《海洋石油工程》3章.

第一节海啸第三章海洋灾害及防治第一节海啸海啸就是由海地地震、火山爆发、海底滑坡或气象变化产生的破坏性海浪，海啸的波速高达每小时700～800千米，在几小时内就能横过大洋。海底地震是地下岩石突然断裂而发生的急剧运动。岩石板块沿边界的相对运动和相互作用，是导致海底地震的主要原因。海底地震是引发海啸的主要诱因。海啸发生时，震荡波在海面上以不断扩大的圆圈，传播到很远的地方。它以每小时600-1000千米的高速，在毫无阻拦的洋面上驰聘1万-2万公里的路程，掀起10-40米高的拍岸巨浪，吞没所波及的一切，有时最先到达的海岸的海啸可能是波谷，水位下落，暴露出浅滩海底，几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏。真实案例2004年12月26日上午约8时，印尼苏门达腊省亚齐岛突然剧烈抖动，同时房屋倒塌。随后，海岸边突然掀起惊涛骇浪，波高十几米的“水墙”，一波接一波的冲向岸边，席卷了一切。这场突如其来的海啸，转瞬间夺走了20多万条生命，数十万人无家可归，经济损失超过千亿美元，受灾国家和地区多达40余个，震惊了世界。在这场大海啸面前，自诩为地球霸主的人类，显得多么的无能、无奈和渺小!这次海啸的危害之所以如此之大，除了地震的原因外，人类违背自然规律的许多做法是加重海啸损失的重要原因，比如当地为发展旅游业，近海修建密集的居住区，破坏了能减弱海浪的红树林和珊瑚礁，使海边失去一些天然屏障，加大了海啸的破坏程度。灾难过后，人们不得不再次审视人与自然的关系。第二节厄尔尼诺和拉尼娜“厄尔尼诺”是什么？暖流的季节性南侵，由此引起的海面水温升高的现象，称为“厄尔尼诺”。“厄尔尼诺”灾害及其影响1982-1983年发生的强厄尔尼诺现象，使当时赤道东太平洋水温比常年高出4℃，致使海平面上升淹没土地，侵蚀海岸。海洋及海岸大批动植物死亡，有1千多万人丧生，损失几百亿美元。2016年6月2015年8月第二节厄尔尼诺和拉尼娜第二节厄尔尼诺和拉尼娜“拉尼娜”是什么？拉尼娜是指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷，同时也伴随着全球性气候异常的一种现象。拉尼娜是气候和海洋界的新名词，意为“小女孩”，正好与意为“圣婴”的厄尔尼诺现象相反，也称“反厄尔尼诺现象”。“拉尼娜”灾害及其影响从20世纪初到1992年期间，拉尼娜现象共发生了19次，大约每3—5年发生一次，但也有时间间隔达10年以上的。拉尼娜多数是跟在厄尔尼诺之后出现的，前述19次拉尼娜现象，有12次发生在厄尔尼诺年的次年。第二节厄尔尼诺和拉尼娜“拉尼娜”灾害对我国的影响2008年1月10号以来，我国南方大部分地区和西北地区东部出现建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冷冻天气。这是我国气象记录上少见的灾难性天气过程，属于极端天气气候事件。导致此次极端天气形成的原因就是“拉尼娜”现象！。2008年大雪灾难性事件第三节风暴潮风暴潮是发生在海洋沿岸的一种严重自然灾害，这种灾害主要是由大风和高潮水位共同引起的，使局部地区猛烈增水，酿成重大灾害。风暴潮袭击海岸第三节风暴潮卫星俯拍的台风“顶部”云图台风边缘云体我国百年不遇的特大风暴潮灾害1992年8月30日至9月2日，我国沿海大部分地区遭受到近百年来罕见的特大风暴潮袭击，福建至河北沿海，先后有8个验潮站13次潮位开创了建国后的最高记录，同时沿线又有70个站次超过当地警戒水位，使我国东部沿海地区处于危险潮位时期。第四节赤潮赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集，从而引起水体变色的一种有害生态现象。其实，发生赤潮时，海水除了会变成红色，还能变成桔红色、黄色、绿色、褐色等。第四节赤潮赤潮产生的原因海水富营养化是赤潮发生的物质基础和首要条件，而水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发生的重要原因。