海洋石油开发和运输过程中事故溢油造成的海洋污染，是海洋环境保护工作者急需解决的重要问题。溢油不仅严重破坏了水体生态环境，而且危害人们的健康，造成巨大的经济损失。如何在溢油发生后迅速使其得到控制及清除并准确估算出其对环境造成的影响成为了当前海洋环境科学工作者的研究热点。随着微型计算机的迅速普及，数值模拟则为了解海上溢油行为提供了一种有效的手段。海上溢油行为受风、波浪和潮流等环境动力因素影响，因此首先要精确模拟出这些动力因素。溢油在海上经历着漂移、扩展、蒸发、分散、乳化、溶解、光降解、生物降解、吸附沉降及其相互作用的复杂过程，这些过程可以简略地概括为输运、扩展和风化过程。油膜的覆盖范围和分布特征与其迁移路径、残余量等共同构成了溢油模型的输出结果。本文的主要工作包括以下几个方面：（1）在查阅大量三维水动力水质数值模拟文献的基础上，深入了解海洋数学模型的研究进展，选择美国普林斯顿大学海洋模型（Princeton Ocean Model，POM）作为研究对象。POM垂向采用σ坐标系，在近海潮流数值模拟中已得到广泛应用。将POM模型用于大连湾的潮流场模拟，得到了M₂分潮下三维潮流场的分布。（2）在总结近年来国内外溢油数学模型发展的基础上，提出了垂向分层的三维溢油模型。根据有所处水深的不同，采用不同的数学方法对其进行描述：表层附近使用“油粒子”模型；海水较深处油浓度通过求解对流扩散方程进行模拟。同时，考虑了蒸发和乳化两个最重要的风化过程。（3）最后用Visual Fortran将上述原理用计算机语言进行编程，并通过Tecplot后处理软件将计算结果动态可视化，演示结果良好。通过进一步完善和验证，可将用于预测和环境评价中。