CN109284865B - 一种基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，包括以下步骤：S100：建立海上溢油漂移扩散预测模型；S200：获取溢油事故的发生位置、时间、油品、泄露量和泄露方式，并设定预测时长；S300：获取风场数据；S400：获取该海域的非结构化三角网格和开边界水位时间序列；S500：使用环流数值模式对三维海流场进行预报；S600：对所有油粒子在预测时长中得每个时刻的运移轨迹的动态预测；S700：根据预测的运动轨迹来布放围油栏；S800：根据所述海上溢油漂移扩散预测模型和布放的围油栏来计算溢油运动轨迹。本发明通过将围油栏与离散为大量油粒子的油膜之间的碰撞判断加入到油膜运移轨迹的预测中，实现围油栏对油粒子拦截效果的动态模拟。
Description
技术领域
本发明涉及海上溢油应急处理技术领域，尤其涉及一种基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法。
背景技术
随着船舶、海上石油钻井平台等设施造成的海上溢油事故频发，石油泄漏污染对海洋资源和环境造成极大的损害，一旦发生溢油事故，及时有效的应急决策对于降低事故造成的影响极为重要。而围油栏作为处理海上溢油事故中的常用设备，其合理布设是对油污围控和回收的关键，在事故发生后，若能及时预测以获知围油栏的布设地点及布设方式所产生的围控效果，将对事故的应急处理提供有效的帮助。
现有的海上溢油漂移扩散模型研究，主要是针对油膜的漂移扩散趋势进行预测，模拟事故发生后油膜的运移轨迹；而关于事故应急处置设施之一的围油栏的研究，集中在对围油栏结构、材质、性能、受力特性及拦油失效的临界条件等的分析，极少数结合油污运移轨迹的研究，提出一旦油膜边缘与围油栏接触则停止计算，但事实上如果利用围油栏进行围控回收的工作未及时完成，油污有可能在风和流的作用下，离开围油栏往其他方向运移。针对相关技术中的问题，急需提出更详细有效的围油栏对海上溢油运动轨迹影响的分析方法，用于实现围油栏围控效果的预测分析。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，在海上溢油漂移扩散预测模型的基础上，将围油栏与离散为大量“油粒子”的油膜之间的碰撞判断加入到油膜运移轨迹的预测中，实现围油栏对油粒子拦截效果的动态模拟。
具体方案如下：
一种基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，包括以下步骤：
S100：建立海上溢油漂移扩散预测模型；
S200：获取溢油事故的发生位置、时间、油品、泄露量和泄露方式，并设定预测时长；
S300：根据溢油事故的发生位置和时间，获取对应时间内溢油事故所在海域的风场数据；
S400：根据溢油事故发生位置获取该位置所在海域的地形资料，并根据该地形资料建立该海域的非结构化三角网格；根据海潮模型，获取该海域的开边界水位时间序列；
S500：根据该海域的非结构化三角网格和开边界水位时间序列，使用环流数值模式对三维海流场进行预报；
S600：将溢油事故中泄露的油膜离散为N个占有泄露总量不同比重的油粒子，基于步骤S300得到的风场数据和步骤S500得到的三维海流场，利用步骤S100中所述的海上溢油漂移扩散预测模型，实现对所有油粒子在预测时长中得每个时刻的运移轨迹的动态预测；
S700：根据预测的运动轨迹来布放围油栏；
S800：根据所述海上溢油漂移扩散预测模型和布放的围油栏来计算溢油运动轨迹。
进一步的，步骤S100中所述海上溢油漂移扩散预测模型为：
油膜的运移过程中，设定油粒子在t时刻的矢量位置为
则
其中，Δt为时间步长，
为油粒子在t-Δt时的位置，
为油粒子的平移速度，矢量分量表示为：
其中，uw,vw为海面(x,y)方向的风速，uc,vc为海流流速，aw为风飘因子，ac为表面流速对油粒子迁移的影响因子，M为漂移角矩阵，其中θ为漂移角度；
油膜的扩散过程中，油粒子水平方向的扩散距离如下：
其中，Δt为时间步长，Dx,Dy分别为(x,y)方向上的水平分散系数，γ为系数。
进一步的，步骤S500中所述三维海流场的预报过程如下：
(1)、基于目标海域的海岸线，利用SMS软件划定流场预测开边界，制作该海域的三角形网格，并将该海域的水深地形插值到三角形网格中；
