海面溢油扩展,离散和迁移的组合模型

本文提出的海面溢油扩展、离散和迁移的组合模型是在溢油扩展、离散和海流、风力作用下建立的不平静海面油膜组合运动模型,同时考虑了油膜挥发和溶解损失以及油膜边缘的消失过程。利用欧拉-啦格朗日方法跟踪油膜若干边缘点的运动变化,从而预报整个油膜的行为轨迹。该模型可直接用于事故溢油预报,为溢油的围收治理提供依据,特别适用于与流场和风场数值计算模型配套,用来进行水域溢油污染风险区划研究。     

预报不平静海面溢油扩散的简化数学模型

溢油扩散过程的描述 持续时间甚短的大规模溢油(瞬时溢油)的初始扩散速度非常高。轻原油等因易挥发组分含量较高,其扩散与挥发同时进行。挥发速度随表面积的增加而增大,随后,又因油膜中     

东吾洋关门渔港邻近海域溢油模拟分析

利用MIKE21 HD水动力模块对福建东吾洋附近海域进行潮流数值模拟,通过与实测资料对比,对模型计算的潮位、流速及流向进行验证。验证结果显示,数模结果与实测值吻合较好,该潮流数值模型可以反映当地水动力情况,并作为溢油模块的水动力基础数据。基于欧拉-拉格朗日“油粒子”理论,考虑油膜运动过程中扩散、漂移、风化等过程,建立了东吾洋关门渔港邻近海域二维溢油扩散模型,模拟不同潮时（涨憩、涨急、落憩及落急）发生溢油,考虑不同风况（静风、夏季盛行风及冬季盛行风）,分析不同情况下的溢油油膜漂移路径、漂移路程及扫海面积。结果表明,关门渔港附近溢油漂移扩散主要受潮流和风场影响,其中风场起主导作用。24 h内油膜最大扫海面积及漂移路程均出现在落憩静风时溢油,分别为6.66 km2及17.63 km。除落憩冬季风情况下溢油外,其余各情况溢油均在关门水道附近随潮流来回移动,最终到达东安岛西南侧弥勒湾内。     

海上溢油扩散图像处理的非线性方法研究

针对海上溢油应急处理问题,本文主要对溢油的初级行为--扩散进行探讨.提出了采用溢油扩散图像来预测溢油扩散未来发展趋势的3步非线性处理过程,即图像边缘检测、面积计算和面积预测,对这一过程中应采用的方法进行了分析与比较.并以奥里油在静止海水中扩散为范例,在MATLAB环境下,利用非线性方法对扩散图像进行边缘监测,通过对梯度算子阀值的调整来计算完整的油膜覆盖面积,并将其计算结果进行BP神经网络预测.结果表明:采用Roberts边缘算子可以得到很好的边缘检测结果,采用BP神经网络获得的面积预测结果与实验结果吻合程度较好.     

浙江金塘港海域溢油扩散数值模拟研究

本文针对浙江舟山澳洲活牛进境加工项目可能的溢油事故,预测分析溢油油膜的扩散漂移对周边海域的影响。首先采用MIKE21 HD模块建立了舟山海域二维潮位模型,在利用实测水文数据对模型验证的基础上,通过MIKE OS模块模拟溢油油膜的扩展、输移和风化过程,计算了在航道和靠泊平台发生溢油时不同工况下油膜的扩散输移过程。对比分析计算结果表明:油膜的扩散输移与油品泄漏地点、溢油发生时刻、流场特征以及风速风向相关;静风时,油膜运动由涨、落潮流主导,随水流流动扩散输移,24 h最大扫海面积为195.74 km2;夏季主导风向SE向风条件下,向杭州湾开敞水域输移,不受岸线和岛屿的阻挡,扩散范围更广,24 h最大扫海面积为209.71 km2;不利风向NW向风条件下,油膜在金塘岛南侧岸线和周边岛屿沿岸堆积,24 h最大扫海面积为131.99 km2。     

海面溢油分散剂的研制

分散剂是处理海上溢油的主要手段之一，它包含的化学成分能减少溢油和水之间的表面张力，对油膜产生破碎的分散作用，进而使油进入水体中形成水包油乳状液，加速了油膜在海上的扩散和风化过程。为进一步研制和应用该产品，本文详细叙述了分散剂的扩散机理，发展历史，组成及应用，并对已研制的消油剂产品性能，应用特点等进行阐述。     

