黃浦江溢油事故的數(shù)值模擬研究.pdf

1、溢油預(yù)測(cè)模型是溢油應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)的重要組成部分，它能預(yù)測(cè)溢油在擴(kuò)散漂移過(guò)程中組份、性質(zhì)、狀態(tài)的變化及最終歸宿，為應(yīng)急決策的制定、清除手段的選擇及溢油損害的評(píng)估提供依據(jù)。國(guó)內(nèi)外在海洋河口區(qū)域的溢油行為歸宿數(shù)值模擬研究較多，但針對(duì)狹長(zhǎng)型的內(nèi)陸河道溢油數(shù)值模擬方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道，這與當(dāng)今頻繁的河流溢油事故極不相稱。本文以丹麥水環(huán)境研究所開(kāi)發(fā)的MIKE 21軟件為平臺(tái)，建立黃浦江二維溢油模型，結(jié)合物理模型試驗(yàn)結(jié)果研究感潮河道溢油傳輸擴(kuò)散行為，通過(guò)

2、靈敏度分析研究河流溢油過(guò)程主要影響因子，模擬可能發(fā)生的事故場(chǎng)景并建立黃浦江溢油事故預(yù)案速查手冊(cè)，為黃浦江突發(fā)性溢油事故應(yīng)急決策和損害評(píng)估提供支持。 具體研究?jī)?nèi)容包括：(1)利用MIKE 21 HD模塊建立了米市渡至吳淞口分辨率為15m×15m精細(xì)網(wǎng)格的黃浦江二維水動(dòng)力模型，經(jīng)1971、1984、1999等多年實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證模型的可靠性和適用性，模擬結(jié)果為黃浦江二維溢油模型的建立提供水動(dòng)力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(2)利用MIKE 21 SA模

3、塊建立黃浦江二維溢油模型，應(yīng)用“油粒子”模型模擬輸移、風(fēng)化和熱量遷移等過(guò)程。(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)室物理模型試驗(yàn)的水動(dòng)力和溢油過(guò)程數(shù)值模擬再現(xiàn)，研究狹長(zhǎng)型感潮河道溢油特點(diǎn)，確定河道溢油模型的主要參數(shù)值，為黃浦江二維溢油模型參數(shù)取值提供參照。并通過(guò)對(duì)“8·5”溢油事故的重演，確保了模型的可靠性。(4)從油膜長(zhǎng)度、漂移速度、上下游影響范圍等角度，詳細(xì)研究了風(fēng)場(chǎng)、徑流、潮型、溢油量、溢油形式、水溫等因素對(duì)河道溢油的影響，并建立了各種因素對(duì)油膜在水體中行

4、為影響度矩陣。研究發(fā)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)和河道形態(tài)是影響油膜在河道中漂移速度和影響范圍的決定性因素。當(dāng)風(fēng)速大于0．5m/s時(shí)，油膜在漂移過(guò)程中極易在彎曲河道靠岸，此時(shí)油膜部分在水流作用下繼續(xù)漂移，部分在風(fēng)的作用下被滯留在河岸。這是油膜在河道中有別于海洋的特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)應(yīng)急決策有重要的意義。(5)通過(guò)分析各種情形的事故場(chǎng)景，應(yīng)用所建立的黃浦江溢油模型對(duì)不同氣象條件、不同上游徑流量、不同潮型及不同事故發(fā)生地點(diǎn)的工況進(jìn)行模擬分析，共模擬了近1000種預(yù)案