岸線環(huán)境敏感指數(shù)圖在膠州灣的應用研究

陳榮昌+李濤+趙前

摘 要：本文分析了膠州灣溢油風險現(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)外應用情況?；诟叻直媛实腤orld 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，因油輪溢油事故進入海洋的石油每年約為39萬t，其中最嚴重的一次船舶事故溢油量達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，導致海岸環(huán)境遭受溢油污染的風險相對較高。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區(qū)及膠州灣漁業(yè)區(qū)，保護對象為海洋生態(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區(qū)、浮山灣奧運場館區(qū)和青島前海濱海風景區(qū)等，膠州灣口外分布有文昌魚水生野生動物自然保護區(qū)、大公島島嶼生態(tài)系統(tǒng)自然保護區(qū)等，膠州灣口以南則分布有靈山灣濕地保護區(qū)、靈山島自然保護區(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區(qū)、濕地保護區(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的損害。另外，旅游度假區(qū)、奧運場館區(qū)、風景區(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，對于保護膠州灣及灣口附近的各類敏感資源、維持和保護膠州灣的生態(tài)環(huán)境、促進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有毒物品反應評估處研制的用于美國沿海和大湖地區(qū)溢油應急反應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)圖成為美國溢油應急規(guī)劃和應急反應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，按一定標準劃分的岸線環(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，在應急處置過程中，對應不同的ESI數(shù)值，有相應的處理對策措施。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準。

NOAA完整的ESI岸線分級標準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)境應急反應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。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用。endprint

我國在90年代開始引進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急計劃的重要組成部分；喬冰等人研制的深圳溢油應急智能信息系統(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。總體而言，ESI指數(shù)在國內(nèi)的應用尚不多見。

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，便于通過陸路抵達的岸線通過車輛到達，陸路距離較遠的岸線通過船只調(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急資源管理系統(tǒng)（Oil Spill Emergency Response System 2.0，簡稱“OSERS2.0”）進行編輯，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、影像和錄像資料，結(jié)合衛(wèi)星影像進行岸線分段，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，并給出對應岸線ESI指數(shù)的溢油污染應急處置對策措施。

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險。

本文論述了ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的標準分類、發(fā)展歷史及其在國內(nèi)外的應用情況；對膠州灣及其周邊26.87km長岸線進行了實地調(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，結(jié)合OSERS2.0的預測預警、敏感資源和應急資源管理功能，可對岸線敏感資源應對溢油污染事故的預測預警和應急處置提供應急決策支持。endprint

我國在90年代開始引進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急計劃的重要組成部分；喬冰等人研制的深圳溢油應急智能信息系統(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。總體而言，ESI指數(shù)在國內(nèi)的應用尚不多見。

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，便于通過陸路抵達的岸線通過車輛到達，陸路距離較遠的岸線通過船只調(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急資源管理系統(tǒng)（Oil Spill Emergency Response System 2.0，簡稱“OSERS2.0”）進行編輯，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、影像和錄像資料，結(jié)合衛(wèi)星影像進行岸線分段，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，并給出對應岸線ESI指數(shù)的溢油污染應急處置對策措施。

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險。

本文論述了ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的標準分類、發(fā)展歷史及其在國內(nèi)外的應用情況；對膠州灣及其周邊26.87km長岸線進行了實地調(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，結(jié)合OSERS2.0的預測預警、敏感資源和應急資源管理功能，可對岸線敏感資源應對溢油污染事故的預測預警和應急處置提供應急決策支持。endprint

我國在90年代開始引進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急計劃的重要組成部分；喬冰等人研制的深圳溢油應急智能信息系統(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，便于通過陸路抵達的岸線通過車輛到達，陸路距離較遠的岸線通過船只調(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急資源管理系統(tǒng)（Oil Spill Emergency Response System 2.0，簡稱“OSERS2.0”）進行編輯，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、影像和錄像資料，結(jié)合衛(wèi)星影像進行岸線分段，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，并給出對應岸線ESI指數(shù)的溢油污染應急處置對策措施。

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險。

本文論述了ESI岸線環(huán)境敏感指數(shù)的標準分類、發(fā)展歷史及其在國內(nèi)外的應用情況；對膠州灣及其周邊26.87km長岸線進行了實地調(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，結(jié)合OSERS2.0的預測預警、敏感資源和應急資源管理功能，可對岸線敏感資源應對溢油污染事故的預測預警和應急處置提供應急決策支持。endprint