(2)、基于OTPS海潮模型获取M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1和M4共9个主要分潮的信息，使用TMD工具包生成目标海域的开边界节点的水位时间序列；
(3)、利用海洋环流数值模式FVCOM的预处理工具，生成目标海域海流场模拟的初始场文件，之后运行FVCOM模式，输出溢油事故发生地点周围海域预测时长内的三维海流场。
进一步的，步骤S800中所述溢油运动轨迹中每个时刻油粒子的实际位置计算方法包括以下步骤：
步骤一：设定溢油发生位置为碰撞前一时刻的油粒子的实际位置；
步骤二：根据当前时刻的油粒子的实际位置和通过所述海上溢油漂移扩散预测模型计算的下一时刻油粒子的预测位置，针对围油栏的每个直线段判断其与当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线是否相交，若相交，则设定下一时刻油粒子的实际位置为碰撞发生的位置，将碰撞前一时刻的油粒子的实际位置更新为当前时刻的油粒子的实际位置，否则，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻的预测位置；
步骤三，判断当前时刻油粒子的实际位置是否与围油栏所在位置重合，当重合时，进入步骤四；否则，返回步骤二；
步骤四：根据碰撞前一时刻和当前时刻油粒子的实际位置和通过所述海上溢油漂移扩散预测模型计算的下一时刻油粒子的预测位置，针对围油栏的每个直线段均分别判断其与所述碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线和当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线是否相交，根据判断结果确定下一时刻油粒子的实际位置，返回步骤三。
进一步的，所述步骤四包括以下三种情况：
(1)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个，且当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个时，设定下一时刻油粒子的实际位置为当前时刻油粒子的实际位置；
(2)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏不相交，且当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个时，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻油粒子的预测位置；
(3)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个，且下一时刻的预测位置与所述围油栏所在位置重合时，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻油粒子的预测位置。
进一步的，所述相交的判定方法为：设定第一条线段的两个端点的坐标分别为C和D，第二条线段的两个端点的坐标分别为A和B，分别计算SABC、SABD、SACD、SBCD四个三角形的面积，判断SABC+SABD＝SACD+SBCD是否成立，若成立，判断两条线段的斜率是否相等，若不相等，则判定相交，否则，则判定不相交。
本发明采用如上技术方案，在海上溢油漂移扩散预测模型的基础上，将围油栏与离散为大量“油粒子”的油膜之间的碰撞判断加入到油膜运移轨迹的预测中，实现围油栏对油粒子拦截效果的动态模拟，目的是进行溢油事故中围油栏的布设对油污围控效果的预测，为应急处置提供可靠参考，不仅可以预测围油栏是否可以对油粒子进行拦截，而且还可以在碰撞之后继续进行运动轨迹的预测，由此可以获知布设围油栏后及时进行回收的工作时间段，可以有效的克服目前现有应急处置效果预测技术上存在的不足。
附图说明
图1所示为本发明实施例的流程图。
图2所示为该实施例中油粒子与围油栏的不同碰撞情形示意图。
图3所示为该实施例中两条线段进行相交判断的不同情形示意图。
图4所示为该实施例中未添加围油栏时的运动轨迹图。
图5所示为该实施例中添加围油栏后的运动轨迹图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图1所示，本发明提供了一种基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，假定围油栏只拦截油污，不考虑油污吸附或解吸、以及油污分散入海从围油栏下穿过等过程，在此假设的基础上，该方法包括以下步骤：