赤潮的形成必须具备一定的物质基础和特定的环境因素。第五节海冰海冰的定义：由海水冻结而成的冰称为海冰。在海洋中所见到的冰，除海冰之外，尚有大陆冰川、河流及湖泊溜滑入海中的淡水冰，广义上把它们统称为海冰。海冰的厚度分类：初期冰（10cm-30cm）、一年冰（30cm-3m）、多年冰（＞3m）。第五节海冰海冰的形态分类：a.浮冰：自由浮在海面上，能随风、流漂移的冰称为浮冰（流冰）。冰量2成，密集度8成。主要为流冰聚集而成，冰型主要以莲叶冰为主。b.固定冰：在码头北侧陆桥夹角处存有固定冰。以沿岸冰为主。冰量6成。密集度8成，以沿岸冰为主。第五节海冰我国海冰的冰情：渤海、北黄海北部结冰，渤海最甚，历史最厚120cm。从11月中旬至12月下旬，由北向南，由岸边向深水开始结冰。2月下旬至三月中旬，由南向北消失。冰期为3至4个月，可分为初冰期、盛冰期、终冰期。宽度：在0.2-2km，河口浅滩达5-10km。北部厚度：多为20-40cm,最大60cm。南部：多为10-30cm,最大40cm。我国渤海的冰情分为5级：即“轻冰年、偏轻冰年、常冰年、偏重冰年和重冰年”。第五节海冰我国海冰的冰情：第六节海洋污染第六节海洋污染在几千年的文明史中，人类总是沿着江河湖海定居繁衍。如今，依赖于海洋获得持续发展的人类文明，却在逐渐破坏这些摇篮。要使人类可持续发展，我们就要保护我们的海洋环境。我们的海洋正遭受着前所未有的灾难，海洋环境受到了严重的破坏。出现了许多环境问题。化工污染石油污染生活污染第六节海洋污染污染原因分析一：陆源污染陆源污染：是指陆地产生的污染物（工农业废弃物、城市生活废弃物）通过不同的渠道进入并污染海洋的过程和结果。大量的陆源污染物进入海洋（农药：有机氮、氨基酸、尿素、尿酸、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮等。重金属：汞、镉、铜、铅、锌、银等），对包括人在内的各种生物造成长久且慢性的危害。第六节海洋污染污染原因分析二：海水养殖海水养殖：近20年来我国渔业持续快速增长，连续10年居世界第一。2000年养殖产量达2578万吨，占渔业总产量的60%。成为我国海洋经济新的增长点。在获得经济效益的同时，也引发、产生了一系列难以治理的生态环境问题（比如残饵、消毒药物、防治病药物、代谢产物等导致的海水富营养化、赤潮频发等），为此，我们已付出并将继续付出沉重代价。第六节海洋污染污染原因分析三：船舶污染1、船舶将各类污染物质引入海洋。生活污物、船体清洗剂、废弃机柴油等。2、船舶由于发生海上事故。如：碰撞、搁浅、触礁、翻沉等事故使燃油或装载石油外溢，对海洋造成的污染。3、船舶故意将陆地工厂生产所产生的废料、生活垃圾、清理污染的航道、河道所产生的污染物，倾倒入海洋。近年来世界一些石油泄漏事故•1967年3月18日，12．3万吨的利比亚籍油轮“托雷·坎尼荣号”满载着11．7万吨的原油从波斯湾向英国威尔士出发。途经英国的锡利群岛和地角之间的公海时，在七石礁处触礁沉没，船上9．19万吨原油溢出，污染了180千米长的海区。•1979年6月3日，墨西哥湾克斯托克1号探测油井发生井涌，约1亿4000万加仑原油泄漏入海（1加仑≈3.785升）。•1989年3月24日，“埃克逊-瓦尔德兹”号在威廉王子岛海岸搁浅，原油泄漏量达1100万加仑。•1992年12月3日，希腊油轮“爱琴海”号在西班牙西北海岸搁浅，2000多万加仑原油泄漏。近年来世界一些石油泄漏事故•1993年6月5日，“布里尔”号搁浅在苏格兰东北的设特兰群岛海域，泄漏了2600万加仑石油。•1996年2月15日，“海洋女王”号在威尔士海岸搁浅，1800万加仑原油泄漏。•1999年12月，满载2万吨石油的“埃里卡号”油船在布列斯特港以南70公里处海域沉没，造成大量石油泄漏，严重污染了附近海域及沿岸一带，造成约30万只海鸟及候鸟死亡。•2001年10月，在巴拿马注册的“纳土纳海”号油轮在新加坡海峡的印尼海域搁浅，部分油舱受损，造成7000吨原油泄漏。第六节海洋污染污染原因分析四：海洋石油开发对海洋造成的污染我国海域石油蕴藏量十分丰富，目前多数开发者集中在近海海域勘探开发。