沿海溢油灾害综合评价【毕业设计】.doc

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1、本科毕业设计（20届）沿海溢油灾害综合评价所在学院专业班级信息与计算科学学生姓名学号指导教师职称完成日期年月I摘要【摘要】。随着全球经济的快速发展，世界各国对能源尤其是石油的需求量也不断攀升，因此石油的开采和运输都得到了极大的发展,同时也使得溢油灾害频繁发生，如何防治溢油灾害成为亟需解决的一大难题和要务。准确的对受污海水的水质做出综合评价，可以为应急反应行动提供有效的科学依据，使溢油危害程度降到最低，具有一定的现实意义。运用灰色关联分析方法，通过对受污染海水的酚、氰、汞、六价铬、砷浓度含量的分析处理，可以准确的对受污海水的水质做出综合评价，从而为应急处理溢油事件和事故索赔提供科学依据，最大限度

2、减少溢油对海域环境的影响。【关键词】溢油；灰色系统；评价。ABSTRACT【ABSTRACT】WITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFTHEECONOMY,THEDEMANDMENTOFENERGY,ESPECIALLYOILISALSORISINGALLOVERTHEWORLDSOTHEOILEXPLOITATIONANDTRANSPORTATIONHAVEMADEAGREATDEVELOPMENTTOO,BRINGINGABOUTFREQUENTOCCURRENCEOFOILSPILLDISASTERSHOWTOPREVENTOILSPILLDISASTERISBEINGAMAJ

3、ORPROBLEMANDPRIORITYNEEDEDTOBESOLVEDITCANPROVIDEANEFFECTIVEEMERGENCYRESPONSEACTIONTOMAKECOMPREHENSIVEASSESSMENTOFWATERQUALITYACCURATELY,WHICHLEADSAMINIMUMDEGREEOFHARMANDHASACERTAINPRACTICALSIGNIFICANCEUSETHEGRAYRELATIONALANALYSISMETHODTOMAKEACOMPREHENSIVEASSESSMENTOFTHEPOLLUTEDWATERABOUTTHECONTENTOF

4、PHENOL,CYANIDE,MERCURY,HEXAVALENTCHROMIUM,ARSENICACCURATELYCANPROVIDEASCIENTIFICBASISFORTHEOILSPILLEMERGENCYANDACCIDENTCLAIMSRESPONSETOREDUCETHEIMPACTOFOILSPILLONTHEMARINEENVIRONMENTANDREDUCEECONOMICLOSSES【KEYWORDS】OILSPILL；GREYSYSTEM；EVULATIOM。II目录摘要IABSTRACTI目录II1海上溢油灾害的现状111研究背景112灾害现状1121国际典型溢油污

5、染事故1122国内典型溢油污染事故22溢油灾害发生的原因、危害和处理方法321溢油灾害发生的原因322溢油灾害的危害3221溢油对人类健康的危害3222溢油对自然环境的危害323溢油的处理技术43大连湾溢油简介和水质的灰色评价631大连湾溢油事件简介6311近期影响6312持续影响632灰色评价7321灰色系统理论的发展7322灰色系统理论的基本思想833灰色关联分析的基本方法和步骤84溢油灾害的启示15参考文献16致谢错误未定义书签。附录错误未定义书签。11海上溢油灾害的现状11研究背景海洋作为一个开放的大系统，它通过与陆地、大气以及底层沉积物进行物质和能量的交换以维持自身生态系统的稳定。海

6、洋覆盖了地球面积的71，是人类巨大的资源宝库，是人类可持续发展所需要的能源、矿物、食物、淡水和重要金属的战略资源基地，也是全球气候调节的主要因子。但是，通过海上方式运输石油量越来越多，海上油井得到极大地开发，这导致海上溢油事故时常发生。中国是仅次于美国、日本的石油进口大国，港口石油吞吐量正以每年1000多万吨的速度增长。19771996年间中国沿海共发生大小船舶溢油事故2353起，平均每隔4天发生一起，溢油量超过10T吨的重大溢油事故65起，总溢油量超过3万吨。溢油事故不断发生，使得渔业、养殖业、旅游业等海洋经济业蒙受了相当大的损失，同时也使海洋环境受到严重污染，给海洋生态资源造成很坏的影响，

