东海西湖凹陷区溢油行为与归宿数值模拟

发布时间：2020-10-26 17:09

　　 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。 具体研究内容和结果如下: 1.通过收集2006年夏季、2007年冬季的卫星风场资料,进行统计分析,得出两个季节的主导风向和风速范围。 2.通过FVCOM模式,模拟了2006年夏季和2007年冬季东中国海的水动力场,并通过和实测资料进行了分析验证。 3.通过收集和学习相关文献,对油粒子法第一阶段进行了修正和改进,不再按照完全湍流扩散处理,并加入了风摩擦应力对油膜的拉伸作用。 4.采用油粒子法模拟了2006年夏季和2007年冬季两季不同风况、不同溢油量情况下,油膜的漂移轨迹、扩展面积、蒸发量和溶解量。对不同风速风向下溢油油膜到岸的可能地点和时间进行了模拟分析。 5.给出2000-2002年研究海域的渔业资源的总量密度情况以及溢油的影响分析,可作为该地区的生态资源损害的评估的一种参考。 6.通过对数十年来溢油模型式、海洋气象模式和水动力模式的发展状况进行分析判断,对未来溢油预报模式的发展进行了展望。
【学位单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：X55
【部分图文】：

图 1-1 溢油模型构架Fig.1-1 Components of oil-spill model轻质原油的风化，国内已有不少专家和学者在这方面做了大量的文所研究的东海西湖凹陷区的原油亦属于轻质原油，在模拟风其研究成果。为模拟溢油行为归宿所建立的模拟方法主要是通过水动力模型(出研究区域的流场数据，然后通过油粒子法模拟油膜的行为归宿法将流场数据插值到每个油粒子所在位置，用四阶龙格库塔法计平移运动)，最后将模拟计算结果（油粒子的坐标位置、溶解量）以文本文件的形式输出，模拟平移运动和随机运动的时间步长出时间间隔都可以自行设定。粒子化子被定义为一些非常小的圆球，半径一般为5～500μm，因为油粒

图 3-2 年 7 月 22 日溢油点海域卫星风场Fig.3-1 Satellite sea surface wind in July.2006图 3-3 2007 年 1 月 20 日溢油点海域卫星风场Fig.3-3 S Satellite sea surface wind in Jan.2007

16图 3-3 2007 年 1 月 20 日溢油点海域卫星风场Fig.3-3 S Satellite sea surface wind in Jan.20073 风动力模拟改进r 等[14~15]对 Fay 溢油扩展模型进行了修正，考虑了流场及风场对油，认为油膜在海洋中的扩散不是圆形而是椭圆形的，长轴方向与是所谓的椭圆扩展模型，该模型反映了油膜在风向被风应力拉长的贴合实际的。表面流场的剪切力使得油膜延伸扩展，即使是很小顺风向上油膜厚度变大。
【参考文献】

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本文编号：2857269