陳榮昌+李濤+趙前

摘 要：本文分析了膠州灣溢油風(fēng)險現(xiàn)狀及發(fā)展形勢。研究了環(huán)境敏感指數(shù)（Environmental Sensitivity Index，ESI）的分類和國內(nèi)外應(yīng)用情況。基于高分辨率的World View衛(wèi)星影像，結(jié)合現(xiàn)場踏勘和資料搜集獲得的敏感資源資料，借助溢油敏感資源及應(yīng)急資源管理系統(tǒng)（OSERS2.0）建立膠州灣及附近海岸線的ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖。ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖對于溢油污染事故應(yīng)急處置的輔助決策具有重要作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境敏感指數(shù)圖 ESI 溢油 膠州灣

在世界范圍內(nèi)，幾乎每年都要發(fā)生一次泄漏量在萬噸以上的油輪溢油事故，因油輪溢油事故進(jìn)入海洋的石油每年約為39萬t，其中最嚴(yán)重的一次船舶事故溢油量達(dá)26.7萬t。據(jù)1973～2007年資料統(tǒng)計，我國沿海共發(fā)生大小船舶溢油事故2742起，其中溢油50t以上的重大船舶溢油事故共79起，總溢油量達(dá)37887t。膠州灣及附近海域也發(fā)生過多起溢油事故，造成環(huán)境敏感資源的重大損失。在溢油事故中，漂浮的油污很可能直接污染海岸線，導(dǎo)致海岸環(huán)境遭受溢油污染的風(fēng)險相對較高。溢油的歸宿和污染后果對于不同的岸線類型有著顯著的差異，并且岸線類型也決定了不同的清污方法，因此在溢油事故應(yīng)急處置中，ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖對于溢油事故的正確處置具有重要意義。

膠州灣溢油風(fēng)險分析

1、交通流量和貨運量

地處膠州灣的青島港2013年吞吐量達(dá)4.5億噸，成為總吞吐量排名世界第七的大港。青島港也是我國規(guī)模最大、設(shè)施最先進(jìn)的石油中轉(zhuǎn)港之一，油品年吞吐量已經(jīng)超過5000萬噸，且呈現(xiàn)出持續(xù)增長勢頭。目前，青島港的大部分大型油碼頭分布在膠州灣內(nèi)，油品運輸船舶需要經(jīng)過膠州灣口，每年有7千多艘次油船進(jìn)出膠州灣。隨著膠州灣及附近岸線港口碼頭的建設(shè)、航道通航能力的擴展以及油碼頭噸級的提高，勢必大大增加膠州灣內(nèi)及灣口外近岸海域的溢油事故風(fēng)險。

2、敏感資源

膠州灣位于山東半島東部，東南臨黃海，灣內(nèi)面積約400km2。膠州灣內(nèi)及膠州灣口外岸線附近的溢油敏感資源眾多，灣內(nèi)有膠州灣海洋特別保護(hù)區(qū)及膠州灣漁業(yè)區(qū)，保護(hù)對象為海洋生態(tài)、鳥類和魚類；膠州灣口以北分布有匯泉灣東部珍稀海洋動物保護(hù)區(qū)、浮山灣奧運場館區(qū)和青島前海濱海風(fēng)景區(qū)等，膠州灣口外分布有文昌魚水生野生動物自然保護(hù)區(qū)、大公島島嶼生態(tài)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)等，膠州灣口以南則分布有靈山灣濕地保護(hù)區(qū)、靈山島自然保護(hù)區(qū)和薛家島旅游度假區(qū)等。

3、溢油事故對敏感資源的損害案例

膠州灣及其口外兩側(cè)岸線附近的自然保護(hù)區(qū)、濕地保護(hù)區(qū)、漁業(yè)區(qū)較多，對于海域生態(tài)環(huán)境平衡具有重要作用，一旦發(fā)生溢油事故，將會對敏感資源造成難以恢復(fù)的損害。另外，旅游度假區(qū)、奧運場館區(qū)、風(fēng)景區(qū)以及青島城市岸線一旦受到特大溢油事故污染，除敏感資源直接受損外，旅游環(huán)境會遭到嚴(yán)重破壞。如1983年巴拿馬籍“東方大使”號油輪，出港途中在膠州灣內(nèi)的中沙礁觸礁擱淺，船體破損后泄漏原油3343.6t，污染了230km海岸線、90.5萬m2灘涂及礁石、6.6萬m2海水浴場，污染了海帶、貽貝、雜色蛤等養(yǎng)殖區(qū)1.5萬畝，1.9億株海帶幼苗被毀，污染損失達(dá)2800萬余元。

