Application of numerical models to evaluate oil spills propagation in the coastal environment of the Black Sea

Abstract

The last decades continuously increasing of the economical activities in the coastal environment of the Black Sea is obviously leading to the enhancement of the pollution risks due to accidental oil spillages. Starting from the fact that most accidents were generated by an inadequate forecast of the wave conditions, the aim of the present work is to develop a methodology based on spectral phase–averaging wave models able to predict the wave propagation in the coastal environment. The wave induced currents that may be a key factor in driving the pollution are also assessed. This implies both the Stokes drift and the wave induced nearshore currents. The surface streaming effect due to the molecular viscosity was also accounted for. In the nearshore, close to the surf zone, the pollution is usually spread along the coast due to the longshore currents. In this connection, the results of a simple but effective model system called ISSM are also presented. As an alternative simulations with the SHORECIRC model system are also performed. Finally, as a case study, the propagation of the pollution towards the Romanian coast generated by a hypothetic accident at the Gloria drilling platform was assessed. Santrauka Per pastaruosius dešimtmečius pletojant pramone Juodosios jūros priekrantes zonoje, del atsitiktiniu naftos išsiliejimu padidejo taršos rizika. Viena iš priežasčiu, del kuriu ivyksta tokios avarijos, yra netikslios bangu būkles prognozes. Darbo tikslas – remiantis spektriniu fazes vidurkiu apskaičiavimu modeliais, sukurti metodologija, kuri leistu numatyti bangu sklidima priekrantes zonoje. Taip pat ivertinamos bangos sukeltos sroves. Jos gali būti vienas iš pagrindiniu veiksniu, turinčiu itakos teršalu sklidimui jūroje. I skaičiavimus itraukiama Stokso tekme bei bangos sukeltos pakrantes sroves, išreiškiamas paviršiaus sroviu efektas pagal molekuline klampa. Del ilguju pakrantes sroviu prie kranto iš arčiau pavir‐šiaus zonos esančio šaltinio tarša dažniausiai sklinda palei pakrante, todel rezultatai pristatomi taikant modeliavimo siste‐mas ISSM ir SHORECIRC. Modeliuojant remtasi studija, kurioje vertinamas taršos sklidimas ties Rumunijos pakrante del spejamai ivykusios avarijos Glorijos grežinio platformoje. Резюме Постоянно увеличивающаяся в последние десятилетия экономическая активность в прибрежной зоне Чѐрного моря ведѐт к бóльшему риску загрязнения из-за случайных разливов нефти. В связи с тем, что большая часть случаев разлива была связана с неадекватным прогнозом волнения, целью настоящей работы было разработать методологию, основанную на спектральных моделях волнения с усреднением фазы, способную предсказывать распространение волн в прибрежной зоне. Было оценено также течение, вызванное волнением, которое может стать решающим фактором в распространении загрязнения. Оно включает в себя стоксово дрейфовое течение и прибрежное течение. Учтено также поверхностное течение, вызываемое ветром через касательные напряжения. В качестве примера рассмотрено распространение в направлении румынского берега загрязнения, вызванного гипотетической аварией на буровой платформе Глория. First Publish Online: 10 Feb 2011 Reikšminiai žodžiai: ekologinis įspėjimas, naftos išsiliejimai, bangos, bangos sukeltos srovės, skaitiniai modeliai, Juodoji jūra. Ключевые слова: экологическое предупреждение, разливы нефти, волны, течения, вызываемые волной, численные модели, Черное море.

Keywords

• environmental alert
• oil spill
• waves
• wave induced currents
• numerical models
• Black Sea