在飞速开发发展过程中，有的钻井船和采油平台，人为的将大量的废弃物和含油污水不断地排入海洋，因此在不同的程度上对我国近海海域的自然环境造成了一定的影响。如：（1）生产作业过程中产生的废弃物和含油污水排入海洋。（2）意外漏油、溢油、井喷等事故的发生。（3）生活中产生的废弃物和含化学成分的污水排入海洋。污染原因分析四：海洋石油开发对海洋造成的污染2010年4月20日，美国一座海上钻井平台发生爆炸，引发墨西哥湾原油泄漏事件，给经济和环境带来空前的灾难。污染原因分析四：海洋石油开发对海洋造成的污染第六节海洋污染污染原因分析五：战争带来的石油污染战争中流入海洋的石油所造成的污染和破坏更是惊人。例如：1990年8月至1991年2月海湾战争期间，科威特油田约有700余口油井起火，每小时喷出1900吨二氧化硫等污染物质飘到数千公里外的喜马拉雅山南坡。先后泄入海湾的石油达150万吨。形成的油膜展宽16公里，长90公里，逼近巴林，危及沙特。第六节海洋污染污染原因分析六：海洋放射性污染•1944年，美国汉福特原子能工厂通过哥伦比亚河把大量人工核素排入太平洋，从而开始了海洋的放射性污染。污染源有：•①核武器在大气层和水下爆炸使大量放射性核素进入海洋。•②原子能核工厂、核电站以及军用核设施向海洋排放低水平放射性废物。（再如：2011年日本福岛电站核泄漏事故）•③二战之后，部分发达国家向海底投放放射性废料。•④核动力舰船及潜艇在海中也有少量放射性废物泄入海洋。第七节海洋污染防治海洋污染防治方法：◆物理方法：围油栏、撇油器、溢油回收船、吸油材料。特点：物理方法操作简单，对环境的二次污染作用小，但耗资巨大，对溢油处理不完全。◆化学方法：现场燃烧、投放化学制剂。特点：化学方法可将溢出原油最大程度的进行处理，但是燃烧产生大量灰尘颗粒以及二氧化碳二氧化硫等对环境的副作用巨大，投放化学制剂又将对海洋环境造成化学污染。◆生物方法处理原理：利用微生物降解水中原油，使其最终无机化。在天然环境中存在一些具有降解石油烃类的噬油微生物，它们也是石油烃类的自然归宿之一。利用人工选择、培育、改良的噬油微生物，然后将其投放到受污海域，进行石油烃类生物降解。一、海上溢油的控制和清除溢油的吸取回收一、海上溢油的控制和清除1、围油栏（1）围油栏简介:一般是用围油栏将油围住后，一边回收一边进行乳化分散处理。围油栏阻止海面浮油的扩散,使海面浮油层加厚，以利于浮油回收。在油运输时，一旦发生事故，首先必须迅速张开围油栏，为此，要求它体积小，轻便、储存和搬运容易，操作性能良好，耐受风浪等。目前的围油栏一般能承受流速约0．5米/秒以内、最大波高为1～1．5米的波浪。一、海上溢油的控制和清除（2）围油栏结构:主要是由浮体、水上、水下部分和压载四部分组成。浮体是用耐油、不吸水、油的柔性材料制成，分固体浮体和充气浮体。浮体，要求储存空间小，便于运输，适宜于应急使用。水上部分又称为干舷，起围油防止浮油逃逸的作用。水下部分，也叫裙体，防止浮油从海面下方逃逸，通常采用橡胶、涂有橡胶的尼龙、聚酯纤维等柔性材料制成。它随波性能好，使用方便，容易清洗。压载的作用则是确保围油栏能直立在海水中。一、海上溢油的控制和清除（3）围油栏使用：网状围油栏由于网眼的存在，使其在水中拖曳时阻力很小，可用于围堵漂浮于海上的高粘度油的凝聚物。阻燃围油栏可以阻止燃烧的油进入港口，或将围住的石油直接在海水中烧掉。在缺乏设备的紧急情况下，可以自制简易的围油栏，如用木头、竹子、软管、橡胶轮胎等做成上浮式围油栏，也可用渔网、丝网或填充以稻草、椰子壳或现成填充材料做成吸附式围油栏。（3）围油栏使用英国北海设德兰群岛上，有一位叫肯·弗罗克布鲁克的农场主，发明了一种用机编禾草排治理石油污染的方法，可以防止油轮流出的石油污染海岸；禾草中又以大麦秸秆治污最为有效。禾草排不仅能防止石油在海中扩散，而且能吸收比自身重15倍的石油。1992年，一艘油轮在设德兰群岛附近失事后，投放了22千米长的禾草排，从而有效地保护了海滨浴场和渔场免受污染。（3）围油栏使用2、浮油的回收是回收水面的浮油，它可以单独使用，也可装在船上（如清污船），增