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原文传递黄浦江溢油事故的数值模拟研究

论文题名：	黄浦江溢油事故的数值模拟研究
关键词：	溢油预测模型;数值模拟;油船漏油;溢油事故
摘要：	溢油预测模型是溢油应急反应系统的重要组成部分，它能预测溢油在扩散漂移过程中组份、性质、状态的变化及最终归宿，为应急决策的制定、清除手段的选择及溢油损害的评估提供依据。国内外在海洋河口区域的溢油行为归宿数值模拟研究较多，但针对狭长型的内陆河道溢油数值模拟方面的研究鲜见报道，这与当今频繁的河流溢油事故极不相称。本文以丹麦水环境研究所开发的MIKE 21软件为平台，建立黄浦江二维溢油模型，结合物理模型试验结果研究感潮河道溢油传输扩散行为，通过灵敏度分析研究河流溢油过程主要影响因子，模拟可能发生的事故场景并建立黄浦江溢油事故预案速查手册，为黄浦江突发性溢油事故应急决策和损害评估提供支持。具体研究内容包括：(1)利用MIKE 21 HD模块建立了米市渡至吴淞口分辨率为15m×15m精细网格的黄浦江二维水动力模型，经1971、1984、1999等多年实测资料验证模型的可靠性和适用性，模拟结果为黄浦江二维溢油模型的建立提供水动力基础数据。(2)利用MIKE 21 SA模块建立黄浦江二维溢油模型，应用“油粒子”模型模拟输移、风化和热量迁移等过程。(3)对实验室物理模型试验的水动力和溢油过程数值模拟再现，研究狭长型感潮河道溢油特点，确定河道溢油模型的主要参数值，为黄浦江二维溢油模型参数取值提供参照。并通过对“8·5”溢油事故的重演，确保了模型的可靠性。(4)从油膜长度、漂移速度、上下游影响范围等角度，详细研究了风场、径流、潮型、溢油量、溢油形式、水温等因素对河道溢油的影响，并建立了各种因素对油膜在水体中行为影响度矩阵。研究发现风场和河道形态是影响油膜在河道中漂移速度和影响范围的决定性因素。当风速大于0．5m/s时，油膜在漂移过程中极易在弯曲河道靠岸，此时油膜部分在水流作用下继续漂移，部分在风的作用下被滞留在河岸。这是油膜在河道中有别于海洋的特殊运动规律，对应急决策有重要的意义。(5)通过分析各种情形的事故场景，应用所建立的黄浦江溢油模型对不同气象条件、不同上游径流量、不同潮型及不同事故发生地点的工况进行模拟分析，共模拟了近1000种预案，最终建立了黄浦江溢油预案速查手册。一旦发生事故，可以将事故与预设场景作比较，找到相近的场景，调用对应的结果，用于决策支持。将预案速查手册与实时预报相结合，满足了应急响应所必须的时效性和准确性要求。结合灵敏度分析和黄浦江预案研究总结出在不同风场条件下黄浦江溢油对松浦大桥取水口的影响规律。
作者：	姜卫星
专业：	环境科学
导师：	陈玲;张海平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	同济大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文