Kennen Sie die beiden wichtigsten Wörter, um das Boomen von Ölverschmutzungen zu verstehen?

Gastbeitrag von: Joel Hogue

Joel Hogue ist Präsident von Elemental Services und Consulting, Inc. (ESCO). ESCO wurde in 2003 gegründet und entwickelt taktische Reaktionspläne für Ölverschmutzungen - einschließlich Ausrüstungsspezifikationen, Reaktionstaktiken und Entwicklung von Arbeitshilfen.

Es wurde (falsch) viel darüber geschrieben wie Ausleger einsetzen, um Öl zu schützen, abzulenken oder einzudämmen. Wir setzen seit langem auf Mathematik und Naturwissenschaften, wenn es darum geht, Gegenmaßnahmen zu ergreifen, nicht nur, weil sie funktionieren, sondern auch, weil sie schneller, sicherer und effektiver sind und Zeit, Geld und Schlagkraft sparen. Worauf wir uns in diesem Artikel konzentrieren werden, ist die woher of Boom Einsatz.

Wenn es darum geht, zu verstehen, wo der Ausleger während eines Ölunfalls richtig eingesetzt werden muss, ist es wichtig zu verstehen, dass Boomstandorte ein Kompromiss sind - einige der besten Boomstandorte sind möglicherweise nicht zugänglich, während einige der am besten zugänglichen Standorte schlechte Boomstandorte sind. Darüber hinaus ist das Verständnis der Beziehung, die boomt, zum Abschöpfen von Öl und zur Erholung von entscheidender Bedeutung für den Erfolg des Booms und der Erholung. Das Fundament der Ölgewinnung mit einem Skimmer beginnt mit einem effektiven und angemessenen Boom. ohne dies wird die Ölgewinnung bestenfalls schwierig und im schlimmsten Fall nahezu unmöglich sein.

Um zu wissen, wo der Boom eingesetzt werden soll, müssen zwei weitere Wissenschaften bekannt sein. nämlich Hydrologie und Topographie. In einfachen Worten, Hydrologie ist die Wissenschaft von der Bewegung des Wassers, während Topographie die Wissenschaft und Beschreibung von Landformen der Erde (sowohl natürlichen als auch von Menschenhand geschaffenen) ist, einschließlich Bergen, Hügeln, Tälern, Teichen, Seen, Flüssen, Bächen, Bewässerungsgräben. Sümpfe, andere hydrografische Merkmale, Straßen, Wege, Eisenbahnen, Gebäude und vieles mehr.

Bei der Entscheidung, wo der Boom eingesetzt werden soll, ob Flüsse abgelesen werden oder Strömungen und Windeffekte in Küsten- und Freiwasserumgebungen verstanden werden sollen, ist es wichtig, Wasser als Energie zu betrachten. Fließendes Wasser fließt aufgrund der Schwerkraft bergab. Auf seinem Weg versucht er aufgrund seiner Masse, seine Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, es sei denn, er wird von Dingen wie dem Kanalboden und den Ufern, Hindernissen wie Felsen oder Pflanzen, Kurven und Biegungen im Kanal usw. beaufschlagt. Basierend auf diesen Kräften Wenn Sie Flüsse oder andere Fließkanäle lesen, können Sie Folgendes erwarten:

• Wasser fließt auf dem Weg des geringsten Widerstands
• Die Energie konzentriert sich auf äußere Kurven
• Hindernisse leiten den Durchfluss zu weniger Widerstand um
• Geschwindigkeit ist eine Funktion des Widerstands (Banken, Boden und Hindernisse)
• Schmale Punkte beschleunigen den Durchfluss
• Flache Stellen beschleunigen den Durchfluss
• Unmittelbar nach dem Flachwasser ist typischerweise turbulent
• Unmittelbar vor dem Flachwasser beschleunigt sich die Geschwindigkeit

Denken Sie bei der Festlegung, wo Gegenmaßnahmen ergriffen werden müssen, z Eindämmungsboom Ziel ist es, den Aufprallbereich zu minimieren und sich auf eine effektive und effiziente Wiederherstellung vorzubereiten. Dies erfordert effektive und angemessene Taktiken und Techniken, um:

• Halten Sie Öl fern von (Ausschluss) schlechte Wiederherstellungsorte oder von sensiblen Orten;
• Öl bewegen (Ablenkung) zu einer geeigneten Sammelstelle; und
• Sammeln und konzentrieren Sie das Öl (Eindämmung) zur Erholung.

