近年来,随着沿海及海上油气设施增多,油品泄漏势必对海洋环境造成威胁。由于溢油事故具有突发性,如果得不到及时处理将严重破坏海洋生态系统,甚至危害人类健康。因此,本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法对海上溢油过程与流散机理进行了研究,为控制事故发展态势和制定相关应急防控措施提供必要前提。以胶州湾为研究海域,基于高精度的实测岸线和水深数据,借助SMS制作三角形网格,采用反距离加权插值法插值水深。运用FVCOM模式建立胶州湾水动力模型,研究潮汐潮流运动规律,模拟结果与实测数据吻合较好,可为溢油模拟提供环境基础数据。通过编程搭建水动力场与溢油模型接口,耦合风、潮流等环境场,基于油粒子方法建立二维溢油模型,研究溢油流散过程与规律。从提高模型计算准确性出发,重点分析了扩散系数和油粒子数目对溢油模拟研究的影响,研究结果为模型完善和经验参数的选取提供参考。结合溢油扩散和漂移的环境动力因素,研究了四个特征潮时瞬时油膜面积和油膜厚度的变化规律,不同风场下油膜的抵岸时间、瞬时油膜面积和油膜厚度变化规律;通过改变油品密度、风速和海水温度,研究溢油风化过程中蒸发和乳化作用的变化规律;针对溢油规模、泄漏油品和泄漏形式三种工况,研究油膜流散特征和最终归宿。结果表明:潮流和风场决定溢油流散的轨迹和扫海范围,不同时刻发生的溢油造成的污染海域不同,风场加速油膜的漂移运动,对油膜厚度起决定作用;油品性质影响溢油流散面积和在水中的滞留时间,油品密度越小,油品蒸发量越大,乳化量越小;受风和海水温度影响,蒸发量呈正相关关系,乳化量在一定范围存在最优风速和温度值;溢油发生后第1个小时是进行溢油处理的关键时间,可有效阻止溢油污染范围的扩大;针对复杂溢油方式,移动点源和连续溢油造成的污染面积分别大于固定点源和瞬时溢油。因此,实际溢油事故中若出现移动式漏油,应及时停止泄漏源,避免造成更大的污染。将建立的溢油模拟系统应用于黄岛“11.22”溢油事故,对溢油事故的流散过程进行反演。从溢油应急时间和干预措施两方面对应急围控方案进行对比分析,得出溢油发生2.5天后采取干预措施后的扫海面积比未干预情况缩减了63%的污染面积。