渤海海域船舶溢油风险及船舶避难地选取策略研究

发布时间：2020-11-06 06:10

　　 当今,由于人为失误及各种不可抗拒的因素,导致海上溢油事故频繁发生,对事故周边的海洋生态环境和经济社会发展造成了灾难性的影响。其中,海上船舶溢油特别是油轮溢油是危害最为严重的一种。我国渤海海域周边人口稠密,经济发达,同时航线密布,交通繁忙,曾经多次发生船舶溢油事故,溢油风险高,应对溢油灾害的压力较大。因此,研究渤海海域的溢油风险,进行风险评估,并评价该海域现有的应急能力,对于规避溢油事故造成的损失具有重要作用。另外,在技术层面上研究船舶避难地选取策略,以便在油轮遇险时对其进行救援,能够起到及时救助遇险船员,保证其他船舶的安全,保护事发地点周围的生态环境,以及保护社会经济发展基础设施的作用。本研究首先基于船舶事故统计数据,分析了渤海海域的船舶事故特别是船舶溢油事故风险及其特点,随后根据国际石油行业环境保护协会(IPIECA)的统计数据进行分析,估算了30万吨油轮搁浅时的潜在溢油量,并建立了溢油风险矩阵,以评估“最坏情况下的事故”发生时对渤海海域的危害;其次,通过调查问卷的方式获取了渤海海域各辖区内的溢油应急装备数量,以该数据表示实际应急能力,并与计算得到的应有应急能力进行对比;再次,通过综合考虑自然环境、社会经济以及应急能力三个方面的因素,运用GIS工具设计了标准化分数系统,用于在预先指定的港口和锚地中选择适合作为避难地的地点。该方法在技术层面上解决了船舶避难地选址问题。本文的主要研究成果如下:(1)大部分溢油事故的发生地都位于船舶往来频繁的区域;无论溢油事故还是化学品事故,碰撞都是引起事故的最主要原因;泄漏油品以燃料油为主。通过建立风险矩阵,发现渤海海域面临着严重的溢油风险,大型船舶溢油会造成严重危害。(2)第1、第4和第5辖区拥有较多的收油机、围油栏以及专业应急船舶,第8辖区应急设备的数量处在低水平;在渤海海域,―最坏情况下的事故‖发生时,实际机械回收能力难以与应有机械回收能力相匹配,主要表现为第1、第2、第4、第5辖区内的实际机械回收能力与应有机械回收能力差距非常大;―最坏情况下的事故‖发生时,8个辖区内的实际围控能力皆大于应有围控能力,各辖区的围控能力能够满足极端情况下的应急需求。(3)当事故为―起火爆炸,但是不发生泄漏‖时,推荐天津港、锚地28、锚地29等地点作为船舶避难地,不推荐潍坊港、锚地50、庄河港等地点作为避难地;当事故为―只发生泄漏‖时,推荐天津港、大连港、锚地45等地点作为船舶避难地,不推荐潍坊港、锚地50、锚地18等地点作为避难地;当事故为―面临沉没风险‖时,推荐朝阳港、威海港、锚地43等地点作为船舶避难地,不推荐锚地16、锚地42、鲅鱼圈港等地点作为船舶避难地。本研究分析了渤海海域的溢油风险,并对各辖区内的实际应急能力进行了评估;在此基础上,进一步提出了基于GIS技术的遇险船舶避难地选址方法,为船舶避难地选取提供了一种技术途径,能够辅助决策者科学、理性应对船舶险情,促进海洋环境保护和经济社会的可持续发展。
【学位单位】：中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U698.7
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究目的与研究意义
    1.2 国内外研究现状与进展
        1.2.1 溢油风险评估研究
        1.2.2 溢油应急能力定量评估研究
        1.2.3 船舶避难地选取研究
        1.2.4 存在的问题
    1.3 研究内容及论文框架
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文框架
第2章 研究区概况
    2.1 区域概况
        2.1.1 位置与自然环境
        2.1.2 社会经济发展与环境压力
        2.1.3 港口与锚地
        2.1.4 渤海海域海事局管辖区域划分
    2.2 溢油应急装备与名词说明
        2.2.1 溢油应急装备介绍
        2.2.2 研究中所述名词说明
第3章 渤海海域船舶溢油事故风险评价
    3.1 船舶溢油事故风险评价方法
        3.1.1 溢油事故风险评价基本公式
        3.1.2 潜在溢油量计算方法
    3.2 历史事故分析
        3.2.1 全国溢油事故分析
        3.2.2 环渤海地区船舶化学品泄漏事故统计分析
        3.2.3 渤海海域船舶溢油事故分析
    3.3 渤海海域溢油事故风险评价
        3.3.1 溢油事故风险矩阵的确定
        3.3.2 最坏情况下的事故的潜在溢油量
    3.4 讨论
    3.5 本章小结
第4章 渤海海域船舶溢油应急能力分析
    4.1 溢油应急能力分析方法
        4.1.1 问卷调查方法
        4.1.2 各辖区溢油风险
        4.1.3 应有收油能力的计算
        4.1.4 围控能力的计算
    4.2 渤海海域各辖区应对船舶溢油的实际应急能力
    4.3 平均每天应清除的溢油量（RD）
    4.4 渤海海域溢油应急能力评估
        4.4.1 机械回收能力评估
        4.4.2 围控能力评估
    4.5 讨论
    4.6 本章小结
第5章 遇险船舶潜在避难地选取策略研究
    5.1 船舶避难地选取方法
        5.1.1 避难地选取指标
        5.1.2 反距离权重（IDW）插值
    5.2 船舶遇险面临的三种情况
        5.2.1 情况1（起火爆炸,但是不发生泄漏）
        5.2.2 情况2（只发生泄漏）
        5.2.3 情况3（面临沉没风险）
    5.3 基于GIS的分数模型
        5.3.1 基于IDW方法的数据处理
        5.3.2 标准化网格及分数系统
    5.4 确定指标权重
    5.5 结果
        5.5.1 网格标准化结果
        5.5.2 避难地选取结果
    5.6 讨论
        5.6.1 技术手段在船舶避难地选取中的运用
        5.6.2 存在的问题
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 本研究创新点
    6.3 不足与展望
参考文献
附录
    附录1港口溢油应急装备调查问卷
    附录2选定的25个港口和51个锚地的地理坐标
    附录3三种情况下对应的避难地分数排序
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文及研究成果

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本文编号：2872755