因此，避免、減少和有效控制溢油事故，最大限度減輕溢油事故對岸線資源的損害程度，對于保護(hù)膠州灣及灣口附近的各類敏感資源、維持和保護(hù)膠州灣的生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)膠州灣海域的可持續(xù)發(fā)展，是十分必要的。

環(huán)境敏感指數(shù)圖

1、環(huán)境敏感圖和環(huán)境敏感指數(shù)ESI

岸線環(huán)境敏感指數(shù)（Environmental Sensitivity Index，ESI）是NOAA有毒物品反應(yīng)評估處研制的用于美國沿海和大湖地區(qū)溢油應(yīng)急反應(yīng)敏感圖制作的岸線敏感性指數(shù)。1979年墨西哥灣“IXTOC 1”油井泄漏事故發(fā)生的前幾天，首張環(huán)境敏感指數(shù)圖誕生。此后，環(huán)境敏感指數(shù)圖成為美國溢油應(yīng)急規(guī)劃和應(yīng)急反應(yīng)不可或缺的組成部分，環(huán)境敏感指數(shù)圖的地圖集覆蓋了美國的大部分海岸線，包括阿拉斯加和大湖區(qū)岸線。環(huán)境敏感指數(shù)圖總體來說包括三類信息：

岸線類別。根據(jù)岸線對油污的敏感程度、油污滯留特性和油污清除難易程度，按一定標(biāo)準(zhǔn)劃分的岸線環(huán)境敏感分級指數(shù)。

生物資源。包括對油污敏感的動物、稀有植物和棲息地，例如沉水植被和珊瑚礁。

人類活動資源。由于被人類開發(fā)和利用而附加了敏感性和價值的特定區(qū)域，例如沙灘、公園、海洋保護(hù)區(qū)、取水口以及文化遺址等。

其中，用于岸線環(huán)境敏感性分級的ESI指數(shù)原則上把岸線分為10級，即ESI由1～10級，敏感性逐步增大，同時不同ESI級別分別代表不同岸線類型。另外，在應(yīng)急處置過程中，對應(yīng)不同的ESI數(shù)值，有相應(yīng)的處理對策措施。由于ESI指數(shù)使用早，分類系統(tǒng)完整，采用的國家較多，影響較大，所以ESI在某種程度上可視為一個標(biāo)準(zhǔn)。

NOAA完整的ESI岸線分級標(biāo)準(zhǔn)包括了四種岸線類別：河口、湖岸、河岸和沼澤，詳見表1和表2。

2、ESI在國內(nèi)外的應(yīng)用情況

1976年，Michel等人在庫克灣的研究中，首次提出了海岸環(huán)境圖件及按照相對敏感程度分級的概念。從那以后，岸線分級被逐漸細(xì)化并覆蓋了美國北部、中部和東部部分岸線類型。目前，NOAA在其環(huán)境應(yīng)急管理平臺（Environmental Response Management Application， ERMA）中，集成了靜態(tài)和實時數(shù)據(jù)，包括ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖、船位、氣象和潮流等信息，給環(huán)境應(yīng)急反應(yīng)人員和決策人員一個集成化且易于使用的平臺。在NOAA的網(wǎng)站上為公眾提供ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖集的下載服務(wù)。從1989年起，美國的環(huán)境敏感指數(shù)圖集開始結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）進(jìn)行制作和管理，在信息的管理、更新和傳遞過程中更加方便。ESI岸線敏感性指數(shù)圖已經(jīng)在美國得到了廣泛的應(yīng)用。endprint

我國在90年代開始引進(jìn)ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖，如李筠等人利用地理信息系統(tǒng)制作了包含ESI指數(shù)的環(huán)境敏感圖，并成為珠海港溢油應(yīng)急計劃的重要組成部分；喬冰等人研制的深圳溢油應(yīng)急智能信息系統(tǒng)中引入了ESI指數(shù)；張衛(wèi)等人研究了ESI指數(shù)的分級方法?？傮w而言，ESI指數(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用尚不多見。

膠州灣ESI岸線環(huán)境敏感圖的建立

1、海岸線調(diào)查和資料搜集

在海岸線調(diào)查工作中，采取了實地調(diào)研和資料搜集相結(jié)合的方式，其中實地調(diào)研的范圍、內(nèi)容和方式如下：

調(diào)研范圍：自丁家嘴岸線（N35°54′36.67″，E120°8′0.63″）至石老人岸線（N36°5′37.29″，E120°28′38.68″），岸線全長約26.87km。調(diào)查潮間帶以上約100m范圍內(nèi)的岸線及附屬設(shè)施。

