Zeitschrift für Küstenzonenmanagement

Abstrakt

Verbesserte Risikobewertung sowie Modellierung von hydrodynamischen und Kohlenwasserstoff-Leckagen in Hafenumgebungen mit Gezeitenwirkung

Oleg Makarynskyj

Problemstellung: Der zunehmende Belastungsdruck durch Erdölkohlenwasserstoffe in tropischen Gebieten auf der ganzen Welt erfordert neuartige, innovative Ansätze zur Bewertung der Risiken von Kohlenwasserstoffunfällen. Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines Arbeitsablaufs, der eine Risikobewertungsmethode mit den Ergebnissen der Verwitterung von Ölunfällen und der numerischen Modellierung von Flugbahnen und dann mit neuen tropischen toxikologischen Daten verbindet. Methodik: Typische Vorfälle, die zu Kohlenwasserstoffunfällen führen, können nachweislich anhand der Analyse der Risikoprofile für das Untersuchungsgebiet identifiziert werden. Der Risikobewertungsprozess berücksichtigte die Wahrscheinlichkeiten und Folgeauswirkungen, die mit potenziellen Risikoereignissen verbunden sind. Die Verwitterungsrate von Kohlenwasserstoffen wurde mit ADIOS2 als Funktion der Kohlenwasserstoffeigenschaften, des Meereszustands und der Oberflächentemperatur modelliert. Zur Bewertung der Hydrodynamik wurde das integrierte Strömungs- und Transportmodellierungssystem Delft3D verwendet, das anhand lokaler Beobachtungen validiert wurde. Die Modellierung der Flugbahnen von Ölunfällen wurde mit einem speziell entwickelten Modell für Flugbahnen und Schicksale von Ölunfällen, MEDSLIK-II, durchgeführt. Ergebnisse: Die Validierungen haben gezeigt, dass Delft3D-FLOW die Gezeitenschwankungen von der offenen Grenze durch den gesamten Modellbereich korrekt fortpflanzte und zeitlich und räumlich variable Winde berücksichtigte. Der stochastische Modellierungsansatz zur Beurteilung von Ölunfällen umfasste 100 Simulationen jedes Modellierungsszenarios, wobei jedes Mal unterschiedliche Beispiele der Umgebungsbedingungen verwendet wurden. Drei Schwellenwerte für die Modellierung potenzieller Auswirkungen von mitgerissenen Kohlenwasserstoffen wurden auf 10 ppb festgelegt, was typisch für gemäßigte Klimazonen ist, sowie auf 103 ppb und 64 ppb, was EC10 für tropische Korallen ohne und mit UV-Einwirkungen entspricht. Schlussfolgerung und Bedeutung: Ein Vergleich der jeweiligen Wahrscheinlichkeitskarten für Ölunfälle zeigte, dass geeignete Schwellenwerte die Vorhersageeffizienz von Ölunfalleinschätzungen in Ästuar- und Hochseeumgebungen verbessern können, was zu kohärenten Notfallplanungen und Reaktionsmaßnahmen führt.