基于GIS的海上泄漏化学品行为数值模拟研究

发布时间：2020-06-14 23:51

【摘要】：随着海上化学品运输、转存量的不断增加，化学品泄漏风险也日益增加，对海上泄漏化学品行为进行合理、可信的数值模拟并将其结果直观地显示是目前应急辅助决策和风险评估的关键技术。因此利用地理信息系统(GIS)强大的空间数据分析显示功能，进行基于GIS的海上溢漏化学品行为数值模拟研究具有重要的理论意义和实用价值。 在分析了国内外潮流模拟、近海水域环境污染扩散数值模拟以及GIS在海洋科学等领域的研究应用现状基础上，根据海上溢漏化学品的行为特点，采用Monte—Carlo法分别建立了不同类型的化学品在大气中挥发扩散、水面漂移扩展和水下溶解扩散的数值模拟模型，并通过对海气相互作用的研究，确立海洋—大气耦合模型，从而能够全方位地计算模拟溢漏化学品在海洋和大气中的行为动态。 为了给数值模拟过程迅速提供必要的流场和风场动力条件，本文分别建立了近海多开边界三维潮流快速预报模块和风场插值预报模块。首先应用伴随算子法从岸边验潮站资料估计外海开边界条件，然后用ADI法进行三维潮流计算，并用干湿法处理动边界，最终将计算结果以调和常数形式存储成图层文件用以预报潮流场；风场预报是采用插值法将监测站位风场资料插值生成海面10米风场，外推到垂向各层的风场，并诊断形成三维风场。 为提高数值模拟的应用性，本文采用GIS组件技术(MapX)和面向对象开发环境(Visual Basic)，将上述数值计算模型与地理信息系统进行了嵌入式紧密集成，初步形成了应用软件系统。实现了GIS支持下的坐标和投影变换、计算网格划分、水深和栖息地数据库的调用、等值线绘制等功能，以及对模拟计算结果时空分布的可视化表达。最后通过实际案例应用证实了系统的准确性和实用性。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X55
【图文】：

.尤其是和地理信息系统(GIS)的结合，大大地开我国有关应急系统的研究是从九十年代初起步的t44]到溢油模拟预报系统方面的研究，目前己取得一定的时间短、人力物力资源投入有限等原因，从具体应用完善成为先进的应急信息系统，与国际上一些发达国在理论和实用性方面均尚有一定的差距。但是所有这二维潮流计算模块，国内外针对此也提出了一些切实不同的区域尚需开发该海域的三维潮流模型，而且计定的，这一方面增加了反应时间，同时对其中的某一到要求，影响了软件的适用性。从这个目的出发，堕’潮

的大地坐标和直角坐标之间转换公式，系统内置这些转换公式，图3一1、3一2是计算网格输出结果，由此可以看出，对于大范围区域经纬网格和直角坐标网格存在一定误差，而小范围区域则误差很小。系统具有自动区分海洋和陆地的功能，各网格结点的水深和栖息地类型则由数据库存储数值插值形成，用户可编辑，图3一2、3一3是网格的水深值和栖息地类型，其中颜色的深浅表示了不同的水深和栖息地类型。3.1.2.2活动边界的处理采用“干湿法”判断各网格的“干出”和“淹没”，在计算中，控制水陆边界位置移动的参数主要有两个:网格点的水体体积和输运断面面积。以数标(i，力表示网格点在n时间层的水体体积为:____._.1。FOC

【引证文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 王林刚;基于三维GIS的河流突发水污染事故模拟研究[D];西北大学;2011年

2 张平;基于VB+MapX的海上化学品泄漏漂移预报地理信息系统的研究[D];大连海事大学;2008年

3 张建伟;感潮河段易溶保守化学品泄漏的预报研究[D];大连海事大学;2012年

本文编号：2713551