調(diào)查內(nèi)容：主要涉及敏感資源原始數(shù)據(jù)的內(nèi)容，包括岸線類型、岸線坡度等自然條件，以及岸線利用情況、岸線資源類型等信息。

調(diào)查方式：采用現(xiàn)場記錄表格、手持GPS定位、攝影及錄像的方式記錄岸線資源信息。調(diào)查過程中的交通工具采用船只和車輛，便于通過陸路抵達(dá)的岸線通過車輛到達(dá)，陸路距離較遠(yuǎn)的岸線通過船只調(diào)查。

資料調(diào)研則包括對膠州灣海域敏感資源的相關(guān)文獻(xiàn)資料搜集，如海洋功能區(qū)劃、海圖等。

2、數(shù)據(jù)分析和整理

本研究采用溢油敏感資源及應(yīng)急資源管理系統(tǒng)（Oil Spill Emergency Response System 2.0，簡稱“OSERS2.0”）進(jìn)行編輯，主要包括幾方面工作：

采用分辨率0.5m的WorldView衛(wèi)星影像作為底圖，調(diào)整投影方式與海圖匹配，然后利用OSER2.0的GIS編輯功能生成Shape格式的岸線矢量圖，見圖1。

根據(jù)調(diào)研獲得的分段岸線GPS坐標(biāo)、影像和錄像資料，結(jié)合衛(wèi)星影像進(jìn)行岸線分段，關(guān)聯(lián)各段岸線的影像和錄像資料，見圖2。

在分段基礎(chǔ)上，綜合實地調(diào)研和資料調(diào)研成果，填入各段岸線的屬性參數(shù)，包括ID、名稱、位置、長度、水上功能、岸上功能、底質(zhì)、坡度、形態(tài)結(jié)構(gòu)、能量、價值、敏感時間、ESI、SI、PI、聯(lián)系人、電話和備注等。

3、成果及應(yīng)用

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和整理，膠州灣及周邊26.87km長岸線被劃分為343個分段并賦予了屬性參數(shù)，關(guān)聯(lián)了實地照片和錄像。膠州灣ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖成果保存在OSERS2.0系統(tǒng)的矢量和影像數(shù)據(jù)庫中，并與系統(tǒng)的溢油預(yù)測模擬結(jié)果實現(xiàn)耦合疊加，可直觀顯示溢油事故可能污染的岸線區(qū)域，并給出對應(yīng)岸線ESI指數(shù)的溢油污染應(yīng)急處置對策措施。

結(jié)語

膠州灣內(nèi)及灣口附近的溢油敏感資源包括保護(hù)區(qū)、漁業(yè)區(qū)、旅游區(qū)、城市岸線等。隨著青島港的快速發(fā)展，油品碼頭噸級的提高、船舶數(shù)量和油品運量的不斷增長，增大了船舶交通事故發(fā)生的可能性，從而也增大了發(fā)生船舶溢油事故的風(fēng)險。

本文論述了ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)分類、發(fā)展歷史及其在國內(nèi)外的應(yīng)用情況；對膠州灣及其周邊26.87km長岸線進(jìn)行了實地調(diào)研，并搜集了敏感資源相關(guān)資料；利用溢油敏感資源及應(yīng)急資源管理系統(tǒng)（OSERS2.0），在高分辨率衛(wèi)星影像底圖的基礎(chǔ)上，將研究岸線分成343個分段，并根據(jù)ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的需要賦予了屬性參數(shù)。本研究成果可用于膠州灣岸線及相關(guān)敏感資源數(shù)據(jù)庫的建立、管理和維護(hù)，結(jié)合OSERS2.0的預(yù)測預(yù)警、敏感資源和應(yīng)急資源管理功能，可對岸線敏感資源應(yīng)對溢油污染事故的預(yù)測預(yù)警和應(yīng)急處置提供應(yīng)急決策支持。endprint

我國在90年代開始引進(jìn)ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖，如李筠等人利用地理信息系統(tǒng)制作了包含ESI指數(shù)的環(huán)境敏感圖，并成為珠海港溢油應(yīng)急計劃的重要組成部分；喬冰等人研制的深圳溢油應(yīng)急智能信息系統(tǒng)中引入了ESI指數(shù)；張衛(wèi)等人研究了ESI指數(shù)的分級方法?？傮w而言，ESI指數(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用尚不多見。