S100：建立海上溢油漂移扩散预测模型。
所述海上溢油漂移扩散预测模型为：
油膜的运移过程中由于受湍流和涡旋等作用在海面不断扩散，同时受风、浪、流等作用的影响，使油粒子从一个地方迁移扩散到另一个地方。海上溢油漂移扩散预测模型在预测油膜漂移扩散过程中，漂移过程采用拉格朗日油粒子追踪原理，综合考虑风力、海流等的动力作用；扩散过程采用随机游走原理。
在油膜的漂移过程中，综合考虑风力、海流的动力作用，将泄露的油膜分成多个质量不同的油粒子，每个油粒子代表一定质量的油污。
设定油粒子在t时刻的矢量位置为
则
其中，Δt为时间步长，
为海表面油粒子在t-Δt时的位置，
为油粒子的平移速度，矢量分量可以表示为
其中，uw,vw为海面10m高处(x,y)方向的风速，uc,vc为海流流速，aw为风飘因子，ac为表面流速对油粒子迁移的影响因子，M为漂移角矩阵，其中θ为漂移角度。
油膜的扩散过程是指除了在风、流场作用下的运移，泄露的油膜在水平方向由于湍流和涡旋等作用发生扩散，扩散过程采用随机游动方法模拟。采用各向同性假定，在每个时间步长内，油粒子水平方向的扩散距离如下：
其中，Δt为时间步长，Dx,Dy分别为(x,y)方向上的水平分散系数，γ为系数，其取值从[-1,1]间均匀分布的随机数抽取。
S200：获取溢油事故的发生位置、时间、油品、泄露量、泄露方式等，并设定预测时长。
S300：根据溢油事故的发生位置和时间，获取对应时间内溢油事故所在海域的风场数据，该实施例中使用的风场数据为GFS风场数据。
S400：根据溢油事故发生位置获取该位置所在海域的地形资料，并根据该地形资料制作该海域的非结构化三角网格；根据海潮模型，获取该海域的开边界水位时间序列，该实施例中使用的海潮模型为OTPS海潮模型，本领域技术人员也可以使用其他的海潮模型。
S500：根据该海域的非结构化三角网格和开边界水位时间序列，使用环流数值模式对三维海流场进行预报。
所述三维海流场的预报过程如下：
(1)、基于目标海域的海岸线，利用SMS软件划定流场预测开边界，制作该海域的三角形网格，并将该海域的水深地形插值到三角形网格中。
(2)、基于OTPS海潮模型(该模型应用OTIS，结合T/P和Topex Tandem卫星的测高数据)获取M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1和M4共9个主要分潮的信息，使用TMD(Tidal ModelDriver)工具包生成目标海域的开边界节点的水位时间序列。
(3)、利用海洋环流数值模式FVCOM的预处理工具，生成目标海域海流场模拟的初始场文件，之后运行FVCOM模式，输出溢油事故发生地点周围海域预测时长内的三维海流场。所述预测时长可以根据实际需要变更，该实施例中设定为24H。
所述FVCOM模式的控制方程组由动量方程、连续方程、温度方程、盐度方程和密度方程组成，采用有限体积法对方程进行离散，在水平方向上采用无结构化非重叠的三角形网格，可以方便的拟合复杂的海岸线边界，以及根据实际需要进行局部加密；在垂向上使用σ坐标以模拟不规则的海底地形；使用干湿判别法处理潮滩移动边界，能更好的模拟潮间带较大的海区；模式使用2.5阶湍流闭合子模型来对控制方程进行封闭，并且分离外模内模实现节省计算时间的目的。
S600：将泄露的油膜离散为N个占有泄露总量不同比重的油粒子，基于步骤S300得到的GFS风场数据和步骤S500得到的三维海流场，利用步骤S100中所述的海上溢油漂移扩散预测模型，实现对所有油粒子在预测时长中得每个时刻的运移轨迹的动态预测。
S700：根据预测的运动轨迹来布放围油栏，所述围油栏的布放方式包括围油栏布放的形状、长度、位置和角度等等。
S800：根据所述海上溢油漂移扩散预测模型和布放的围油栏来计算溢油运动轨迹。
所述运动轨迹为在预测时长内的运动轨迹，即将预测时长分为n个时刻，分别在第1、2、……、n时刻进行位置的预测。
所述溢油运动轨迹中每个时刻油粒子的实际位置计算方法包括以下步骤：
步骤一：设定溢油发生位置为碰撞前一时刻的油粒子的实际位置。