Die Befragten müssen verstehen, dass die Taktiken und Techniken des Aufschwungs und der Genesung eng miteinander zusammenhängen. Wenn ein angemessenes und effektives Booming nicht in der richtigen Umgebung implementiert wird, ist es wahrscheinlich, dass die Ölgewinnung nicht effektiv, effizient oder in einigen Fällen möglich ist.

Wichtige Flussumgebungen, die effektives booming beeinflussen -System umfasst:

• Gewehre: Gesteine, die die Wasseroberfläche durchdringen und im Allgemeinen in flachen Gebieten vorkommen
• Läuft: Tiefere Gebiete mit schneller Strömung, normalerweise nur stromaufwärts oder nur stromabwärts einer Riffel
• Pools: Bereiche mit relativ ruhigem Wasser zwischen Gewehren und Läufen
• Außerhalb von Bend: Wo Erosion typischerweise auftritt; Wasser ist normalerweise tiefer und schneller
• Innerhalb von Bend: Wo Ablagerung typischerweise auftritt; Wasser ist normalerweise flacher und langsamer

Die folgende Zeichnung zeigt den Querschnitt eines Kanals und zeigt die Wassergeschwindigkeit in einem Kanal. Beachten Sie, wie der Kanalboden und die Ufer das Wasser aufgrund des erhöhten Widerstands verlangsamen. Dieses Verständnis ist wichtig beim Umgang mit untergetauchten und schwimmenden Ölen. Eingetauchte Öle bewegen sich aufgrund dieses erhöhten Widerstands im Allgemeinen langsamer als der Hauptwasserfluss. Schwimmöle konzentrieren sich aufgrund ihrer höheren Geschwindigkeit stärker in der Mitte des Kanals. Darüber hinaus zeigt dies über die Physik der Ölmitnahme hinaus, warum die Einsatzkräfte den eingesetzten Ausleger korrekt ausrichten müssen - unter Verwendung einer „U“ -Konfiguration (das ist üblich, aber falsch) wird tatsächlich die Ölverschleppung verstärken; Wenn das Öl zur Gewinnung an die Küste geleitet wird, verlangsamt sich die Relativgeschwindigkeit, wodurch das Mitreißen von Öl minimiert oder beseitigt wird. So wie die richtige Berechnung Ihnen die effektive Taktik vermitteln kann, kann das Wissen und Verstehen der Wissenschaft, wo effektiv geboomt werden soll, auch die effektive Taktik liefern.

Wenn das Wasser in einem Kanal mit der gleichen Geschwindigkeit fließt, ist nur ein geringer Effekt zu verzeichnen. Da jedoch am Boden und an den Seiten des Kanals Reibung auftritt, ist die Wassergeschwindigkeit in verschiedenen Bereichen des Kanals unterschiedlich, so dass Zentrifugalkräfte ins Spiel kommen können.

Einfach ausgedrückt, ist die Zentrifugalkraft ein Objekt, das sich wahrscheinlich in einer geraden Linie fortbewegt - in diesem Fall wird Wasser in einem Kanal nach außerhalb des Kanals gedrückt. Schwimmende Materialien (dh Öl) wird mit dem Oberflächenwasser nach außerhalb des Kanals gedrückt. Darüber hinaus halten Zirkulationsströme innerhalb des Kanals das Öl auch nach außerhalb des Kanals gerichtet (spiralförmig oder schraubenförmig) Schließlich wird das Wasser um eine Kurve oder ein Hindernis beschleunigt, um eine konstante Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, da das Wasser an der Außenseite der Kurve eine größere Strecke zurücklegen muss als das Wasser an der Innenseite der Kurve, um den Fluss innerhalb des Kanals aufrechtzuerhalten.

