海上溢油风化预测系统的研制

海上溢油风化预测系统的研制

李琼[1]2002年在《海上溢油风化预测系统的研制》文中认为海上溢油风化模型能够根据气象海况条件计算预测海上溢油在不同时刻的残余量、密度、粘度、含水率、乳化率等溢油风化性质和状态变化情况,有助于有关部门选择最有效的控制清除方式,为海洋环境管理部门提供科学的决策依据,对于最大限度的降低溢油的环境危害具有极高的应用价值。 本论文在参考大量文献的基础上,通过分析海上溢油风化特点,总结风化过程研究领域的最新成果,在参考目前各风化预测模型的基础上,着重于研究了已经比较先进成熟的挪威SINTEF风化模型与美国ADIOS风化模型。 本文首先将上述两种先进的风化模型开发成应用软件,用户可以自行输入溢油的时间、地点、海况、溢油的状况等,选择相应的溢油模型,计算后,得出溢油在不同时刻的残余量、密度、粘度、含水率、乳化率等溢油性质和状态变化情况。然后将两个模型的预测结果与实际数据进行比较,得出结论,对于轻油来说,挪威SINTEF风化模型的预测结果更准确,而对于重油两种模型的预测结果相差不大。另外系统还将模型预测结果与清除决策技术相结合,计算出的结果可直接输入到清除决策模块中,自动推断出最有效清除方式的决策建议。

牛志刚[2]2012年在《珠江口溢油预测预警与应急决策技术研究》文中认为近年来,随着世界范围内海上溢油事故的频频出现,诸如墨西哥湾BP溢油事故和渤海湾康菲溢油事故最为典型,海洋溢油污染已成为造成中国近岸海域环境污染和生态损害的最大的因素。尤其渤海湾发生的康菲大规模溢油事故既给我国敲响了警钟,也突出地反映出了我国溢油应急反应能力较低、技术落后、整体水平不高等问题,引起了国家领导和有关政府管理部门的高度重视,专题部署并实施了有关工作和项目。针对当前存在的技术问题和建设我国应急反应基础设施和条件中急需的关键技术,本论文选择珠江口海域为研究对象,重点研究珠江口海域溢油漂移快速预报系统技术,清污方案优化生成技术,溢油清除方案与清污效果模拟技术,基于人工智能专家系统与GIS的溢油应急管理平台集成技术,建立基于溢油模型、清污效果模型、专家系统和GIS技术的珠江口海域溢油应急管理平台决策支持系统,实现快速预报溢油的漂移轨迹和归宿,并快速利用各种资源形成优化清污方案,系统可通过互联网或专网提供客户服务。论文主要研究结果如下:(1)通过实验室模拟及海上漂流浮标验证,修正了溢油数值模型及溢油风化模型参数,耦合出更适合中国环境的模型;(2)通过收集珠江口海域各沿海城市海洋功能区划,建成了遍布整个珠江口海域的电子敏感区分布图;(3)建立了溢油清污方案决策模型,能够为决策者提供溢油应急响应所需人员、设备、船舶的优化调配方案;(4)系统通过Internet已实现业务化运行,计算速度快,准确度高,为珠江口海域溢油应急反应、风险评估和应急决策提供及时辅助支持。本课题的实施,将明显增强珠江口海域的溢油应急反应和快速处理能力,全面提高海上风险防范与安全保障整体技术水平,保障我国海上溢油反应能力建设目标的实现,保障石油开采和运输安全、有效履行相关国际公约和保证国家海洋经济可持续发展具有十分重要的现实和长远意义。

牟林, 邹和平, 武双全, 宋军, 李欢[3]2011年在《海上溢油数值模型研究进展》文中研究指明中国是海洋大国,近年来,海上活动持续增多,发生海上溢油事故的风险随之加大,海上溢油污染事故一旦发生,如不得到及时控制,必将严重损害中国近海海洋环境。为了完善中国海上溢油应急反应体系,提高中国处理重大海上溢油事故的应急反应能力,开展了海上溢油污染应急技术研究。本文综述了溢油预测模型的发展过程以及相关的研究成果,包括:溢油扩展模型、溢油漂移模型、油粒子模型和溢油风化模型等。这为进一步开展溢油预测和溢油污染应急工作提供了理论依据和参考。