水上事故溢油漂移轨迹预测模型研究与应用

近年来,国内外海上溢油事故频发,不仅造成巨额的经济损失,同时也对海洋及近岸海域生态系统造成了巨大危害,构建科学、可靠的海洋溢油模型对于溢油事故的处置应对、预警预报都具有十分重要的科学和现实意义。基于EFDC（Environmental Fluid Dynamic Code）、＂油粒子＂溢油轨迹和风化模型,构建了海上事故溢油漂移轨迹预测模型。通过对实际溢油事故的模拟对比证明,相对于基于对流扩散方程的传统溢油模型,＂油粒子＂算法更直观,模拟的油膜轨迹、形态更贴近实际过程。     

油粒子体积对扩散的影响及油膜粒子化改进

在应用油粒子法模拟溢油运动时,特征油粒子在体积和油膜粒子化方法上可以有多种选择,文章就不同特征体积的油粒子对溢油面积的影响进行了分析和比较,结果显示,溢油量相同时,特征油粒子的体积每减小一倍,溢油扩散面积增加14%-25%,减小10倍时,达到31%-43%.针对溢油扩散面积计算不足的情况,已有学者提出用"两阶段"法进行...     

奥里油漂移扩散特性的实验及数值模拟研究

奥里油是我国目前大量进口的一种新型燃油,由大型油轮从委内瑞拉海运至中国湛江港口。文章以其在运输过程中可能发生的溢油事故为研究对象,对奥里油在水体中的漂移扩散过程进行了数值模拟以及相关实验。考虑到溢油扩散主要是受油品本身的性质(油类、油量、密度、黏度等)以及水流、风速的影响,文章尝试采用计算流体力学FLUENT软件中的VOF模型进行扩散模拟,以水槽溢油实验为模型建立基础,对三维无风速情况下进行气-油-水三相模拟,根据模拟得到的溢油扩散相图与实验所观察的溢油扩散轨迹比较可得出:FLUENT软件中的VOF模型能很好的模拟奥里油溢油扩散运动的情况,其结果与实验观察结果非常吻合。     

感潮河网溢油归宿的数值模拟研究

基于拉格朗日油粒子模型、溢油风化模型以及三维水动力、泥沙和吸附质模型构建了溢油双层数学模型.模型不仅能够模拟油膜的运动轨迹、岸边吸附与冲刷、油品性质变化过程,而且通过耦合泥沙吸附及沉积动力学过程,能够更加客观地模拟溢油从水体向底泥环境的迁移过程,更全面地反映溢油在环境中的归宿.此外,本文以假设溢油事故为背景,模拟和分析了洪、枯季节条件下珠江广州段溢油事故对河网陆地边界、河网水质及底泥环境的影响.     

三维溢油动态预报模式

基于“油粒子”概述建立了模拟海上溢油行为的三维数值模型。模型运用确定性方法模拟平流过程，采用随机性方法模拟湍流扩散过程，“粒子扩散”方法避开了“平流－扩散”传统数值方法所导致的伪扩散效应，同时将油由于自身特性和扩展与受环境动力作用的被动扩展融为一体，较好地解决了油膜的扩散和破裂问题，通过模拟结果与卫星遥感监测资料的比较表明，模拟的溢油漂移方向误差不超过２０°，厚油区的分布面积与卫片资料基本一致。     

三维潮流数学模型及油膜输移扩散的数值计算

本文采用多层二维潮流数学模型计算了流速场的空间分布,并利用表面流速及风的效应,计算了风及潮流作用下的油膜扩散输移。本文考虑了油膜在扩散输移过程中的挥发损失及破碎波对油膜的击落损失。通过计算表明,本文所考虑的方法是合适的,结果比较理想,可供实际应用。     

东海西湖凹陷区溢油行为数值模拟

研究东中国海中日共同开发区附近海域溢油污染的问题,在模拟水动力场的基础上模拟了海上溢油漂移扩散情况。在表层流场和风场的作用下漂移,而油膜的扩展则通过油粒子的随机走动来实现。本文以东海西湖凹陷原油为溢油油种,通过模拟分析不同季节和不同风况下的溢油事故,对溢油油膜的扫海范围进行了分析。     

渤海溢油应急预报系统

本文建立的渤海溢油应急预报系统，采用目前比较成熟的环境动力和溢油行为模式，提供海面油膜的位置和覆盖面积，水体中油的浓度分布及溢油的比重，粘度，挥发量，残留量，平均厚度等物化参数的实时预报信息。适用于渤海海域的溢油应急报和环境风险评价。系统界面友好，操作简单，反应快捷，后处理功能完工具有可扩充性。     