7、在经济损失方面的危害尤为严重。所以，开战对海上溢油灾害的研究已经迫在眉睫。12灾害现状121国际典型溢油污染事故1989年3月24日，载有约17万吨原油的美国油轮“埃克森瓦尔迪兹”在阿拉斯加瓦尔迪兹驶往加利福尼亚洛杉机途中，为了避开冰块而航行到了正常的航道外面，在阿拉斯加威廉王子湾布菜礁上搁浅，导致该轮的11个油舱中的8个破损。在搁浅后的6个小时内，从“埃克森瓦尔迪兹”溢出了3万多吨货油。阿拉斯加1100公里的海岸线上布满石油，对当地造成了巨大的生态破坏，约4000头海獭死亡，1030万只海鸟死亡，专家们认为生态系统恢复时间要长达20多年，事故造成的全部损失近80亿美元。1991年1月，海湾战

8、争期间，伊拉克军队撤出科威特前点燃科威特境内油井，多达100万吨石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里区域。2004年12月7日，巴拿马籍集装箱船“现代促进”轮与德国“伊伦娜”轮碰撞，导致1200多吨船舶燃料油溢出，成为近年来较严重的一次溢油事故，全部损失达6800万元。2007年1月和3月11日，越南中部和南部沿海分别发现原油泄漏污染。污染严重影响了包括旅游胜地德南海滩在内的125公里沿海地带。同时越南当年的龙虾和贝类产量也大受影响。污染地带的居民已经收集了1500吨左右的泄漏原油。2010年4月20日夜间，位于美国墨西哥湾的深水地平线（DEEPWATERHORIZON）号钻井平台发生

9、爆炸并引发大火，大约36小时后沉入海中，11名工作人员失踪。这一平台属于瑞士越洋钻探公司，由BP公司租赁。钻井平台底部油井自2010年4月24日起漏油不止，至少已经有500万桶原油喷涌入墨西哥湾，影响路易斯安那、密西西比、亚拉巴马、佛罗里达和得克萨斯州长达数百千米的海岸线。此次事故的漏油量已大大超过1989年埃克森瓦尔迪兹号油轮溢油事故，成为美国历史上最大的溢油事故。虽然在美国国家海上溢油应急反应体系的指挥下，溢油应急响应及时，治理措施采取得当，造成的环境和经济损失相对于瓦尔迪兹号油轮溢油事故来说要小得多（见表一）。类别埃克森瓦尔迪兹号油轮溢油事故墨西哥湾溢油事故2漏油量/万桶26500污染海

10、岸线/千米1900约900死亡海鸟30万只约28万只海獭约4000头数千头表一埃克森瓦尔迪兹号油轮溢油事故和墨西哥湾溢油事故对比然而，事故给生态和环境方面带来的损失却是无法估算的。美国总统奥巴马在5月2日视察灾情时表示，这次原油泄漏可能造成前所未有的环境灾难。122国内典型溢油污染事故中国历史上最大一次船舶溢油事故就发生在南海水域。1976年2月16日，“南洋”轮在汕尾附近海域与他船发生碰撞，导致8000吨货油全部溢出。1983年11月25日，船长207米的巴拿马籍“东方大使”油轮在青岛港黄岛油区装载43000多吨原油出港途中，行驶到中沙礁搁浅，导致货舱受损，漏出原油3343吨。溢油在港内油层

11、最厚处达半米以上，溢油影响了胶州湾及其附近长达230公里海域岸线，同时对附近15000余亩的水产养殖区及90万平方米的风景旅游区和海滨浴场造成严重污染，经济损失达数千万元，损害赔偿1775万元，虽然政府组织大量人力物力进行清污，但其影响仍长期难以消除。1999年3月24日，中国籍“闽燃供2”轮与“东海209”轮在广东省珠海市附近海域发生碰撞而沉没，船上所载的589吨油泄漏入海。2010年7月16日，一艘30万吨级利比里亚籍油轮在大连新港卸油，违规操作引起陆地输油管线爆炸，引发大火和原油入海，50平方公里海面受污染。根据官方的统计数据，此次溢油的总量达到了1500吨，造成巨大的生态灾难。32溢油

12、灾害发生的原因、危害和处理方法21溢油灾害发生的原因船舶油污染主要包括如下3种船舶事故性溢油船舶违章排放造成的油污染船舶装卸作业中的操作溢油。除船舶溢油之外还有钻井平台事故，输油管道破裂等人为或意外事故。22溢油灾害的危害溢油的危害是多方面的，总的来讲有下面两种溢油对人类健康的危害、溢油对自然环境的危害。221溢油对人类健康的危害最典型的是苯和苯的衍生物对人体健康的危害，这些物质苯主要是通过蒸汽威胁人类安全，带来了很多的急性反应症状眼睛流泪，头痛，反应迟钝，昏迷，严重时将会出现呼吸困难，心跳停止，最严重的情况下导致死亡。此外，毒性通过以下三种渠道造成对人体的伤害（一）吸入通过呼吸直接吸入薄雾或