步骤二：根据当前时刻的油粒子的实际位置和通过所述海上溢油漂移扩散预测模型计算的下一时刻油粒子的预测位置，针对围油栏的每个直线段判断其与当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线是否相交，若相交，则设定下一时刻油粒子的实际位置为碰撞发生的位置，将碰撞前一时刻的油粒子的实际位置更新为当前时刻的油粒子的实际位置，否则，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻的预测位置。
如图2所示，该实施例中，假设当前时刻油粒子所在的实际位置为A，通过海上溢油漂移扩散预测模型计算得下一时刻油粒子的预测位置为B，而围油栏的首尾位置为O1、O2、O3(可以根据设想布设方案添加或减少线段)。首先判断AB和O1O2(或O2O3)是否存在交点，若存在交点C，则判断油粒子发生碰撞，即被围油栏拦截，将下一时刻油粒子的实际位置更新为点C，将碰撞前一时刻的油粒子的实际位置更新为点A。
步骤三，判断当前时刻油粒子的实际位置是否与围油栏所在位置重合，当重合时，进入步骤四；否则，返回步骤二。
步骤四：根据碰撞前一时刻和当前时刻油粒子的实际位置和通过所述海上溢油漂移扩散预测模型计算的下一时刻油粒子的预测位置，针对围油栏的每个直线段均分别判断其与所述碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线和当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线是否相交，根据判断结果确定下一时刻油粒子的实际位置，返回步骤三。
如图2所示，所述步骤四包括以下三种情况，图中O1O2和O2O3为围油栏，A为t时刻(即所述碰撞前一时刻)的实际位置，C为t1时刻(即所述当前时刻)的实际位置，D、E、F分别为三种情况下t2时刻(即所述下一时刻)的预测位置。
(1)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个，且当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个时，此时，油粒子所在位置如图2(a)中所示，此时D为下一时刻的预测位置，CD与O1O2相交且交点为一个，AD与O1O2相交且交点为一个，则油粒子的运动被围油栏所拦截，因此，设定下一时刻油粒子的实际位置为当前时刻油粒子的实际位置，即，将下一时刻油粒子的位置更新为C。
(2)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏不相交，且当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个时，此时，油粒子所在位置如图2(b)中所示，此时E为下一时刻的预测位置，CE与O1O2相交且交点为一个，AE与O1O2不相交，则油粒子在风、流作用下于下一时刻远离围油栏，回到自由海面，因此，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻油粒子的预测位置，即，将下一时刻油粒子的位置更新为E。
(3)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个，且下一时刻的预测位置与所述围油栏所在位置重合时，此时，油粒子所在位置如图2(c)中所示，下一时刻的油粒子位置为F，C和F均在O1O2上，AF与O1O2相交且交点为一个，则油粒子在风、流作用下沿着围油栏移动，因此，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻油粒子的预测位置，即，将下一时刻油粒子的位置更新为F。
同样的，对围油栏其他直线段执行上述的判断过程，该实施例中，即对围油栏O2O3段执行上述的判断过程。
所述两条线段是否相交的判定方法为：
设定第一条线段的两个端点的坐标分别为C(Xo1,Yo1)和D(Xo2,Yo2)，第二条线段的两个端点的坐标分别为A(Xp1,Yp1)和B(Xp2,Yp2)，分别计算SABC、SABD、SACD、SBCD四个三角形的面积，判断SABC+SABD＝SACD+SBCD是否成立，若成立，判断两条线段的斜率是否相等，若不相等，则判定相交，否则，则判定不相交。
如图3所示，为该实施例中判定是否相交的四种情况，其中线段CD为围油栏，线段AB为相邻两个时刻油粒子所在的位置。
(1)、如图3(a)所示，此时SABC+SABD＝SACD+SBCD成立，且线段AB和CD的斜率不相等，则判定相交。
(2)、如图3(b)所示，此时SABC+SABD＝SACD+SBCD不成立，则判定不相交。