Neben seichtem, schnell fließendem Wasser (Gewehre und Läufe), außerhalb einer Kurve und an unzugänglichen Orten sind schlechte Boom- / Sammelstellen:

Wirbel: Wirbel entstehen, wenn Wasser an einer Insel oder einem anderen Hindernis vorbeiströmt und eine allgemeine Verwirbelung oder Rückströmung stromabwärts der Insel oder des Hindernisses verursacht. Wirbel sind oftmals zu weit von der Küste entfernt, was die Erholung und den Aufschwung erschwert, wenn nicht sogar unmöglich macht.

Sumpf: Dies ist ein Feuchtgebiet oder häufiger ein Sumpf oder ein flacher See, der zu einem größeren Gewässer führt, das oft stagniert oder langsamer fließt als der Hauptkanal. Slough Habitate enthalten im Allgemeinen mehr Pflanzen- und Tierarten, die anfällig für Ölbelastungen sind und für die ein Boom zu erwarten ist ausschließen Ölschlag.

Channel Confluence: Kanalzusammenflüsse können einen erhöhten Fluss und eine erhöhte Geschwindigkeit, unvorhersehbare Ströme wie Wirbel und Trümmer oder andere Zusammenflussstrukturen aufweisen. Darüber hinaus ist an diesen Standorten nur selten ein Boom erforderlich, da die Seitenkanalflüsse verhindern, dass Öl in den Seitenkanal gelangt. Ein kurzer Abschnitt des Umlenkauslegers kann stromaufwärts im Hauptkanal platziert werden, um sicherzustellen, dass das Öl nicht in Wirbeln, Ablagerungen oder anderen Zusammenflussstrukturen hängen bleibt. Oft viele Ressourcen (Ausrüstung, Personal, Zeit, Geld usw.) werden auf Seitenkanalschutz verschwendet.

Das folgende Foto ist ein Beispiel dafür, wie die Energie des Flusses für den Ausleger nicht richtig genutzt wird, um Öl von der Außenseite des Kanals zu einer geeigneten Sammelstelle in einem ruhigen Gebiet stromabwärts abzulenken. Beachten Sie, wie der Ausleger im schnellsten Teil des Kanals eingesetzt wird (die äußere Kurve - roter Stern)das Öl beschleunigt durch die Flusskurve; Dies führt zusammen mit einem ungeeigneten Auslegerwinkel dazu, dass das Öl mitgerissen wird (roter Pfeil).

Schauen wir uns nun das Boomen an der Küste und im offenen Wasser an. Es gibt eine Reihe von Kräften entlang eines Ozeans und andere große Gewässer, die sowohl Planer als auch Einsatzkräfte berücksichtigen müssen. Jede dieser Kräfte kann das Verhalten von verschüttetem Öl erheblich beeinflussen, wenn es auf die Küste trifft.

Oberflächenstrom: Während der Wind über das Wasser weht, entwickeln sich Wellen basierend auf Windgeschwindigkeit, Entfernung und Dauer. Wenn die Windgeschwindigkeit schnell ist und lange weht, sind große Wellen zu erwarten. Wenn die Windgeschwindigkeit für einen kurzen Zeitraum und eine kurze Entfernung schnell ist, können kleine Wellen erwartet werden. Wenn die Basis einer Welle in der Nähe der Küste auf den Meeresboden trifft, brechen die Wellen auf die Küste.

Longshore-Strom: Wenn Wellen in einem Winkel zur Küste brechen, erzeugen sie Longshore-Strömungen. Diese Strömungen verlaufen in der Regel parallel zur Küstenlinie.

Rip Current: Wenn verhindert wird, dass brechende Wellen von einer Unterwasserstruktur wie einer Sandbank oder einem Pier direkt in den Ozean zurückfließen, wird ein Reißstrom erzeugt. Diese Strömungen verlaufen im Allgemeinen senkrecht zur Küstenlinie und können sehr stark und schnell sein, dauern jedoch relativ kurz.

Upwelling: Dies geschieht, wenn der Wind das Oberflächenwasser wegbläst und verdrängt, sodass tieferes Wasser aufsteigen und das weggeblasene ersetzen kann.

Downwelling: Dies geschieht, wenn der Wind das Oberflächenwasser in Richtung einer Barriere wie der Küste bläst und das Oberflächenwasser zum Sinken zwingt.