13、泡沫造成中毒。（2）皮肤接触在石油泄漏事件中，皮肤是最容易接触到的，这是溢油不利于人体健康的主要途径。原因是当皮肤暴露于这些油类物质时，通过毛囊和汗腺在皮肤表面直接对人体造成危害，而且反应时间很短。如果皮肤长时间接触，还会导致各种皮肤疾病，严重的甚至导致癌症。（3）吸收如果手接触到油类物质的污染，在进食时偶尔会发生意外吞食引起中毒的情况。总之，长期接触苯及其衍生物，癌症（尤其是白血病）发生率较高。222溢油对自然环境的危害由于石油本身是有毒物质，所以当石油泄漏到海洋时，对海洋环境将有许多危害。它不仅危害海洋自然环境和自然资源，而且还损害海洋野生动物，植物和海洋水产资源和水产养殖资源。L影响海洋

14、生物的正常生活最容易受到石油污染的主要生物是海洋浮游生物，一方面海洋浮游生物对石油毒性非常敏感，另一方面是因为这些海洋浮游生物与水融合，因此他们会吸收大量泄漏的海油。此外，如果海上浮油太多，太阳会变得模糊，给海洋浮游植物的光合作用带来严重的影响，从而加快这些浮游生物腐烂率。如果这些海洋浮游生物因污染变质，那么，其他地方以浮游生物为食的较先进的海洋生物也将受到严重威胁。2危害到鸟类的生活一旦发生海上溢油，溢油对鸟类，特别是进行潜水捕食的鸟类的危害是最大的。这些鸟类以鱼类和小的海洋浮游生物为食，当它们接触海面浮油后，它们的羽毛就会吸收大量浮油，使羽毛失去防水、保温的能力。此外，在鸟类用嘴整理沾满油

15、污的羽毛的过程中，附着在羽毛上的油污会很容易进入鸟类体内而伤及鸟类的内脏，这将导致受溢油污染的鸟类中毒而死。3船舶溢油会危害到海洋哺乳动物4海洋溢油污染对不同的海洋哺乳动物的危害程度是不同的。成年海豹，海豚和鲸鱼和其他哺乳动物，因为他们对海上溢油非常敏感，所以如果有溢油发生，这些动物就可以迅速逃离，从而避免受到溢油的污染。然而，有一些海洋哺乳动物，如一些小海狗，和其他成年海豹和海獭等，因为他们不想离开自己的栖息地，所以当他们在海滩上栖息时就会受到溢油污染的严重危害，甚至引起死亡。4船舶溢油会危及浅水域及其附近的岸线海洋生物的活动大部分是集中在浅水域，如幼鱼，珊瑚和贝类等。今天，对石油污染损害社

16、会的最强烈反应就是对该类水域的污染危害。在海岸线附近的浅海水域和海滩油污污染将会对当地旅游业的发展产生影响，如果石油污染发生在旅游旺季，那么旅游业所造成的伤害是无法估量的。此外，在附近的海岸线，盐和水的海水淡化设备浅水水域受到石油污染。红树林，沼泽和湿地等海岸线，因为资源价值高，在石油污染事件中，对它们所造成的危害是无法估量的。5船舶溢油会危害到渔业的发展幼鱼和成年鱼对油污的敏感度是不同的，成年鱼是非常敏感，所以在石油泄漏事故发生时，他们会迅速游离溢油水域，而幼鱼是生活在浅水区，受到溢油污染的可能性就会很大。溢油危害主要体现在两个方面，一方面是由于石油污染对渔业资源的损害，在当地，另一方面是由

17、于油污会损害到网具。6船舶溢油会危害到水产养殖业一旦在沿海水域发生污染事故，此海域的水产养殖业会受到巨大的危害。例如，在网箱力养殖的鱼，因为他们无法逃脱，这部分鱼受到溢油污染后就根本不能食用。此外，如海带，贝类，海参等海鲜以及沿海水产养殖的产品也是如此。23溢油的处理技术当发生漏油时，应该先采取有效措施，防止溢油扩散。然后将漏油根据溢油条件，天气，海洋状况等采用物理处理、化学处理、生物处理法、溢出油回收或在水中直接处理。1物理处理法1）围油栏。当发生漏油，首先采取的措施是应有效地放置围油栏以防止溢油的扩散,便于回收。围油栏不仅控制石油的性能好，而且能够运输，使用，回收油，并且易清洁。围油栏对复