膠州灣ESI岸線環(huán)境敏感圖的建立

1、海岸線調(diào)查和資料搜集

在海岸線調(diào)查工作中，采取了實地調(diào)研和資料搜集相結(jié)合的方式，其中實地調(diào)研的范圍、內(nèi)容和方式如下：

調(diào)研范圍：自丁家嘴岸線（N35°54′36.67″，E120°8′0.63″）至石老人岸線（N36°5′37.29″，E120°28′38.68″），岸線全長約26.87km。調(diào)查潮間帶以上約100m范圍內(nèi)的岸線及附屬設(shè)施。

調(diào)查內(nèi)容：主要涉及敏感資源原始數(shù)據(jù)的內(nèi)容，包括岸線類型、岸線坡度等自然條件，以及岸線利用情況、岸線資源類型等信息。

調(diào)查方式：采用現(xiàn)場記錄表格、手持GPS定位、攝影及錄像的方式記錄岸線資源信息。調(diào)查過程中的交通工具采用船只和車輛，便于通過陸路抵達(dá)的岸線通過車輛到達(dá)，陸路距離較遠(yuǎn)的岸線通過船只調(diào)查。

資料調(diào)研則包括對膠州灣海域敏感資源的相關(guān)文獻(xiàn)資料搜集，如海洋功能區(qū)劃、海圖等。

2、數(shù)據(jù)分析和整理

本研究采用溢油敏感資源及應(yīng)急資源管理系統(tǒng)（Oil Spill Emergency Response System 2.0，簡稱“OSERS2.0”）進(jìn)行編輯，主要包括幾方面工作：

采用分辨率0.5m的WorldView衛(wèi)星影像作為底圖，調(diào)整投影方式與海圖匹配，然后利用OSER2.0的GIS編輯功能生成Shape格式的岸線矢量圖，見圖1。

根據(jù)調(diào)研獲得的分段岸線GPS坐標(biāo)、影像和錄像資料，結(jié)合衛(wèi)星影像進(jìn)行岸線分段，關(guān)聯(lián)各段岸線的影像和錄像資料，見圖2。

在分段基礎(chǔ)上，綜合實地調(diào)研和資料調(diào)研成果，填入各段岸線的屬性參數(shù)，包括ID、名稱、位置、長度、水上功能、岸上功能、底質(zhì)、坡度、形態(tài)結(jié)構(gòu)、能量、價值、敏感時間、ESI、SI、PI、聯(lián)系人、電話和備注等。

3、成果及應(yīng)用

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和整理，膠州灣及周邊26.87km長岸線被劃分為343個分段并賦予了屬性參數(shù)，關(guān)聯(lián)了實地照片和錄像。膠州灣ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖成果保存在OSERS2.0系統(tǒng)的矢量和影像數(shù)據(jù)庫中，并與系統(tǒng)的溢油預(yù)測模擬結(jié)果實現(xiàn)耦合疊加，可直觀顯示溢油事故可能污染的岸線區(qū)域，并給出對應(yīng)岸線ESI指數(shù)的溢油污染應(yīng)急處置對策措施。

結(jié)語

膠州灣內(nèi)及灣口附近的溢油敏感資源包括保護(hù)區(qū)、漁業(yè)區(qū)、旅游區(qū)、城市岸線等。隨著青島港的快速發(fā)展，油品碼頭噸級的提高、船舶數(shù)量和油品運量的不斷增長，增大了船舶交通事故發(fā)生的可能性，從而也增大了發(fā)生船舶溢油事故的風(fēng)險。

本文論述了ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)分類、發(fā)展歷史及其在國內(nèi)外的應(yīng)用情況；對膠州灣及其周邊26.87km長岸線進(jìn)行了實地調(diào)研，并搜集了敏感資源相關(guān)資料；利用溢油敏感資源及應(yīng)急資源管理系統(tǒng)（OSERS2.0），在高分辨率衛(wèi)星影像底圖的基礎(chǔ)上，將研究岸線分成343個分段，并根據(jù)ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的需要賦予了屬性參數(shù)。本研究成果可用于膠州灣岸線及相關(guān)敏感資源數(shù)據(jù)庫的建立、管理和維護(hù)，結(jié)合OSERS2.0的預(yù)測預(yù)警、敏感資源和應(yīng)急資源管理功能，可對岸線敏感資源應(yīng)對溢油污染事故的預(yù)測預(yù)警和應(yīng)急處置提供應(yīng)急決策支持。endprint

我國在90年代開始引進(jìn)ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖，如李筠等人利用地理信息系統(tǒng)制作了包含ESI指數(shù)的環(huán)境敏感圖，并成為珠海港溢油應(yīng)急計劃的重要組成部分；喬冰等人研制的深圳溢油應(yīng)急智能信息系統(tǒng)中引入了ESI指數(shù)；張衛(wèi)等人研究了ESI指數(shù)的分級方法?？傮w而言，ESI指數(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用尚不多見。

