基于多灾种耦合的化工园区脆弱性评估及分区技术研究

发布时间：2020-06-17 17:53

【摘要】：化工园区(或化工企业聚集区)内聚集着较多的石油化工企业,易燃、易爆、有毒危险物质众多且数量巨大,在各类自然灾害或工业事故影响下极易发生级联效应,扩大事故后果,加剧化工园区自身的脆弱性。深入研究基于多灾种耦合的化工园区脆弱性评估及分区技术,有助于预防和降低化工园区多灾种耦合事故所造成的损失。本文主要研究内容包括:(1)化工园区脆弱性内涵及演化机理研究。从脆弱性内涵出发,界定脆弱性相关概念,探讨风险与脆弱性之间的关系。分析可能作用于化工园区的自然灾害与工业事故类型,及不同灾害强度对承灾体可能造成的损失程度。结合化工园区自身特点,划分化工园区承灾体类型。引入脆弱性理论,建立单灾种化工园区脆弱性计算模型,分析化工园区脆弱性的演化过程。(2)化工园区多灾种耦合关系及断链减灾模式研究。通过统计分析自然灾害诱发的石油化工事故,研究自然灾害与工业事故耦合关系作用机理;应用复杂网络理论,探讨灾害事件间的直接和间接作用关系,构建化工园区多灾种耦合关系数学模型及基于网络节点重要度的断链减灾模式,为建立多灾种耦合下化工园区脆弱性定量评估模型奠定基础。(3)基于多灾种耦合的化工园区脆弱性评估模型构建。基于元胞自动机(Cellular Automata,CA)理论模型,研究更加贴近于实际地理场景的不规则邻域CA的元胞邻域划分方法;整合CA理论模型及化工园区多灾种耦合脆弱性特点,分析脆弱性评估模型的具体特征,构建适用于多灾种耦合的化工园区脆弱性量化评估模型,建立与之相对应的模型求解方法,为化工园区多灾种耦合脆弱性分区平台的开发提供依据。(4)化工园区多灾种耦合脆弱性分区技术研究及平台开发。分析CA模型和GIS技术的特点,研究基于CA-GIS模式的脆弱性分区技术;应用ArcGIS和Mapbox Studio软件共同开发B/S架构的平台网页,运用Visual Studio技术及SQLite轻型数据库编程实现平台分区功能,实现单灾种和多灾种耦合作用下化工园区脆弱性的快速求解和脆弱性分区的可视化呈现,对化工园区多灾种耦合下的脆弱性评估及园区区域规划、应急管理以及防灾减灾工作都具有重要的参考意义。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ086
【图文】：

过程图,承灾体脆弱性,承灾体,化工园区

图 2-8 单一扰动影响下化工园区承灾体脆弱性的变化过程暴露性是介于承灾体和扰动之间的关系属性，当针对某一特定扰动时，承灾体露于该扰动，其脆弱性将不受扰动的影响，即该承灾体的安全状态维持原状（如图中未暴露的承灾体）。承灾体的暴露性存在于扰动发生之前，针对某一特定扰动，承灾体的暴露性为确定值，当扰动发生时，暴露性显露作用，承灾体不再维持稳定全状态。不同的承灾体面对同一扰动或同一承灾体面对不同扰动时，其暴露性不同扰动发生时，承灾体的安全状态初始值随暴露性变化而变化，暴露性越大，其安全值越低，即承灾体脆弱性越大。暴露的承灾体在扰动作用下，其敏感性值越大（即1t ~2t 的斜率越大，如图 2-8的承灾体 1 及 2 所示），承灾体可能受到的潜在破坏越大，脆弱性越大；韧性越强~3t 及 ~4t 的斜率越大），承灾体恢复力越强，脆弱性越小。

过程图,化工园区,工业事故,危险物质

图 3-5 化工园区多灾种耦合关系形成机理工园区生产、储存及使用大量易燃、易爆及有毒危险物质，在自然灾害作灾体发生失效并相互影响，极易诱发火灾、爆炸及毒物泄漏等工业事故，使进一步扩大，自然灾害链、Na-Tech 事件、Domino 效应的相继发生，会对化周边系统造成严重破坏。化工园区多灾种耦合关系的特点1）放大效应个致灾阶段的逐次发生会导致化工园区及其周边区域在短期内持续受到打击部分功能失效，应急等防御系统的作用大幅度下降，促进多米诺事故的发生效应明显。2）长链效应常来说，具有 3 个以上节点的灾害链就称之为“长链”[113]。化工园区危险

【参考文献】