18、杂海况适应性强，也具有良好的强度和耐久性。英国VIKANA围油栏成功地包围了生产35万T安特卫普港口溢油；1999年，获得瑞典专利的BOOMVANE围油栏，成功地处理了哥伦比亚海岸的石油泄漏灾难。2溢油回收设备。俗称为撇油器，有许多不同的种类，如常用的堰撇油器，吸入式撇油器、围油栏撇油器、油拖把等。溢油回收设备，除了能够更好地满足采油速度恢复效率，而且还必须考虑波浪，水，油的粘度和油膜厚度。针对目前的“点”溢油回收和“线”的溢油回收的缺点，撇油器提出“飞机”溢油回收技术，使大规模溢油的控制，加厚和快速恢复得以实现。3）吸附法。吸收剂可吸收材料的使用性质的材料，回收漏油，吸水材料常用的有高分子材

19、料，天然材料，有机材料。作为吸附材料必须满足有一个较大的表面面积，亲油疏水性，吸收迅速，良好的浮力，没有对环境的影响。日本一家化学公司研制的“ASSW5“新油吸附剂，以稻壳制成的活性炭为原料制成，吸波材料可以吸收每升约68公斤的原油公斤，对海洋环境没有二次污染。2化学处理法1）化学试剂。使用化学消毒，通过改变油的物理性质，使溢油易降解或者回收。常用的化学试剂有消油剂，凝油剂，集油剂。化学试剂要求试剂生物降解性好，毒性低，对海洋生命，良好的兼容性与溶剂，低温冷冻无降水，价格低廉等。如十二烷酸，十四烷酸，棕榈酸，硬脂酸等都具有良好的应用前景。2）燃烧法。用火点燃溢油，减少水的污染，也被成为燃烧。燃

20、烧溢油与溢油的厚度，风化程度，乳化程度以及海洋状况有关。燃烧法具有出油率高、无经营性促除设备、后续处理残留少、处理成本低、适应性强、工作时间短、操作简单等优点，但是燃烧溢油浪费资源，并且燃烧过程受挥发油成分以及油层厚度的影响，很容易造成二次污染。就地燃烧法通常用于其他处理方法不适用的场合,在含水率、油层厚度等条件合适的情况下就地燃烧是一种有效的处理溢油的方式。3生物处理法。油中含有碳氢化合物，在适当情况下被降解微生物代谢成二氧化碳，水和其他无害物质，部分被讲解成中间性物质，部分则难以被生物降解。生物方法同物理或者化学方法相比，成本低，投资少，效率高，安全，并且残留少，被认为是最可行、最有效的方

21、法。特别是随着基因工程技术的发展，产生了降解能力超强的超级细菌，生物处理法成为越来越多国家关注的焦点。应当指出的是，细菌的降解能力不仅取决于细菌的数量和特征，也受到溢油程度和原油的组成和环境条件的影响，如温度，溶解氧，营养盐，水温度特性。总之，在开放的海洋或者沿海水域的石油是比较容易清除的，应该及时的采取以上的方法清楚油污。然而，由于风，水流等因素，如果不能够及时的清除油污，石油就可能上岸，使问题变得复杂。如果远海水域的大型石油泄漏发生，在溢油飘逸不能确定方向的大行动实施之前，应进行大规模的预测评估，要考虑到油膜可能漂移的所有方向上的最重要资源。如果监测结果表明，油膜可能向某个敏感区漂移，就必

22、须在油膜未达敏感区时，决定是否处理及如何处理油膜，同时采取行动保护敏感海岸线。如果油膜向海岸漂移，并且它的漂移轨迹可以预测的话，那么一些特殊区域的保护就应当被高度关注。如果溢油事故发生在近海水域，在油膜漂移向海岸并且只有几个小时进行处理的紧急情况下，做出紧急的决策就特别的重要。首先考虑将油膜从敏感区清除并妥善处理可能性，接下来考虑怎样将溢油转移到次敏感区域，如将溢油向沙滩搁浅或将溢油溶散于水里。在海况不允许采用围堵及回收的情况下，唯一可行的海上应急策略可能就是喷洒消油剂了。最新的低毒消油剂在一些情况可以最低程度的降低溢油危害。例如，当海鸟或者敏感海岸线正在遭受漂浮油膜的紧急威胁，并且喷洒消油剂

23、对渔业资源造成危害很小的时候，可以使用消油剂。63大连湾溢油简介和水质的灰色评价31大连湾溢油事件简介大连新港位于辽东半岛南端的大孤山东北麓，黄海岸边的大窑湾西南侧。是一个现代化深水油港。大连新港现在是中国原油对外出口的重要基地，新港的水域面积180平方公里，陆域面积157平方公里，每年上千万吨的大庆原油从这里装船运往国内和世界各地。大连物产丰富，盛产海鲜，新港周围有多个养殖基地，包括广鹿岛、獐子岛、大小长山岛、乌蟒岛、海洋岛、等。同时，这里冬暖夏凉，气候宜人，风景秀丽，是我国少有的天然良港，是一个旅游胜地，受到国内外游客青睐。2010年7月16日晚18时许，大连市大连新港附近中石油的一条输油

