曹妃甸甸头海域溢油行为数值模拟研究

采用三角型网格系统结合有限体积法,建立河北省曹妃甸海域的潮流数值模型,潮位、潮流数值模拟结果与实测值符合良好,在近岸水动力场模拟结果基础上,耦合基于油粒子模式的海上溢油漂移扩散数值模型,对曹妃甸南部甸头航道交汇区域的船舶相撞溢油事故进行了数值模拟研究。研究中拟合了该区域风场与潮流涨落的不利效应的叠加,对该海域船舶相撞溢油事故各响应时间节点处油膜运动可能产生的最大漂移距离、扫海面积及运动趋势等进行了分析。     

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。     

河道溢油模型在三峡水质预警系统中的研究与应用

为使三峡水质预警系统有效模拟预测三峡溢油事故,建立了适应该系统的平面二维河道溢油模型。常见溢油模拟的做法是在溢油自身扩展阶段采用Fay模型、在溢油飘移阶段采取油粒子模型,而文章使用根据Fay模型进行扩展之后的油粒子模型,该模型可在溢油的自身扩展和漂移阶段同时使用。该模型结合了油粒子模型和Fay模型的长处,既解决Fay模型只能用于静止海面上的限制,又解决了油粒子模型不能模拟溢油自身扩展阶段的难题,特别适用于水域相对海洋狭小且形状复杂,水流也较复杂的河流溢油模拟。将其运用为三峡水质预警系统的溢油模拟模块,取得了较好的效果。     

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。     

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。     

冀东油田人工岛溢油漂移轨迹研究

本文对冀东油田各人工岛溢油风险进行分析,之后对溢油漂移轨迹进行模拟,最终得出此海域溢油漂移轨迹的整体规律。     

油粒子模型在环境风险预测的应用

为了有效预防和控制长江航道整治施工造成突发溢油环境风险,该文以鲤鱼山水道航道整治工程为例,通过"油粒子"溢油模型,模拟不同气象条件下,施工期发生60 t燃油泄漏的油膜漂移轨迹,评价溢油事故的影响范围、程度及对敏感目标的危害。该文目的旨在为制定风险防范预防措施及应急预案,提高航道施工环境风险管理应急能力,减少环境危害提供科学依据。     

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。     

综合随机和典型情景模拟的海洋溢油事故污染危害预测评估研究

通过分析随机和典型情景模拟法的优点,构建综合这两种方法的海洋溢油事故污染危害预测评估流程和主要评估指数。以渤海辽东湾为研究区域,选取一处海洋石油平台作为潜在溢油地点,7个国家级海洋保护区作为污染受体,开展假设的海底输油管道溢油事故情景算例演示。在经验证的潮流场模拟数据和2012~2013年预报风场数据基础上,利用随机情景模拟来预测全年统计条件下溢油污染概率、危害后果等指数的空间分布,分析评估研究区域的整体污染危害风险;通过典型情景模拟来预测不利风向条件下溢油漂移轨迹与扩散范围、到达时间等指数,分析评估溢油对具体敏感目标的污染风险。应用表明,随机和典型情景模拟的结合能够提供更为全面、客观的溢油污染预测评估结果,有利于提高风险评估结论的科学性和制定有效的风险管理对策。     

大连海域溢油应急预报信息系统及其应用

在国外溢油应争信息系统基础上针对大连海域的特点研究开发了先进实用的“大连海域溢油模拟信息系统”，综合了三维溢油扩散模型、应急反应模型、以及电子海图、地理信息系统（GIS）、数据库等技术。不但能够快速准确地预测模拟并可视化显示海上溢油的漂移扩散、性质变化，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。经实际益油案例应用表明，系统的预测模拟结果与现场实验情况完全相符，可用效地提高对海上溢油污染事故的应急决策效率。     

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...     