TIDAL CURRENT UND TIDES: Gezeitenströmungen (horizontale Bewegung) sind eine Folge des Anstiegs und Abfalls des Wasserspiegels aufgrund von Gezeiten (vertikale Bewegung). In Küstengebieten gibt es jeden Mondtag zwei Ebben und zwei Fluten oder 24 Stunden und 50 Minuten.

Hochwasser: Die Flut kommt herein und das eintretende Wasser muss langsames Wasser überwinden, um sich vorwärts zur Küste zu bewegen. Die Zeit, zu der dies eintritt, ist für verschiedene Punkte unterschiedlich, je nachdem, wie weit sie vom Meer entfernt sind, wenn die Flut einsetzt.

Hoher Stand: Der höchste Wasserstand wird an einem bestimmten Punkt erreicht, aber der Hochwasserfluss setzt sich zu anderen Punkten in Richtung Küste fort (Flut).

High Slack Water: Wenn High Stand an allen Orten in der Nähe der Küste erreicht ist und der Strom anhält.

Ebb Flow: Die Flut geht aus und das austretende Wasser muss langsames Wasser überwinden, um zurück zum Ozean zu gelangen. Die Zeit, in der dies geschieht, hängt von der Entfernung zum Meer bei Ebbe und Flut ab.

Niedriger Stand: Der niedrigste Wasserstand wird an einem bestimmten Punkt erreicht, aber die Ebbe fließt weiter zu anderen Punkten in Richtung Ozean (Ebbe).

Niedriges Slack Water: Wenn an allen Orten in der Nähe der Küste niedriger Stand erreicht wird und der Strom anhält.

Die Abfolge der Gezeitenströmung an einem beliebigen Punkt entlang einer Küstenlinie variiert zwischen zwei beliebigen Punkten in unterschiedlichem Abstand vom Ozean. Flüsse, die in den Ozean fließen, verlangsamen die Bewegung der Flut in den Fluss, wodurch der Hochwasserfluss langsamer wird. Umgekehrt können Flüsse bei Ebb Flow beim Einfließen in den Ozean deutlich schneller sein.

Beim Auslösen von Gegenmaßnahmen gegen Ölverschmutzungen müssen unterschiedliche Taktiken angewendet werden, um die Küste wirksam zu schützen und Ölrückhalteeinrichtungen zur Wiedergewinnung bereitzustellen. Der Ausleger sollte niemals parallel zur Küste aufgestellt werden, und die Inseln sollten niemals von einem Ausleger umgeben sein. Das Umkreisen einer Insel oder eines anderen Merkmals bei Wind oder Strömung ist fast immer wirkungslos. Die Boomwinkel müssen auf der Grundlage von Standortstrom, Wind und Ölvektoren bestimmt werden. Ein Landeplatz für Opferöl an der Küste muss identifiziert werden, da Öl von empfindlichen Gebieten ausgeschlossen oder abgelenkt wird. Eine kontinuierliche Überwachung ist auf der Grundlage der aktuellen, der Wind- und der Ölvektoren erforderlich. Das einfache Auslösen des Auslegers ohne Überwachung und dessen zeitliche Anpassung ist keine effektive Taktik.

Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, stellt die gelbe Linie den korrekten Ausschluss- / Ablenkungswinkel des Auslegers gegenüber dem Ölvektor dar und der schwarze Pfeil stellt den berechneten Ölvektor dar, der auf Strömung und Wind basiert. Die Anwendung dieser Taktik sorgt für effektive Boomwinkel und ermöglicht es der Strömung und / oder dem Wind, Öl an einer Insel vorbei in ein Gebiet zu befördern, um eine effektive und effiziente Gewinnung zu erreichen. Dies ist eine effektive Taktik und erfordert erheblich weniger Ressourcen für die Bereitstellung und Wartung. Denken Sie daran, im offenen Wasser zu dröhnen ist dasselbe wie in einem Fluss zu dröhnen - Sie dröhnen gegen den Strömungs-, Wind- oder Ölvektor (beachten Sie die fehlgeschlagenen Auswirkungen von Dröhnen und Öl auf die Insel).