24、管道发生爆炸起火，大约1500万顿石油进入海洋，大面积海域受到污染，重度污染区域约为12平方千米。事故发生后，各级政府积极进行石油污染的清理工作，控制油污面积。这次事件对海洋经济（包括海洋交通运输业、海洋渔业、滨海旅游业等）的影响逐渐显现，后期影响仍将持续。311近期影响石油由北向南的线路受到阻碍，部分产品出现退货。在这次事故发生后，为了保障通航安全，海事部门已经在部分港口区域采取了封锁措施，对周围地区采取了不同程度的交通管制。7月20日17时，受影响的海域的通航条件已经得到改善，大连港已经恢复了通航。在码头关闭的这段时间内，对原油、铁矿石和粮食的进口业务造成了直接的影响。中石油公司7月份北油

25、南下计划的总量为1735万吨，在事故放生后，炼油厂的部分成品油已经转运到其他的港口。大连逸盛大化的PTA逞能是120万吨/年，它的产品通过大连港运输到华东地区，由于受到了封航的影响，它的产品已经被迫临时改由天津港运输。由于部分化工和液化气、石油产品受到运输限制，已经出现了退货的情况。由于市场上供大于求，因此此次封航事故对石油加工业影响很小。由于石油加工企业通常会有一定的库存，无论是原料的输入还是产品的输出，短期封航对工厂基本没有影响。封航期间，大连石化和大连福佳石化均正常开工，“三苯”的供应没有影响。并且芳香烃市场目前供大于求，因此几十工厂开工率不足，依然能够满足市场的需求。受封航的影响，游客

26、数量明显减少，餐饮业业务下降。国家海洋局公告显示金石滩附近海域出现了漂油带，并且1/3的海滩被石油污染，棒棰岛浴场的海面和海滩上都有大量的油污。自7月17日起，前往大连的旅客明显减少，近期各大城市飞往大连的机票折扣较低。大连开发区内的海鲜馆的生意出现了大幅下滑，销售状况不容乐观。开放区中的大型海鲜批发市场中，大量海鲜出现了滞销的现象。大量的新鲜产品还未上岸，使渔业尚未受到损失。大连海域受到漏油事故的影响眼中，水产品市场对大连海鲜“谈之色变”。然而，现在是休渔期，由于没有大量新鲜海产品上货，因此这次溢油事故对大连渔业造成的影响尚未显现。通常大连的海鲜产品主要是牡蛎和海参，其中贝壳类海产品的供应时

27、期是从10月份到次年7月份。一进入7月份，由于天气炎热，牡蛎在运输过程中容易缺氧死亡，因此近期没有大连海产品进入外地批发市场。现在市场上的辽参都是由干燥的春季收获人参进行加工而成的，没有受到污染，因此价格、供求都是稳定的。312持续影响7海产品产量下降，海鲜价格波动。在事发地点周边的区域内分布有多处海水养殖基地，而由于风向、水流、潮汐等的影响，油污的扩散可能会使上述区域也受到污染，从而影响害产品的质量，导致海鲜价格波动。10月份的休鱼期过后，由于石油污染而造成的海产品质量下降将不可避免。现在先问产地再购买该县的现象屡见不鲜，广州、长春、天津等地的海鲜价格已经出现了涨价迹象，这是针对未来的海鲜市

28、场供需状况预期的变化作出的价格上调。休鱼期过后，海鲜市场价格波动是不可避免的。这一事件造成的长期的消费者的心理影响势必会影响大连海鲜的品牌效应。游客取消预订，维护景区将导致旅游收入减少。在石油泄漏的影响下，大多数的旅行团已调整参观路线，避开受影响的地区，甚至被迫选择其他城市。据报道，80游客已经取消了金石滩旅游预订。政府决定对金石滩沙滩，老虎滩进行维护，并对金石滩进行换沙。七月和八月是大连旅游的旺季，客流量的减少将不可避免地导致旅游收入大幅减少。环境受到威胁，次生环境灾害处置困难。石油管道爆炸、漏油造成的大连湾海域的水质的变化严重威胁到海洋生物和生态系统。国际经验表明，不可能完全清理石油泄漏的