膠州灣ESI岸線環(huán)境敏感圖的建立

1、海岸線調(diào)查和資料搜集

在海岸線調(diào)查工作中，采取了實地調(diào)研和資料搜集相結(jié)合的方式，其中實地調(diào)研的范圍、內(nèi)容和方式如下：

調(diào)研范圍：自丁家嘴岸線（N35°54′36.67″，E120°8′0.63″）至石老人岸線（N36°5′37.29″，E120°28′38.68″），岸線全長約26.87km。調(diào)查潮間帶以上約100m范圍內(nèi)的岸線及附屬設(shè)施。

調(diào)查內(nèi)容：主要涉及敏感資源原始數(shù)據(jù)的內(nèi)容，包括岸線類型、岸線坡度等自然條件，以及岸線利用情況、岸線資源類型等信息。

調(diào)查方式：采用現(xiàn)場記錄表格、手持GPS定位、攝影及錄像的方式記錄岸線資源信息。調(diào)查過程中的交通工具采用船只和車輛，便于通過陸路抵達(dá)的岸線通過車輛到達(dá)，陸路距離較遠(yuǎn)的岸線通過船只調(diào)查。

資料調(diào)研則包括對膠州灣海域敏感資源的相關(guān)文獻(xiàn)資料搜集，如海洋功能區(qū)劃、海圖等。

2、數(shù)據(jù)分析和整理

本研究采用溢油敏感資源及應(yīng)急資源管理系統(tǒng)（Oil Spill Emergency Response System 2.0，簡稱“OSERS2.0”）進(jìn)行編輯，主要包括幾方面工作：

采用分辨率0.5m的WorldView衛(wèi)星影像作為底圖，調(diào)整投影方式與海圖匹配，然后利用OSER2.0的GIS編輯功能生成Shape格式的岸線矢量圖，見圖1。

根據(jù)調(diào)研獲得的分段岸線GPS坐標(biāo)、影像和錄像資料，結(jié)合衛(wèi)星影像進(jìn)行岸線分段，關(guān)聯(lián)各段岸線的影像和錄像資料，見圖2。

在分段基礎(chǔ)上，綜合實地調(diào)研和資料調(diào)研成果，填入各段岸線的屬性參數(shù)，包括ID、名稱、位置、長度、水上功能、岸上功能、底質(zhì)、坡度、形態(tài)結(jié)構(gòu)、能量、價值、敏感時間、ESI、SI、PI、聯(lián)系人、電話和備注等。

3、成果及應(yīng)用

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和整理，膠州灣及周邊26.87km長岸線被劃分為343個分段并賦予了屬性參數(shù)，關(guān)聯(lián)了實地照片和錄像。膠州灣ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖成果保存在OSERS2.0系統(tǒng)的矢量和影像數(shù)據(jù)庫中，并與系統(tǒng)的溢油預(yù)測模擬結(jié)果實現(xiàn)耦合疊加，可直觀顯示溢油事故可能污染的岸線區(qū)域，并給出對應(yīng)岸線ESI指數(shù)的溢油污染應(yīng)急處置對策措施。

結(jié)語

膠州灣內(nèi)及灣口附近的溢油敏感資源包括保護(hù)區(qū)、漁業(yè)區(qū)、旅游區(qū)、城市岸線等。隨著青島港的快速發(fā)展，油品碼頭噸級的提高、船舶數(shù)量和油品運量的不斷增長，增大了船舶交通事故發(fā)生的可能性，從而也增大了發(fā)生船舶溢油事故的風(fēng)險。

本文論述了ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)分類、發(fā)展歷史及其在國內(nèi)外的應(yīng)用情況；對膠州灣及其周邊26.87km長岸線進(jìn)行了實地調(diào)研，并搜集了敏感資源相關(guān)資料；利用溢油敏感資源及應(yīng)急資源管理系統(tǒng)（OSERS2.0），在高分辨率衛(wèi)星影像底圖的基礎(chǔ)上，將研究岸線分成343個分段，并根據(jù)ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的需要賦予了屬性參數(shù)。本研究成果可用于膠州灣岸線及相關(guān)敏感資源數(shù)據(jù)庫的建立、管理和維護(hù)，結(jié)合OSERS2.0的預(yù)測預(yù)警、敏感資源和應(yīng)急資源管理功能，可對岸線敏感資源應(yīng)對溢油污染事故的預(yù)測預(yù)警和應(yīng)急處置提供應(yīng)急決策支持。endprint