A method for modeling of the consequences of super-continuous accidents on oil production objects in the Arctic region

• Published in: GEOGRAPHY, ENVIRONMENT, SUSTAINABILITY
• Main Authors: S. Zatsepa N., A. Ivchenko A., V. Solbakov V., V. Stanovoy V., С. Зацепа Н., А. Ивченко А., В. Солбаков В., В. Становой В.
• Other Authors: RFBR grants № 18-07-00373 and № 18-07-01001., РФФИ в рамках научных проектов № 18-07-00373 и № 18-07-01001.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт 2018
• Subjects: mathematical modelling;oil spills;long-lasting oil spill accidents; математическое моделирование;разливы нефти;сверхпродолжительные аварии; Arctic
• Online Access: https://www.aaresearch.science/jour/article/view/114; https://doi.org/10.30758/0555-2648-2018-64-4-439-454

The elimination of the oil spill at the DWH (Deep-Water Horizon) well in the Gulf of Mexico took place in almost ideal hydrometeorological conditions, which did not create serious difficulties for the operation of the response forces and means. There is a problem of assessing the possible consequences of an accident of this scale in the Arctic conditions. The simulation method of a long-lasting oil spill in the ice infested region is considered. A new model for the spreading of an elementary spill (ES) is described. A total oil spill is constructed as superposition of a number of an elementary spill. Taking into account the transport of oil by drifting ice, the potential impact of spills on vulnerable areas in the sea and coasts can reach distance of hundreds and thousands of kilometers. The distribution of ES on the surface of ice-free water is limited by the lifetime, depending on the properties of oil and regional hydro-meteorological conditions and elongated by the duration of the ice capture. The paper presents examples of estimating the lifetime of an ongoing oil spill in open water conditions based on the analysis of wind conditions in the area of interest by long-term series of meteorological reanalysis. On the basis of the analysis, an efficient computational algorithm to estimate the probability of a long-lasting oil spills impact on specially protected natural areas is constructed. В работе предложен метод моделирования сверхпродолжительных выбросов нефти из аварийных скважин на морском шельфе. С учетом транспорта нефти ледяными полями область потенциального воздействия разливов на уязвимые объекты на акватории и побережьях может составлять сотни и тысячи километров. Для реализации концепции риск-анализа распространения нефти в этом случае в работе предложен метод моделирования с помощью совокупности последовательных элементарных разливов (ЭР), распространение которых на открытой воде ограничено временем жизни, зависящим от свойств нефти и региональных гидрометеорологических условий. На основании проведенного анализа построен эффективный вычислительный алгоритм для оценки вероятности воздействия продолжительного разлива нефти на уязвимые объекты природной среды.