辽东湾冬季有冰海区是我国重要的石油开发区,该海域的溢油事件日益频繁。而我国现在还缺乏对冰区溢油事故的初级评估和应急处理方法等方面的研究。基于此,本文以辽东湾海域为研究对象,重点研究油船在冰区溢油的危害预报和应急处理决策。 首先,本文建立了辽东湾海域潮流场和冰场预报模型。运用有限差分法,对辽东湾海域内的潮流场进行数值计算和模拟;结合海冰的动量方程和连续方程建立了海冰的漂流模式。 其次,建立了辽东湾冰区溢油扩散和漂移模型。结合潮流场数值计算结果,对低密度冰下的溢油扩散和漂移进行了数值预报。同时,提出了连续性泄漏油品的时间离散方法,为冰区溢油行为的科学预测开辟了新的思路。 然后,根据辽东湾冰区溢油扩散和漂移预报结果,结合溢油海域的自然环境和自然资源情况、溢油特性和溢油量等危害因素,建立了辽东湾海域溢油危害因素指标体系及其量化标准。考虑BP神经网络的学习速度和推广能力两大主要性能指标,建立了较为合理的辽东湾冰区溢油危害等级评价模型。基于溢油典型案例的危害因素指标,建立初始训练样本集,借助Matlab工具将危害因素和危害等级建立一一对应的映射关系,对样本集的检验,其检验结果与预期结果相吻合,完全可以用本模型进行等级评价。 接着,根据溢油危害等级,参考我国现有的溢油应急处理设备和应急处理方法,结合溢油海域的气象、海况、冰情,溢油性质,溢油量,溢油运动趋势,历史事故处理方法以及溢油急响应设备和应急队伍的分布情况,制定了81种溢油情况下辽东湾低温和冰区溢油应急处理方案。 最后,针对上述内容,本文使用VB语言,开发了辽东湾冰区溢油应急反应专家系统。该系统主要包括油种、辽东湾功能区、溢油处理设备和应急队伍以及冰区溢油历史事故等数据库的建立和修订,溢油扩散和漂移数值模拟,溢油危害等级评价和应急处理方案的制定四个功能。