29、污染，石油泄漏造成的影响时不可挽回的、长期的，这些影响将缓慢被释放和发现，而对石油泄漏引发的次生环境灾害的处置难度较大。32灰色评价321灰色系统理论的发展在过去的二十年间，在国内外已提出了各种水质评估方法。其数学模型大致可分为四类污染指数法、分级评价法、，统计法和模糊综合评价方法。虽然这些方法都有其自身的特点，但其也存在一些缺点和不足。即使是新提出的模糊综合评价方法，也有一些不合理的因素需要进一步解决，如1、在评价中需要使用取大和取小算子，这是一个典型的“主因素决定型“综合评价模型。评价结果决定于最大算子的参数，在一定范围内其他参数的变化，不影响评估结果。所以它忽略了次要参数的影响。2、有一

30、定概率出现最大隶属度和两个不同等级参数同时对应的情况。因此，这样的评价结果不能完全反映水质的污染程度，未达到评价的要求。实际上，水质污染既是一个模糊概念，同时具有灰色性质。因此，用灰色系统理论研究水质评价是一个值得深入探讨的新方法。灰色系统理论是华中理工大学邓聚龙教授1982年3月创建的一个新的学科。同完全已知的白色系统和完全陌生的黑色系统不同，邓聚龙将内部结构和特性已知一部分和部分未知的系统，称为灰色系统。过去，现代控制理论和模糊在这方面往往效用不大，现在灰色系统理论给处理各种复杂的伺服系统理论带来了一种新的方法。这种方法是从系统内部对系统的参数和理论研究的东西进行处理，用灰色参数，灰色代数

31、方程，微分方程，灰色矩阵来对系统描述。处理。灰色参数是已知一些性质，其他性质未知的参数，灰色微分方程所表示的系统是变化率为常数的系统，灰色矩阵表示各种因素之间的关系。这一理论的核心是通过离散数据来建立微分方程的动态模型（GM模型）。灰色系统理论已被用在科学，经济，农业，气象，水利，生态，生物，社会等领域，有明显成效。以前对我国的粮食产量进行预测是通过卫星的远程传感技术，只提前20天预测产量，而用灰色系统理论预测模型，能准确预测未来二十年粮食生产量。1982年预测值与实际数字只有千分之四的差异。另一个例子通过灰色系统理论可以得到棉花蚜虫和天敌瓢虫的最佳配比，为棉田害虫进行生物防治提供了技术支持，

32、不仅节约成本，还可以提高防治效果。对于多目标决策问题，如使用灰色系统理论决策，可以获取最优算法。如河南胜利运河工程在考虑次生盐渍化、适时灌溉、经济三个因素，利用灰色系统理论决策计算，取得最佳方案吗，多年以来证明非常有效，不仅能有效地控制地下水位，又能满足各种作物的生态要求，取得了大面积灌溉农业的丰收。可见，灰色系统理论和方法将被大8规模运用到自然科学和社会科学中，在各个方面都可以提供巨大帮助。322灰色系统理论的基本思想随着科学技术的迅猛发展，信息交流越来越不可或缺。人们已经认识到，有效地提取，过滤，处理信息是很重要的。从1982年华中理工大学邓聚龙教授首先发表的灰色系统论文灰色系统的控制到现

33、在，国内外学者和相关工作人员给予了充分肯定和支持。这个理论广阔的发展前景日益受到社会的广泛认可。在控制理论中，将信息完全明确的系统称为白色系统，信息未知的系统称为黑色系统，部分信息明确，部分信息不明确的系统称为灰色系统。“信息不完全”是“灰”的基本含义，从不同的场合，不同的角度看，还可以将“灰”的含义加以引申如表二黑色系统灰色系统白色系统信息未知不完全完全表象暗若明若暗明朗过程新新旧交替旧性质混沌多种成分纯方法否定扬弃肯定态度放纵宽容严厉结果无解非唯一解唯一解表二黑色系统、灰色系统和白色系统对比表“信息非完全”原理通是过实现局部和整体的转化来进行的，同事这也是灰色系统理论研究问题的最根本特点。

34、灰色理论处理实际问题的基本思路是根据非唯一性原理，不但可选择性强而且具有实效性。在实际生活中人们也是习惯于通过已经掌握的知识，加以开拓创新，来获取更多的知识。“非唯一性原理”具有目标唯一性和目标可约束的综合特性，具有很大的灵活性，在目标、信息方案方面都可以做很多完善补充，效果也具有一定的可塑性。在面对许多可能的解时，能够通过定性分析、补充信息、确定出一个或几个满意解。“非唯一性”通过数学计算方法中最普遍使用的定性分析和定量分析来进行计算，它的主要的研究目标是灰类、灰数。因此，灰色系统理论的主要内容是灰数及其运算、灰色矩阵与灰色方程的研究。33灰色关联分析的基本方法和步骤系统分析是对一个系统内的

