海上溢油可以被多种过程所分散,其中波浪破碎是溢油入水的最直接最主要原因。油粒子在波浪破碎搅拌作用下以微滴的形式进入水体内部,以便于油水进一步混合,同时入水油滴在浮力的作用下可浮出水面。当油雷诺数很大时,湍流脉动压力是使油滴破碎的机制,当雷诺数很小时,粘性剪切代替湍流压力成为油滴破碎的主要机制。所以油滴形成、粒径分布和动力学过程的定量表达是本文研究的中心问题。本文基于Yuan et al.(2009)破碎波统计量的理论模型,利用量纲分析和相似性定理,导出单位海表单位时间油滴的卷入体积公式,在此基础上,建立了波浪破碎形成的油滴总数与油滴半径、表面张力的关系,湍流能量耗散率间的关系。最终导得随油径变化的油径数目函数N的理论表达式,与观测结果符合较好。本文改进了Tkalich and Chan(2002)的油滴动力模型,利用破碎参数(破碎能量损耗率和卷入深度)统计形式更符合实际海况。最后,本文采用球坐标系下MASNUM海浪模式,波浪破碎统计模型以及改进了的T&C(2002)油滴动力模型对渤海曹妃甸海域2006年的溢油事故进行了模拟实验,探讨了影响海表残油量分数和水体中油滴卷入量分数的主要因素,并用Envisat ASAR观测数据对模型进行了验证,得到了令人满意的结果。本项研究将理论研究和实际工作结合起来,可在海洋溢油的应急响应和评估中起到一定的指导作用。