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。     

Radarsat observations and forecasting of oil slick trajectory movements

RADARSAT data have a potential role for coastal pollution monitoring. This study presents a new approach to detect and forecast oil slick trajectory movements. The oil slick trajectory movements is based on the tidal current effects and Fay‘s algorithm for oil slick spreading mechanisms. The oil spill trajectory model contains the integration between Doppler frequency shift model and Lagrangian model. Doppler frequency shift model implemented to simulate tidal current pattem from RADARSAT data while the Lagrangian model used to predict oil spill spreading pattern. The classical Fay‘s algorithm was implemented with the two models to simulate the oil spill trajectory movements. The study shows that the slick lengths are effected by tidal current V component with maximum velocity of 1.4 m/s. This indicates that oil slick trajectory path is moved towards the north direction. The oil slick parcels are accumulated along the coastline after 48 h. The analysis indicated that tidal current V components were the dominant forcing for oil slick spreading.     

突发水污染事故风险预测中数学模型的研究

为了预防和控制潜在的水环境风险,准确预测水体中污染物的迁移和扩散情况,采用溢油扩延计算模式、油膜漂移分析计算方法和可溶性危险化学品一维瞬时扩散模型预测突发性污染事故对水体造成的影响。并以江南某航道为例,模拟船舶在船闸碰撞后发生溢油扩散、可溶性危险化学品扩散,进而提出一些风险防范的建议。该预测模型预测水体中污染物的实时浓度,分析污染水团的轨迹变化,有广泛的应用价值。     

渤海风场的概率预测模型研究

风是海上溢油迁移扩散的关键动力因素之一,溢油区风场的精确预报是油膜漂移轨迹预测的基础。本文对渤海的历史风资料进行了相关分析,根据不同区域风的相关性和不同时段风的差异性,分别进行了渤海风的区域划分和时段划分;根据风在每两个指定方向转换的概率和风的平均持续时间,建立了渤海风场的概率预测模型。该预测模型生成的随机风时间序列能体现出历史风场的能量水平、周期性和方向变化,且与相应历史时期风资料的统计参数吻合良好,可为高精度海面溢油预报提供动力基础,也可为其他相关海洋动力学计算提供参考。     

渤海海底管线溢油污染预测模型

鉴于目前的溢油模型主要是针对海面溢油的情况,本文提出了预测海底管道出现裂纹和腐蚀形成的小孔时发生溢油的模型.预测在海底管线上某一位置处的蠕孔漏油后,油的浓度超过某一规定浓度的范围,海面上形成油膜的起始位置,估计油膜是否能到达海岸线,以及被风浪携带到海岸线上的原油量.本文还给出了一个基于渤海自然状况及原油性质的算例.结果表明,该模型可以为海底管线上蠕孔溢油的污染情况预测提供参考.     

Modelling of the behavior of marine oil spills: applications based on random walk techniques

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆａｃｃｉｄｅｎｔａｌｏｉｌｓｐｉｌｌｓ,ａｎｄｔｈｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄａｑｕａｔｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎ,ａｒｅｇｒｏｗｉｎｇｃｏｎｃｅｒｎｓ.Ｔｈｅｒｅｉｓａｎｅｅｄｆｏｒｍｏｄｅｌｓｙｓｔｅｍｔｈ?..     

近岸溢油的全动力预测方法研究

常用的溢油预测方法有经验公式模式和全动力溢油漂移模式，以往工作中，全动力模式仅用于油膜未靠岸的情形。本文探讨了全动力溢油漂移数值模式在近岸溢油漂移预测中的应用，初步探讨了油膜靠岸后相应的边界处理方式的质量守恒控制方法。以渤海湾大港油田溢油为例。进行了数值试验，预测了油膜在风和海流共同作用下漂移的路径、距离和油膜影响的海域和海岸带范围。证明了油膜靠岸后全动力溢油漂移数值模式进行溢油漂移预测的可行性。     

风对水面油膜运动的影响

本文对风引起海面油膜的漂移速度的关系,通过水面紊动剪切应力的平衡理论,推导出风系数的近似计算公式。结合有关现场观测资料和风洞模拟试验结果,确定油膜的风漂移速度与风速之比的经验系数为1.6—3.5％。