深海溢油输移扩散模型研究

在对深海中泄漏的油气混合物在海洋环境中的输运过程及行为变化的分析基础上,建立三维深海溢油输移扩散模型。该模型采用拉格朗日积分法模拟溢油在近区的水下浮射扩散过程,应用粒子追踪法模拟油滴在水下远区的对流扩散以及油膜在海面的漂移扩散过程,并考虑了油气分离输移、气体溶解、天然气水合物形成与分解等复杂行为对溢油运动轨迹的影响。应用该模型数值模拟了两个大型深海溢油现场试验,结果显示溢油在水下环境中的时空分布模拟结果与现场监测数据符合较好,表明该模型具有较高的准确性和实用性,能够为深海溢油的防治管理提供理论与技术支持。     

水面油膜厚度测定方法的研究 Ⅳ.吸留法

一、序 言 水面油膜厚度的测定是海洋管理必不可少的测定项目之一。海洋油类污染的监视、监测、非法排油的执法处理和溢油治理方法的选择都需油膜厚度数据。 非光学方法测定水面油膜厚度具有经济、灵便和准确度较高的优点。但到目前为止,没有一种非光学方法能在各种气象海况条件下,对不同油种的不同厚度油膜都可进行测定。继“增厚法” (包括OF-1装置) 、“聚集增厚法”之后, 研究了“吸留法”(Occlusion Method)。主要用以测原油、重油的厚油膜(200μm**至1cm)厚,以扩大所研究的非光学方法对不同油种、不同厚度油膜测定的适应性。大于0.1m m油膜厚度的测定对海洋溢油量的估算和治理方法的选择具有适用价值。     

海域移动源溢油污染事件寻源搜索方法研究

本文建立了基于水动力学模型潮流场模拟、风场数据及其求逆耦合的海域溢油污染事件寻源搜索数学模型。以海域水动力学模型模拟溢油油膜发现时刻前该海域的潮流场,并建立潮流场数据库;收集并建立溢油油膜发现时刻前该海域风场数据库;建立风、流场逆向耦合的溢油寻源搜索数学模型,并通过与研究海域电子海图的幕景叠置,反向递推搜索海域溢油污染事件源。以广西防城港海域溢油污染事件为例,验证方法的有效性:文中建立的溢油寻源搜索方法数学模型,以水动力学模型数值模拟、风场数据及其求逆耦合为基础,保证了方法的可靠性;同时采用保持原油膜包络范围的方式又为海域溢油污染事件进一步的精确定位提供合理的搜索空间。     

海上油膜厚度测量系统的研究

针对海上油膜厚度的实时动态测量,提出一种海上油膜厚度测量系统。该系统包括海上溢油样本采集装置、油膜厚度检测装置、MCU(Micro Control Unit微控制器单元)数据处理装置、nRF905无线数据传输装置和计算机。系统采用电子检测技术对海上油膜厚度进行测量,根据系统的测量原理开发出计算油膜厚度的数据处理算法,利用系统对不同油膜厚度的原油油膜和轻柴油油膜进行了实验测量。研究结果表明,本系统能够实现不同油种和不同厚度的油膜实时、动态、快速准确的测量,可用于海上油膜厚度的测量研究。     

AEGEAN SEA号油轮溢油的数值模拟

运用Ｍｅｔｅｏ－Ｆｒａｎｃｅ溢油模型对ＡＥＧＥＡＮ ＳＥＡ号油轮溢油油膜的轨迹进行了数值模拟。模型可预测溢油的飘移、扩散、弥散以及与海岸线的相互影响。其主要部分是少洋流体力学模型。模型移用了欧洲中呈气象预报中心（ＥＣＭＲＷＦ）的大气模型中的风场数据。预测结果与飞机观测和海洋观测的结果进行了比较。     

波流耦合作用下的海底管道溢油水下运动扩散规律研究

海流和海浪是水下溢油扩散的主要动力。基于数值模拟方法构建二维水槽模型分析了纯流、纯浪和波流耦合作用下原油从水底漂移扩散至水面的过程。结果表明波流耦合作用时溢油扩散具有纯流和纯浪影响下油粒子的运动特征,油粒子随水质点振荡的同时朝水流方向扩散。油粒子受水体的摩擦及掺混作用随其升高而变强,在油粒子上升到倾斜变化转折点时,溢油轨迹开始朝水流方向倾斜。另外,溢油量越大,引起的卷吸效应越显著,油粒子在横向和竖向上的扩散程度加剧。研究结果可为溢油事故应急处理提供参考依据。