随着对海洋资源环境的不断开发利用,海洋溢油事故的频繁发生严重破坏了海洋生态环境,影响资源、环境、社会的可持续发展,因此对于海洋溢油事故的预测和防治显得尤为重要。建立海洋溢油数值模型,模拟预测在事故发生后溢油的影响过程等,对于制定突发性溢油事故处理应急预案和海洋环境风险评价等具有重要意义。本文在前人理论基础上,基于水动力模型和风场模型,建立二维海上溢油行为与归宿的数学模型,主要研究内容如下：1、概述溢油拓展和风化的基本理论,分析各理论的适用范围等。对于油膜拓展规律的研究,可以确定溢油初期油膜形状、大小等重要要素,而风化过程则决定了溢油最终的归宿,油膜拓展规律和风化过程的研究是溢油模拟的基础。2、在现有理论的基础上,建立模拟溢油行为与归宿的数学模型,包括油膜的拓展、迁移、扩散等动力过程,也包含蒸发和乳化等风化过程以及风化对油膜性质的影响。溢油预测模型分为两阶段：在溢油前期用椭圆拓展理论来模拟油膜形状和大小；随后再用“油粒子”模型来模拟油膜的拓延。在用油粒子模拟油膜扩散时,将粒子的随机走动类似于分子的布朗随机运动,介绍了传统布朗运动和分数布朗运动的理论及其区别,本文也将分数布朗运动模型应用到油膜扩散模拟中,用于描述海上non-fickian紊动扩散现象,并体现了粒子湍动扩散的记忆性与连续性。在溢油风化过程的模拟中,主要考虑了溢油短期内作用明显的蒸发和乳化过程。在模拟蒸发过程中,通过类似于蒙特卡罗随机模拟的方法来表示溢油蒸发造成的溢油量的损失,将油粒子动力模型和风化模型联系起来。3、将建立的溢油预测模型应用到乐清湾北港区溢油风险模拟中,在建立的潮流场和风场基础上,选取大潮涨急时刻下静风、NE风(2.6m/s)、S风(2.8m/s)三种情况作为代表,预测油膜质心漂移路径、油粒子云团分布以及对应的油膜厚度分布,同时模拟溢油的蒸发、乳化等风化过程以及由此引起的油品性质变化。结果表明溢油事故会到达湾内敏感区,一旦发生溢油事故,要及时采取相关措施及时处理。