Das Ablesen von Flüssen und anderen Gewässern ist viel mehr als hier dargestellt, aber für Planer und Antwortende wird diese vereinfachte Einführung den Einsatz von Gegenmaßnahmen wesentlich effektiver machen. Es ist wichtig, Folgendes zu verstehen, wenn Antwortoptionen in Betracht gezogen werden:

• Lokale Einsatzkräfte (öffentlich und privat) Sie müssen ihren spezifischen Reaktionsbereich kennen - keine Schulung im Klassenzimmer bringt Ihnen bei, wo Sie den Boom einsetzen, was Sie schützen müssen usw.
• Schauen Sie auf zukünftige Bedingungen sowie aktuelle Bedingungen (Regenereignisse stromaufwärts, Schneeschmelze, Gezeitenwechsel usw.)
• Was ist Trümmerlast (Bestimmte Kanäle weisen eine sehr hohe Holzschuttbelastung auf, während andere nur eine sehr geringe oder gar keine Belastung aufweisen.)
• Ankerpunkte und Verankerungen müssen den Ausleger, die aktuellen Kräfte, das Öl und die Schmutzlast aufnehmen
• Unabhängig davon, ob innerhalb eines Kanals eine Strömung vorhanden ist oder nicht, sollte unabhängig von der aktuellen Geschwindigkeit kein Ausleger bei 90 ° eingesetzt werden. Dies führt dazu, dass der Boom in der Mitte des Stroms „baucht“, wo sich Öl ansammelt, was das Sammeln schwierig oder unmöglich macht. Darüber hinaus ist ein Mitreißen von Öl wahrscheinlich. Durch Abwinkeln des Auslegers in die Strömung bewegt sich das Öl zur Sammlung an die Küste
• Unabhängig vom berechneten Auslegerausfahrwinkel oder der zur Bestimmung des Auslegerausfahrwinkels verwendeten Ölaustrittsgeschwindigkeit kann keine Mitnahme garantiert werden. Eine ständige Überwachung und Anpassung des eingesetzten Auslegers ist erforderlich, um den jeweiligen Standortbedingungen sowie einer möglichst frühzeitigen effizienten Rückgewinnung des enthaltenen Öls Rechnung zu tragen
• Wenn das Öl aufgrund eines schlechten Rückhalteortes oder einer schlechten Mitnahme nicht rückgewonnen werden kann, war jede eingeleitete Gegenmaßnahme eine Verschwendung von Zeit, Geld und anderen Ressourcen. Es ist wahrscheinlich, dass, wenn ein angemessenes und effektives Booming nicht beim ersten Mal durchgeführt wird, nicht genügend Zeit oder Ausrüstung zur Verfügung steht, um sie ein zweites Mal korrekt bereitzustellen

Fragen Sie nach unseren anderen Artikeln, um mehr über andere Kräfte zu erfahren, die auf Wasser einwirken, und darüber, wie sich diese Kräfte auf Gegenmaßnahmen bei Ölverschmutzungen auswirken:

• Seiches und ihre Wirkung auf nicht eingetauchte Öle
• Ölvektorbestimmungen: Kritisch für den Boom, aber häufig übersehen

Quellen und Referenzen:

• USGS Topographic Map Symbols Booklet
• "Mäanderförmige Flusskanäle", Colorado Water Resources, Colorado State University
• „Morphodynamik von laminaren und fast laminaren Strömungen in Fluss- und Unterwasserströmungen: Eine Synthese“, Lajeunesse et al., Dezember 2009
• "Reaktion auf Ölunfälle in schnellen Strömungen, ein Feldführer", US Coast Guard, Oktober, 2001
• US Army Corp of Engineers, http://mvs-wc.mvs.usace.army.mil/arec/Basics_Weirs.html
• „Barriereversagen durch kritische Ansammlung von viskosem Öl“, Gerald AL Delvigne, Delft Hydraulics, 1989
• Die Lobsterman-Seite, www.lobstermanspage.net/tides/currents.html
• NOAA Ocean Service Ausbildung
• "Natural Stream Processes", Ohio Stream Management-Leitfaden Nr. 3, Ohio Department of Natural Resources
• "Wie Meeresströmungen funktionieren", Jennifer Horton, April 2008 http://science.howstuffworks.com/environmental/earth/oceanography/ocean-current.htm

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