35、基本问题，采用系统的方法进行分析研究，建立系统模型，进行定性与定量相结合的分析。在系统分析中，为了研究系统的结构和功能，明确而具体地表达出系统的工作特性，就要建立适当的数学模型去描述系统。而这样做时，主要的工9作就是要分析各种因素，弄清因素间的关系，这样才能抓住影响系统的主要矛盾、主要特征和主要关系，从而为分析研究提供必要的基础。一般来说，构成现实问题的实体因素是多种多样的，因素间的实体关系也是多种形式的。因而要想知道素和因素间的全部关系是不可能的，也是不必要的。在这种情况下，只需着眼与决策者的目的相关的主要因素和关系。在系统分析中，常用的定量方法是数理统计法，如回归分析，方差分析，主成分分析

36、等，尽管这些方法解决了许多实际问题，但它们往往要求大样本，且要求只有典型的概率分布，而这在实际中却很难实现。灰色系统理论中的灰色关联分析方法则可不受这些局限，并可在不完全的信息中，对所要分析研究的各因素，通过一定的数据处理，在随机的因素序列间，找出它们的关联性，找到主要特征和主要影响因素。灰色关联分析是基于行为因子序列的微观或宏观几何接近，以分析和确定因子间的影响程度或因子对主行为的贡献程度而进行的一种分析方法。它对样本量的大小没有太高的要求，分析时也不需要典型的分布规律，而且分析的结果一般与定性分析相吻合，具有广泛的实用性。灰色关联分析是一种多因素统计分析方法，它是以各因素的样本数据为依据用

38、系数，和分辨力成反比，一般情况下05。（2）IK是指第K个指标下X0和XI的绝对差。（3）MIN称为两极最小差，其中KKMINI为第一级最小差表示在XI曲线上各相应点与X0中各相应点的距离的最小值；MINMINIKKI表示在各曲线找出最小差1赖强水域危险度的灰色评价及其在广州港的应用D硕士学位论文大连大连海事大学，200210MINIKK的基础上，再按I1,2,M找出所有曲线中最小差的最小差。MAX为两极最大差，意义与MIN同理。3求子序列XIK对母序列XX0K的关联度111KNIKI将N个对象关于指标J的取值相应的分为S个分类，称为J指标子类。J指标K子类的白化权函数记为XFKJ，XFKJ的

39、典型白化权函数分段表达式为4,3,3443,2,12,1,1214,1,0XXXXXXXXXXXXXXFKJKJKJKJKJKJKJKJKJKJKJKJKJKJKJXXXXXXXX若白化权函数XFKJ无第一个和第二个转折点，则称为下限测度白化权函数。若XFKJ的第二个和第三个转折点重合，则称为适中测度白化权函数。若XFKJ无第三和第四个转折点，则叫做上限测度白化权函数。对于上面的J指标K子类白话权函数，令232JXXKJKJK，则称KJ为J指标K子类临界值。对于其他类图形，KJ就是转折点对应的X值。此时，M1JJKJKKJ为J指标关于K子类的权，KJJIJKJKJXFM1，为对象I属于K灰类的

40、指标变权聚类系数，这样我们可以得到SNNNSSKJR212221212111为聚类系数矩阵。若SKKIKI1MAX，则称对象I属于灰类K。上面提到的J指标K子类白话权函数基本上是由经验判定的，当对待实际的问题时我们可以根据具体的环境，以总体为研究对象，也可以只根据据类对象来确定白话权函数。11所以，灰色聚类分析是有一定的工作范围的，而这个范围，就是确定白话权函数时所用的决定范围。4、灰色聚类的步骤如下、给出J指标K子类白化权函数，J1，2，MK1，2，S，、根据经验或分析结论确定各指标的聚类权，J1，2，,M；、计算聚类系数KI，I1，2，NK1，2，S，构造聚类系数向量；、判断SKKIKI1

41、MAX，则断定对象I属于灰类K。5、建立灰色评价模型为建立水质评价的灰色理论模型，将样本J和第H级标准的接近程度D用样本和各标准的差异程度HJ为权的加权广义距离来表示，即,1HJXXXXHJIMIIHJD，,2,1MII为各个评价指标的权重。我们构造一个目标函数NJHJMIIIHNJIHXXXXDHJF11I12HJ112HJ,MINMINMIN,，设IHHJ11，那么根据上面两式可以构造拉格朗日函数1,12112IHHJMIHJIIIHHJHJXXL。分别对式的变量HJ和系数求偏导数，同时令偏导数等于零，有02,212,MIHJIIHJHJHJXXL01,1IHHJHJL12将两个等式联立，