(3)、如图3(c)所示，此时SABC+SABD＝SACD+SBCD不成立，则判定不相交。
(4)、如图3(d)所示，此时SABC+SABD＝SACD+SBCD成立，但线段AB和CD的斜率相等，则判定不相交。
为了将预测结果能够显示出来，方便人们观察，该实施例中，本领域技术人员可以基于步骤S800的预测结果，利用可视化技术将围油栏对海上溢油的运动轨迹影响的结果进行展示，为应急处置提供参考。
当上述结果不符合实际需求时，可以更改围油栏的布放方式进行重新预测，直至结果符合需求。
实验结果：
图4(a)和4(b)为未添加围油栏时，采用海上溢油漂移扩散预测模型的获得某一溢油事故发生后24小时内不同时刻油膜和油粒子的运移轨迹图，其中油膜被离散为100个油粒子；图5(a)～5(d)为加入围油栏对海上溢油运动轨迹影响的分析方法后，以两种不同方式布设围油栏，获得某一溢油事故发生后24小时内不同时刻油膜和油粒子的运动轨迹及被围油栏拦截的效果图，其中油膜均被离散为100个油粒子；图5(e)和5(f)为上述两种不同方式布设围油栏的情形中某个油粒子在预测时段内的运移轨迹。
具体做法为：
根据油品泄露事故报告中的位置和时间，确定油粒子的初始位置，例如：某油船在2013年7月7日0时发出无线电求救信号，报告船舶触礁搁浅，并发生油桶损毁泄露，油品为柴油，泄露量为共100吨，泄露方式为单点瞬时泄露，事故发生位置为118.453°E，24.545°N。
结合该时间段内事故周围海域的海洋气象环境信息，利用溢油漂移扩散预测模型，预测所有油粒子在各个时刻的运移位置。将结果与现有的海上溢油预报模型对比，现有的海上溢油预测模型展示的结果是如图4(a)所示的，溢油事故发生后24小时内油膜在海表面的动态漂移及登陆情况；加入上述围油栏与油粒子碰撞分析后的海上溢油漂移扩散预测模型，在布设围油栏之前，预测结果和现有模型一致，在事故发生后，于油膜运移方向的下游以不同的方式布设围油栏，可以取得不同的围控效果。
图5(a)和5(b)为布设一段围油栏的围控效果示例，油粒子在预测过程中某段时间内被围油栏拦截，但之后又在风、流等作用下逃逸，远离围油栏往向岸方向运移。如图5(e)以某油粒子的运移过程为例，在事故发生10h后，该油粒子首次被围油栏拦截，直至18h20min由于风、流的变化离开围油栏，并在18h40min又被拦截直至20h后，粒子离开围油栏，在风、流作用下沿着围油栏向东南方向移动，并在22h后转向北偏西方向运移直至预测结束。
图5(c)和5(d)为布设两段围油栏的围控效果示例，油粒子在预测过程中全部被围油栏拦截，并且到预测结束未再发生远离围油栏的运移。如图5(f)以某粒子的运移过程为例，在事故发生9h20min后，该油粒子首次被围油栏拦截，直至16h40min由于风、流的变化离开围油栏极小的距离，并在17h又被拦截，17h40min再次离开围油栏，并在1h20min后即19h再次被拦截，于19h20min离开围油栏，19h40min之后被拦截直至预测结束。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：建立海上溢油漂移扩散预测模型；
S200：获取溢油事故的发生位置、时间、油品、泄露量和泄露方式，并设定预测时长；
S300：根据溢油事故的发生位置和时间，获取对应时间内溢油事故所在海域的风场数据；
S400：根据溢油事故发生位置获取该位置所在海域的地形资料，并根据该地形资料建立该海域的非结构化三角网格；根据海潮模型，获取该海域的开边界水位时间序列；
S500：根据该海域的非结构化三角网格和开边界水位时间序列，使用环流数值模式对三维海流场进行预报；
S600：将溢油事故中泄露的油膜离散为N个占有泄露总量不同比重的油粒子，基于步骤S300得到的风场数据和步骤S500得到的三维海流场，利用步骤S100中所述的海上溢油漂移扩散预测模型，实现对所有油粒子在预测时长中得每个时刻的运移轨迹的动态预测；
S700：根据预测的运动轨迹来布放围油栏；
S800：根据所述海上溢油漂移扩散预测模型和布放的围油栏来计算溢油运动轨迹；
溢油运动轨迹中每个时刻油粒子的实际位置计算方法包括步骤一～步骤四：
步骤一：设定溢油发生位置为碰撞前一时刻的油粒子的实际位置；
