油膜漂移轨迹及扫海面积：

　　油膜由大量油粒子组成，油粒子的运动包括确定性运动和随机性运动。确定性运动即在表层流和海面风联合左右下的平流运动，可用表层流与海面风的合成来计算；随机性运动即剪流和湍流引起的扩散过程，可用随机走动法模拟。确定性运动和随机性运动的合成即为粒子的实际运动。在已经求解的海域流场的基础上，采用欧拉-拉格朗日方法，进行油粒子轨迹的预测。油粒子漂移速度，取决于海面风速与表层流速，是空间和时间的函数，其值用油粒子点所在网格的速度插值计算。某时刻某网格节点上的流速为[3]：

　　v' = vc + α·vw （4）

　　其中，v'为表层海流与海面风速的合成速度矢量，vc为网格点上表层流速矢量，vw为网格点上的预报风速矢量， α为风速因子。

　　剪流和湍流引起的扩散过程属于随机运动，可用随机走动法模拟。对于水体表面随机扩散过程可用下式描述[3]： r*'=R■其中，r*'为* （x，y） 方向上的湍动扩散距离；R为区间[-1，1]上均匀分布随机数；k*为* （x，y）方向上的湍流扩散系数，Δt为时间步长。

　　油粒子的漂移是平流过程、扩散过程和风共同作用的结果。第i个粒子在Δt时段内的位移可表示为[3]：

　　X′=u′·△t+rx′

　　Y′=v′·△t+ry′

　　其中 u′、 v′为式（4）中油粒子x、y方向的漂移速度；Δt为时间步长；rx'、ry'为油粒子x、y方向的随机走动距离。

　　由于每个粒子代表一定的油量，统计每一时刻各个油粒子的位置和质量就可以得出油膜的漂移轨迹和扫海面积。

　　生态损失估算：

　　生态服务功能损失：

　　生态服务功能损失为各类海洋生态系统生态服务功能损失之和，用公式表示如下[2]：

　　Le=■li （5）

　　li=ldi·lai·Si·ti·d （6）

　　其中， li为第i类海洋生态系统类型海洋生态服务功能损失，万元；i为溢油影响区域的海洋生态类型； ldi为第i类海洋生态系统类型单位面积价值，元/hm2； lai为溢油影响的第i类海洋生态系统造成的损失率，%；ti为溢油事故发生至第i类海洋生态系统恢复至原状的时间，a；d为折算率，海洋生态敏感区取3%，海洋生态亚敏感区取2%，海洋生态非敏感区取1%。

　　环境容量损失：

　　采用影子工程法进行计算，即海水受到污染后，假定建设一个污水处理厂对受污染的海水进行处理，污水处理厂建设费和受污染海水的处理费就是环境容量损失，用公式表示如下[2]：

　　Lw=Wp+Wq·Wc （7）

　　其中，Wp为污水处理厂的建设费用，万元；Wq为单位污水处理费，万元/m3；Wc为溢油损害水体体积，m3。

　　生境修复费：

　　生境修复费包括两部分：清污费，即采取各种清污措施的费用；修复费，即重新建立栖息地的主要结构和功能所需要的费用。用公式表示即[2]：

　　Lh=Lhc+Lhb （8）

　　其中，Lh为生境修复费，万元；Lhc为清污费，万元；Lhb为修复费，万元。

　　种群恢复费：

　　种群恢复费包括受损各种群恢复费和调查评估费[2]，即：

　　Lp=∑Ei + M （9）

　　其中，Lp为受损生物种群恢复费，万元；i为受损生物种群序号；Ei为第i种生物种群恢复所需费用，万元；M为调查评估费，万元。其中：

　　Ei=Qi / Fi·Ji + Gi （10）

　　其中，Qi为第i种生物损失量，个（尾）；Fi为人工补充的第i种生物在评价海域的成活率，%；Ji为第i种生物幼苗单位价格，元/尾；Gi为第i种生物人工放流费，万元。

　　生态损失的数学期望：

　　溢油生态损失与溢油轨迹和扫海面积有关，不同风向下溢油经过的海域功能区划不同，因而造成的生态损失不同。预测未来的油膜漂移时，须考虑各种风向出现的概率，将各风向出现的概率乘以该风向下的生态损失再进行累加，即为考虑各风向概率时溢油造成的生态损失，亦即溢油造成的生态损失的数学期望。该值充分考虑了不同风向出现的概率，具有一般性和代表性，可以代表该海域溢油造成的生态损失。用公式表示即：

　　Lave=■fjLj （11）

　　其中Lave为生态损失的的数学期望，万元； fj为j方向风出现的概率，%； Lj 为j风向下溢油生态损失，万元；j为风向方位，一般可取8方位或16方位。

　　2总结与讨论

　　本文阐述了海洋溢油对生态系统的危害，探讨了海洋溢油生态损失预测的方法。在建立三维海流模型的基础上，运用欧拉-拉格朗日方法跟踪油膜的漂移轨迹，考虑不同风向出现的概率，提出了用溢油生态损失的数学期望代表生态损失，该预测结果具有代表性，可以为海洋环境管理提供参考。应该说明的是，数值模拟作为一种技术手段，在未发生溢油之前对溢油可能造成的生态损失进行预测，其模拟的油膜漂移轨迹、扫海面积具有一定的参考价值。但因数值模拟技术本身的局限性，在实际确定油膜轨迹、油膜面积时应结合现场监测、遥感技术等互相印证，综合判断，准确核算生态损失。

　　参考文献

　　[1]李永祺，丁美丽.海洋污染生物学[M].北京海洋出版社，1991.

　　[2]国家海洋局.海洋溢油生态损害评估技术导则[S].北京中国标准出版社，2007.

　　[3]孙文心，江文胜.近海环境流体动力学数值模型[M].北京科学出版社，2004.

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