42、有IHMIHJIIMIHJIIHJXXXX12121,1,1由于灰色关联度MIHJIIHJHXXXX1,，可得IKKJKHJHIKMIKJIIMIHJIIHJXXXXXXXX121211,1,1这个式子就是水质综合评价的灰色评价模型，取HJ最小值所符合的级别为评价对象样本的水质评价级别。6、实例分析。大连湾海域一样本点检测的水质数据如表三表三大连湾水质污染物含量数据表中国地表水水质分级标准如表四级别酚氰汞六价铬砷000100200002500020020002005000100500400102000005020020表四中国地表水水质分级标准污染物酚氰汞六价铬砷含量（MG/L）0010040

44、XXXXXXIKIIIKIIKI，我们可以得到1,42060,33330,87790,38990,1XXI，85190,48940,36510,93500,41820,1XXI，38990,1,74190,47330,1,1XXI，在级水质标准的每个指标数据作为标准的情况下，各评价指标的权重为030,280,360,050,280W由MIHJIIHJHXXXX1,，可得42080,1XX，45790,1XX，86240,1XX，代入IKKJKHJHIKMIKJIIMIHJIIHJXXXXXXXX121211,1,1式子可得14480201，405501，114301因为1111430MINH，

45、所以该样本点水域水质等级为级，属于重度污染。从这个计算结果和众多溢油灾害发生后的污染情况来看，溢油污染对海域水造成了很大的破坏，水中所含污染物大大超过了国家水质标准。不仅如此，石油污染还具有时间长、消除慢的特点，一次重大溢油时间发生后，这个海域的水质和海洋环境需要十年甚至几十年几百年的时间去恢复，因此，我们应该对已经发生的溢油事故进行反思，并尽力去预防类似灾害的再度发生。154溢油灾害的启示现如今，石油泄漏灾害频繁发生，我们不仅要努力控制受污染的水域，也应该认识到事情的根源如何防治溢油灾害。海洋石油泄漏处理困难，危害性极大，所以提前预防是最好的办法。美国已经对这次墨西哥湾溢油事件进行详细调查，

46、确保此类灾害不再或很少发生。为了减少石油开发对环境的潜在污染问题，首先要加强对石油开采的监督，确保安全措施到位的严格执行。钻井平台的储油量大概有5万吨左右，如果泄漏之后，会产生极坏的影响。因此海事、海洋和其他与海洋管理有关的部门要加大配合力度，积极落实各项安全控制措施。为了加快对溢油事故反应速度，提高反应效率，我们要进一步完善我国的溢油应急机制。在墨西哥湾溢油时间发生后，美国政府在一周后在有所动作，说明就连世界经济最强国美国在溢油反应机制方面也有所欠缺；但是，美国在溢油事故之后的治理工作中中使用的资源和设备，表明美国在溢油反应机制方面的建设还是值得我们借鉴性的。我们应该根据我国具体国情，努力改

47、进我国的溢油反应机制。还有很重要的一点，我们要重视油船的运输安全问题。尽管这次大连湾溢油事故跟油船无关，但是我国作为石油进口排名世界前列大国，90的石油运输是由海上船只来进行的，风险性相应的也在增大；与此同时，现如今的运输船只的吞度量逐步增大，一旦有一艘船只发生意外事故，就是产生极大的破换性。因此，我们要尽力确保运输船只的安全，可以最大限度的防止溢油灾害的发生。当然，这就给海事部门、船检部门、航运单位提出了更大的考验，要做好每个方面的防备工作，确保运油船的安全。防治溢油灾害，已经刻不容缓。16参考文献1赖强水域危险度的灰色评价及其在广州港的应用D硕士学位论文大连大连海事大学，20022许欢海上

48、溢油事故风险评价回顾与展望J环境评价2005，850523冯玉国水质综合评价灰色理论模型及其应用J重庆环境科学,1995044邵明芹基于多层次灰色模型的船舶溢油风险评价研究J201065姜胜广州海域主要污染物的分布与环境质量评价J200656冯玉国水质综合评价灰色理论模型及其应用重庆环境科学J1995年第四期7刘松树海上船舶油污损害赔偿评估方法与应用研究J2001118王克三模糊数学方法在地下水水质污染综合评价中的尝试J（徐州市环境科学研究所）9ANUNSTRUCTUREDGRID,FINITEVOLUMECOASTALOCEANMODELFVCOMUSERMANUAL,FVCOMUSERMANUALJUNE2006,SMAST/UMASSD06060210YONGSHENGWUANDZHAOYINWANG,NUMERICALSIMULATIONOF1998REDTIDEOFTHEBOHAISEAM11奚风华,刘家新油船溢油风险评价指标体系的构建及应用J武汉理工大学交通学院,武汉43006312王凤武,吴兆麟,郑中义大风浪海损事故的灰色关联分析J大连海事大学航海学院,辽宁大连1160

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