步骤二：根据当前时刻的油粒子的实际位置和通过所述海上溢油漂移扩散预测模型计算的下一时刻油粒子的预测位置，针对围油栏的每个直线段判断其与当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线是否相交，若相交，则设定下一时刻油粒子的实际位置为碰撞发生的位置，将碰撞前一时刻的油粒子的实际位置更新为当前时刻的油粒子的实际位置，否则，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻的预测位置；
步骤三，判断当前时刻油粒子的实际位置是否与围油栏所在位置重合，当重合时，进入步骤四；否则，返回步骤二；
步骤四：根据碰撞前一时刻和当前时刻油粒子的实际位置和通过所述海上溢油漂移扩散预测模型计算的下一时刻油粒子的预测位置，针对围油栏的每个直线段均分别判断其与所述碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线和当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线是否相交，根据判断结果确定下一时刻油粒子的实际位置，返回步骤三。
2.根据权利要求1所述的基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，其特征在于：步骤S100中所述海上溢油漂移扩散预测模型为：
油膜的运移过程中，设定油粒子在t时刻的矢量位置为
则
其中，Δt为时间步长，
为油粒子在t-Δt时的位置，
为油粒子的平移速度，矢量分量表示为：
其中，uw,vw为海面(x,y)方向的风速，uc,vc为海流流速，aw为风飘因子，ac为表面流速对油粒子迁移的影响因子，M为漂移角矩阵，其中θ为漂移角度；
油膜的扩散过程中，油粒子水平方向的扩散距离如下：
其中，Δt为时间步长，Dx,Dy分别为(x,y)方向上的水平分散系数，γ为系数。
3.根据权利要求1所述的基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，其特征在于：步骤S500中所述三维海流场的预报过程如下：
(1)、基于目标海域的海岸线，利用SMS软件划定流场预测开边界，制作该海域的三角形网格，并将该海域的水深地形插值到三角形网格中；
(2)、基于OTPS海潮模型获取M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1、Q1和M4共9个主要分潮的信息，使用TMD工具包生成目标海域的开边界节点的水位时间序列；
(3)、利用海洋环流数值模式FVCOM的预处理工具，生成目标海域海流场模拟的初始场文件，之后运行FVCOM模式，输出溢油事故发生地点周围海域预测时长内的三维海流场。
4.根据权利要求1所述的基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，其特征在于：所述步骤四包括以下三种情况：
(1)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个，且当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个时，设定下一时刻油粒子的实际位置为当前时刻油粒子的实际位置；
(2)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏不相交，且当前时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个时，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻油粒子的预测位置；
(3)、当碰撞前一时刻的实际位置与下一时刻的预测位置之间的连线与所述围油栏相交且交点只有一个，且下一时刻的预测位置与所述围油栏所在位置重合时，设定下一时刻油粒子的实际位置为下一时刻油粒子的预测位置。
5.根据权利要求4所述的基于围油栏的海上溢油运动轨迹预测方法，其特征在于：所述相交的判定方法为：设定第一条线段的两个端点的坐标分别为C和D，第二条线段的两个端点的坐标分别为A和B，分别计算SABC、SABD、SACD、SBCD四个三角形的面积，判断SABC+SABD＝SACD+SBCD是否成立，若成立，判断两条线段的斜率是否相等，若不相等，则判定相交，否则，则判定不相交。
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