黃浦江溢油事故的數(shù)值模擬研究.pdf

1、溢油預(yù)測模型是溢油應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)的重要組成部分，它能預(yù)測溢油在擴(kuò)散漂移過程中組份、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估提供依據(jù)。國內(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，但針對狹長型的內(nèi)陸河道溢油數(shù)值模擬方面的研究鮮見報道，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)境研究所開發(fā)的MIKE 21軟件為平臺，建立黃浦江二維溢油模型，結(jié)合物理模型試驗結(jié)果研究感潮河道溢油傳輸擴(kuò)散行為，通過

2、靈敏度分析研究河流溢油過程主要影響因子，模擬可能發(fā)生的事故場景并建立黃浦江溢油事故預(yù)案速查手冊，為黃浦江突發(fā)性溢油事故應(yīng)急決策和損害評估提供支持。 具體研究內(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力模型，經(jīng)1971、1984、1999等多年實測資料驗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)化和熱量遷移等過程。(3)對實驗室物理模型試驗的水動力和溢油過程數(shù)值模擬再現(xiàn)，研究狹長型感潮河道溢油特點，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。并通過對“8·5”溢油事故的重演，確保了模型的可靠性。(4)從油膜長度、漂移速度、上下游影響范圍等角度，詳細(xì)研究了風(fēng)場、徑流、潮型、溢油量、溢油形式、水溫等因素對河道溢油的影響，并建立了各種因素對油膜在水體中行

4、為影響度矩陣。研究發(fā)現(xiàn)風(fēng)場和河道形態(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，油膜在漂移過程中極易在彎曲河道靠岸，此時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動規(guī)律，對應(yīng)急決策有重要的意義。(5)通過分析各種情形的事故場景，應(yīng)用所建立的黃浦江溢油模型對不同氣象條件、不同上游徑流量、不同潮型及不同事故發(fā)生地點的工況進(jìn)行模擬分析，共模擬了近1000種預(yù)案