[发明专利]海洋温跃层的海底溢油行为的实验模拟设备及控制方法

说明书

本发明提供了一种海洋温跃层的海底溢油行为的实验模拟设备及控制方法，涉及海上溢油实践预警预报技术与海洋环境监测技术领域，所述海洋温跃层的海底溢油行为的实验模拟设备包括溢油模拟装置、温跃层模拟装置、紫外荧光照相装置和用于盛放液体以模拟海底溢油行为的容器；溢油模拟装置用于模拟海底石油泄漏事故，温跃层模拟装置用于模拟海底温跃层的物理形态，紫外荧光照相装置用于记录实验数据。模拟海底石油溢油事故，以及模拟海底温跃层的物理形态均在此容器中进行。本申请的海洋温跃层的海底溢油行为的实验模拟设备，解决了现有技术中海底溢油事故发生在温跃层这一情况难以通过实验设置准确模拟的技术问题。

技术领域

本发明涉及海上溢油实践预警预报技术与海洋环境监测技术领域，尤其是涉及一种海洋温跃层的海底溢油行为的实验模拟设备及控制方法。

背景技术

近年来，随着海底石油资源的开发与利用，在石油的开采和输送过程中，海底溢油事故频发，油气井井喷、平台或钻井装置倾覆等造成的石油泛滥事故与日俱增。例如，2010年4月墨西哥湾“深水地平线”钻井平台爆炸溢油事故、2010年6月丹麦马士基集团钻井平台北海原油泄露，2010年6月埃及红海石油泄露，2010年7月大连大孤山新港码头输油管线溢油事故、2011年6月蓬莱19－3油田溢油事故、2014年7月大连7.16溢油事故、2018年1月东海海域“桑吉号”油轮漏油事件。这些事故表明，准确评估海底溢油在海底的输移扩散及时空分布对采取合理应急处置措施异常必要。

目前的溢油研究中，大多只关注海面溢油，对水下溢油的模拟研究较少。但是与海面溢油相比，管线泄漏、井喷或海底地质性溢油的封堵补救难度更高，危害更大，海底溢油的监控面临巨大的难题。针对海底溢油，目前常规的处置方法很难使用，在封堵溢油源之前，只能等其上浮到海面后再进行处理回收。因此，近些年对水下溢油的研究增加。

但是，与海面溢油相比，管线泄漏、井喷或海底地质性溢油的研究难度更大，理论分析、建模以及模拟都更为复杂。目前，海底溢油数值模拟研究较多，但缺少实验和实践数据的验证和支撑。基本没有一种实验设置能够更真实的还原海底的环境。此外，海面以下的海水在不同深度有不同的性质。根据现有的理论，海水是分层的，分层的方法有多种理论，地球上不同区域的海水也不尽相同。一种常见的分层方法是，根据由温度和盐度决定的海水的跃层，也就是说，温度和盐度垂直梯度达到临界值的地方就叫跃层。海底可以分为温度跃层(下简称温跃层)和盐度跃层。温跃层是位于海面以下温度和密度有巨大变化的薄薄一层，是上层的薄暖水层与下层的厚冷水层间出现水温急剧下降的层。由于在开阔海域，盐度几乎是稳定的，而压力对密度只有很轻微的影响，因此温度就成为影响海水密度的一个最重要的因素。大洋表面的海水温度较高，因此它的密度就比深处的冷水要小。由于在温跃层处温度和密度发生迅速变化，这使得温跃层成为生物以及海水环流的一个重要分界面。但是目前还没有一种能够模拟溢油事故发生在温跃层的实验模拟装置。

综上，温跃层是位于海面以下几百至几千米、温度和密度有巨大变化的水层，如何提供一种海洋温跃层的海底溢油行为的实验模拟设备，使其能够模拟海底溢油事故发生在温跃层的情况，并且模拟操作时简便、快捷、准确，本领域技术人员亟待解决的问题。

基于此，本发明提供了一种海洋温跃层的海底溢油行为的实验模拟设备及控制方法以解决上述的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋温跃层的海底溢油行为的实验模拟设备及控制方法，以缓解现有技术中存在的海底溢油事故发生在温跃层这一情况难以通过实验设置准确模拟的技术问题。