程聪[4]2006年在《黄浦江突发性溢油污染事故模拟模型研究与应用》文中研究表明黄浦江既是上海市80%的用水来源地,又是交通航运的黄金水道。每天,从这里过往的船只不计其数,运输物品也门类繁多,其中包括大量油品、化学用品甚至危险品。一旦这些船只发生意外,就将威胁全市1000余万市民的用水安全。 本研究主要针对黄浦江上游开放性水源地突发性水污染事故预警和应急处置问题,重点研究了突发性溢油污染事故排放的有毒有害污染物在水体中的迁移扩散和转化规律,建立黄浦江溢油漂移和扩散数学模型,使黄浦江发生溢油突发性污染事故后,能迅速预测事故后果,确定最佳的处理方案,从而在最短的时间内以最小的代价将事故的危害控制在最低的程度,确保黄浦江水生态的安全。 本文以DELFT3D-PART模型软件为工具,模拟黄浦江溢油的漂移扩散规律,利用实测资料和实验数据进行模型的率定和验证,建立黄浦江溢油事故模拟模型。经过率定后确定模型中主要参数值如下:扩散参数a=0.07,扩散参数b=0.7,粗糙长度=0.02m,风拖曳系数Cwd=3%,蒸发率kE=0.1/d。模型可以较真实地反映溢油的漂移扩散规律。 利用模型研究溢油事故对水源地的影响,结果表明在黄浦江取水口上游任意位置若发生1吨以上瞬时溢油事故,将会对取水口产生影响;若在取水口下游5.5km范围内发生1吨瞬时溢油事故,在1天内会对取水口产生影响;若在取水口下游8km范围内发生100吨瞬时溢油事故,在1天内可能会对取水口产生影响;若在取水口下游10km范围内发生200吨瞬时溢油事故,在1天内可能会对取水口产生影响。因此从黄浦江水源地保护的角度考虑,取水口上游河段和下游10km范围是最危险也是重要的河段,应尽量避免溢油事故的发生,一旦发生溢油事故,应尽快采取有效措施进行处理,使溢油污染及带来的损失降至最低。 研究黄浦江溢油的漂移扩散规律,并根据黄浦江不同河段溢油漂移扩散规律的特点对黄浦江进行合理划分,结果表明:作为典型的感潮河流,黄浦江溢油事故发生后,溢油的漂移扩散规律具有其特殊性。首先溢油受潮汐的影响在短时间

杨芝龙[5]2008年在《基于VB+MapX的船舶溢油预报地理信息系统的研究》文中进行了进一步梳理随着海上石油运输量的增加,发生溢油事故的风险也相应增大,为了合理地预报事故风险并采取措施以降低发生泄露事故后的损失,需要我们对海上溢油行为进行合理、可信的数值模拟并将其结果直观地显示,给相关的决策者提供判断依据并调动相应的应急力量做出补救措施。因此,我们利用地理信息系统(GIS)强大的空间数据分析显示功能,结合先进的数学预报模型,进行基于GIS的海上溢油行为数值模拟研究具有重要的理论意义和现实意义。本文的海上溢油行为方程是以叁维对流扩散方程为基本控制方程,采用马尔科夫随机理论建立油类的扩散漂移轨迹,叁维潮流场预数值预报模型采用美国普林斯顿大学的POM(Princeton Ocean Model)模型,为系统提供叁维潮流场数据。为了使系统方便实用,本文采用了面向对象开发语言(Visual Basic)和GIS组件技术(MapX)相结合的开发环境。以Mapinfo Profession8.5作为空间地理信息建立和处理工具,VisualBasic 6.0作为系统用户界面开发与计算模块编程工具,Access 2000作为有关数据库开发与管理工具,Mapinfo MapX5.O地理信息系统地图控件作为计算机模拟显示控件,通过OLE技术,通过文件传递的方式,将上述数值计算模型与地理信息系统进行了嵌入式紧密集成,初步形成了船舶溢油预报信息系统。系统实现了GIS支持下的地图坐标和投影变换,计算网格的自动划分,潮流场显示,溢油轨迹显示等功能。从而使系统达到直观,快速的可视化效果。为相关的海事部门做出应急决策提供参考。

吴海涛, 乔冰, 谢月亮, 李思源, 周永生[6]2009年在《海上溢油风化模拟装置的研制》文中认为海上溢油风化过程的研究是预测海上溢油归宿和影响的重要基础,在实验室开展溢油风化模拟实验,可以较好地探索溢油风化的规律。溢油风化模拟装置是开展溢油风化模拟实验必备的硬件条件,溢油风化模拟装置的优劣,将直接导致试验结果的正确性和可靠性。本文介绍了一种海上溢油风化模拟装置的研制过程及成果。该装置通过实验验证,能较好地模拟海水水流,在溢油风化模拟实验中取得了比较满意的结果。

安伟, 赵建平, 刘保占, 钱国栋, 赵宇鹏[7]2018年在《海上溢油漂移预测预警系统的实验验证》文中研究指明介绍海上溢油预测预警系统的数值模型和功能,通过浮标漂移试验对系统的预测性能进行验证。分析表明,系统在漂移轨迹趋势、漂移距离、漂移速度的预测方面总体上与试验结果一致。

