基于時態(tài)GIS的封存CO2泄漏擴散模擬系統(tǒng)研究.pdf

1、碳捕集與封存（CCS）作為一項具有大規(guī)模碳減排潛力的技術(shù)，有望成為未來全球應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的重要手段。然而CO2地質(zhì)封存存在泄漏風(fēng)險，CO2地質(zhì)封存的風(fēng)險評價與管理因此受到越來越多的關(guān)注。CO2泄漏擴散模擬可為風(fēng)險管理提供依據(jù)，但是現(xiàn)有模擬系統(tǒng)和封存場地之間的空間關(guān)聯(lián)性很弱，使得空間表達單調(diào)、空間分析能力小，應(yīng)急處置決策缺乏直觀性。時態(tài)GIS具有強大的時態(tài)數(shù)據(jù)管理、時空表達與分析功能，將時態(tài)GIS技術(shù)引入到CO2泄漏風(fēng)險管

2、理，既可實現(xiàn)對CCS海量監(jiān)測時態(tài)數(shù)據(jù)的管理，又能實現(xiàn)對CO2泄漏擴散過程的時空動態(tài)模擬，將模擬結(jié)果和真實封存場地空間關(guān)聯(lián)，可有效提高風(fēng)險分析和管理手段，并且為CCS預(yù)警管理系統(tǒng)提供了決策依據(jù)。
　　首先，通過對封存CO2泄漏擴散模擬時空數(shù)據(jù)特點的分析，針對目前幾種典型時空數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點，建立了適用于封存CO2泄漏擴散模擬的基態(tài)修正模型，并采用面向?qū)ο蟮姆椒▉韺崿F(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組織管理。然后，通過對比與分析，選擇改進的高斯瞬時泄漏模

3、型為本系統(tǒng)的CO2擴散模型，并以緊密集成方式實現(xiàn)CO2擴散模型與組件GIS的集成。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了封存CO2泄漏擴散模擬TGIS系統(tǒng)的框架、時空數(shù)據(jù)庫以及系統(tǒng)功能等。系統(tǒng)功能包括通用GIS功能、時態(tài)GIS功能和系統(tǒng)輔助管理功能，其中時態(tài)GIS功能是系統(tǒng)的核心功能，包括擴散模擬、動態(tài)模擬、時態(tài)查詢和空間分析四個模塊。最后，將封存CO2泄漏擴散模擬TGIS系統(tǒng)應(yīng)用到鄂爾多斯地質(zhì)封存區(qū)CO2泄漏擴散模擬中。根據(jù)鄂爾多斯地質(zhì)封存區(qū)的氣象條件、