后,溢油分散率随时间呈“先增长后下降最终稳定”趋势。三种不同能量强度作用下的溢油分散率均在120 min内达到平衡状态。相同时间下,溢油分散率随波浪能量的增强依次增大。无论能量强度如何,分散油滴粒径均在初期骤降,60 min后趋于平稳。相同时间下,油滴平均粒径及分布区间随着能量强度的增大依次减小和变窄。（2）三种不同能量强度下,溢油捕获率均随着时间的推进而增大并最终趋于稳定。在相同振荡时间内,波浪能量耗散率越大,溢油捕获率越高。随着油-沙的不断碰撞聚合,小尺寸分散油首先被泥沙捕获,裹覆油滴粒径最大值逐渐增大,但大粒径油滴所占比例逐渐减小。随着能量耗散率的增强,OPA的沉降速率加快,整体尺寸变大,且当量直径与沉降速率的线性拟合度提高。（3）在一定范围内增加悬浮泥沙浓度有助于提高溢油沉降效果及OPA含沙量,溢油捕获率及沉降速率相应地提高。同时,悬浮颗粒物的增多可以细化OPA裹覆油滴的粒径,阻止分散油的重聚合行为。大尺寸泥沙颗粒对于溢油的捕获效果较差,但所形成OPA尺寸相对较大,溢油捕获率达到稳定所需时间显著缩短。（4）通过对溢油捕获率时间序列进行拟合分析后发现:拉格朗日一阶动力学方程适用于预测不同能量耗散率及不同泥沙浓度和粒径下溢油的沉降过程,各条件下拟合优度均较高,达到0.9以上。本文研究成果进一步揭示了溢油的分散及OPA的形成机制,同时为改进现有溢油聚合沉降模型及溢油环境行为预测能力提供了理论基础和技术支撑。