廖国祥[8]2005年在《基于WebGIS的海上溢油应急信息系统研究》文中进行了进一步梳理海上溢油事故频频发生,给海洋生态环境造成严重的损害,对海上溢油行为进行合理、可信的数值模拟并将其结果直观地显示能够提高溢油污染事故应急决策效率。为了克服传统的基于GIS的溢油应急信息系统只能在单机或者局域网内进行使用的缺点,真正实现溢油应急信息系统在互联网上应用,本文提出了构建基于WebGIS的海上溢油应急信息系统。 首先,针对目前国内外关于构建基于WebGIS的溢油应急信息系统的报道很少的情况,本文对海上溢油行为及其研究进展以及国内外溢油应急信息系统的研究现状进行了分析。在对海上溢油行为分析的基础上,通过对环境动力因素如潮流、风海流、波浪的数值模型研究,采用ADI法进行二维潮流计算,并以“油粒子”概念建立海上溢油主要行为如漂移、扩散、蒸发、乳化的数值模型,利用开发软件Visual Basic和Visual Fortran开发出海上溢油动态模拟模块。 其次,本文运用地理信息系统技术、网络技术、数据库技术,对基于WebGIS的海上溢油应急信息系统进行了设计。在建立了溢油应急信息数据库的基础上,以WebGIS软件MapInfo MapXtreme为二次开发平台,应用HTML、JavaScript、Asp等网络开发语言进行系统开发。利用ODBC和XML技术实现系统的集成,初步形成了应用软件系统,实现了应急信息查询、专题图制作、地图编辑、在线溢油预测、数据管理等主要功能。 最后,应用该系统对珠江口“12.7”溢油事故进行案例模拟,模拟结果与观测事实的比较表明了系统的准确性和实用性。

杨红, 洪波, 陈莎[9]2007年在《海洋溢油模型及其应用研究进展》文中认为根据滥油模型的数学计算理论不同,溢油模型主要有两个类型,欧拉-拉格朗日理论模型和蒙持卡罗方法模型。欧拉-拉格朗日理论模型主要包括:全动力轨迹模型和溢油归宿模型。溢油归宿模型又包括溢油扩展、扩散模型和风化模型。风化模型包括蒸发、溶解、乳化、光氧化、生物降解等过程。蒙持卡罗方法模型在欧拉-拉格朗日理论模型基础上增加了溢油扩散随机数的计算,应用随机数来计算油膜叁维扩展尺度。该模型是对欧拉-拉格朗日理论模型的补充和完善。目前国内以及日本、美国、新加坡等国学者们分别在海湾,海峡等(?)了溢油组合模型。但由于他们的研究重点不同,模型没有得到全面的应用。溢油模型的前景相对可观,其与溢油应急反应专家系统的结合使得我们可以根据应急系统做出相应的应急计划,并通过模拟来对溢油损害索赔进行定量。

熊德琪, 林奎, 肖明, 杨建立[10]2003年在《珠江口区域海上溢漏污染物动态预测系统的开发与应用》文中指出为了对《珠江口区域溢油应急计划》提供决策支持 ,在国内外最新研究成果基础上 ,针对珠江口海域的环境特点研究开发了先进实用的“珠江口区域海上溢漏污染动态预测系统” ,综合有叁维潮流模型、叁维溢油与化学品漂移扩散模型、溢油风化模型、应急反应模型、以及电子海图、地理信息系统 (GIS)、数据库等关键技术 ,能够快速准确地预测并可视化显示不同种类的溢漏油品、化学品在水面及水体中的漂移扩散范围和性质变化过程 ,还可以同时显示环境敏感区和应急人员设备分布等相关信息。经实际溢油案例应用表明 ,系统的预测结果与现场实际情况相符。此系统的成功开发应用将有效地提高对船舶污染事故的应急指挥效率

参考文献:

[1]. 海上溢油风化预测系统的研制[D]. 李琼. 大连海事大学. 2002

[2]. 珠江口溢油预测预警与应急决策技术研究[D]. 牛志刚. 中国海洋大学. 2012

[3]. 海上溢油数值模型研究进展[J]. 牟林, 邹和平, 武双全, 宋军, 李欢. 海洋通报. 2011

[4]. 黄浦江突发性溢油污染事故模拟模型研究与应用[D]. 程聪. 东华大学. 2006

[5]. 基于VB+MapX的船舶溢油预报地理信息系统的研究[D]. 杨芝龙. 大连海事大学. 2008

[6]. 海上溢油风化模拟装置的研制[C]. 吴海涛, 乔冰, 谢月亮, 李思源, 周永生. 中国科协2009年海峡两岸青年科学家学术活动月——海上污染防治及应急技术研讨会论文集. 2009

[7]. 海上溢油漂移预测预警系统的实验验证[J]. 安伟, 赵建平, 刘保占, 钱国栋, 赵宇鹏. 船海工程. 2018

[8]. 基于WebGIS的海上溢油应急信息系统研究[D]. 廖国祥. 大连海事大学. 2005

[9]. 海洋溢油模型及其应用研究进展[J]. 杨红, 洪波, 陈莎. 海洋湖沼通报. 2007

[10]. 珠江口区域海上溢漏污染物动态预测系统的开发与应用[J]. 熊德琪, 林奎, 肖明, 杨建立. 交通环保. 2003

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