海上溢油数学模型的研究与应用

发布时间：2020-08-07 15:27

【摘要】：海上溢油,对海洋环境影响很大,通过对油膜扩散理论的研究,提出了考虑油膜蒸发、油膜乳化影响的油膜扩展、扩散、迁移和衰减的海上溢油模式,结合水动力数学模型,建立了在潮汐、风浪作用下油膜运动的海上溢油数学模型.应用此模型对大亚湾海区油码头瞬时溢油事故后的影响范围进行了模拟,并分析了溢油后油膜运动的几种基本情况,比较了工程控制措施前后溢油的影响范围,给出了溢油污染区域的几个主要特征量,在大亚湾水域的海上溢油模拟中得到室内实验和示踪物扩散实测资料的验证,为应付海上突发溢油事故对海湾的污染治理和环境评价提供了科学依据.
【图文】：

可能分裂成碎片,形成煤焦油团,最后经过漫长的感光氧化、沉积、溶解和生物降解,逐渐衰减.图1是海上溢油现象示意图.图1　海上溢油现象示意图Fig·1　Sketch map of oil spill on the sea2　油膜运动的理论模式2·1　油膜运动分析　　取油膜运动任意时刻垂向断面上的微小油段dx (图2),分析微段上的质量和动量平衡.图2　油膜微段运动分析示意图Fig·2　Movement analysis of tiny oil slick segment图2中, u是油膜沿水平方向的扩散速度, p是油膜沿水平方向的压强, pτ是油膜底部受水体的压强,δ是油膜的厚度,τ0是油膜与水体间的剪切应力,σoa表示油气间油膜表面张力

2·1　油膜运动分析　　取油膜运动任意时刻垂向断面上的微小油段dx (图2),分析微段上的质量和动量平衡.图2　油膜微段运动分析示意图Fig·2　Movement analysis of tiny oil slick segment图2中, u是油膜沿水平方向的扩散速度, p是油膜沿水平方向的压强, pτ是油膜底部受水体的压强,δ是油膜的厚度,τ0是油膜与水体间的剪切应力,σoa表示油气间油膜表面张力

(a)起始时刻(b)终结时刻图3　水槽油膜实验Fig·3　Experiment of oil slick in flume表2　模拟结果与实测结果的比较Table 2　Comparison between simulation results and actual results结果项目初始尺寸/cm结束尺寸/cm运动长度/m运动时间/s计算值15 21 1·17 30实验值15 22 1·20 302·3　油膜扩散范围面积较小的油膜会整体迁移,在迁移过程中扩·1293·第12期　　　　　　　　　　　　　李大鸣,等:海上溢油数学模型的研究与应用

【参考文献】

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1 张永良,褚绍喜,富国,赵文谦,吴至维,江洧,武周虎;溢油污染数学模型及其应用研究[J];环境科学研究;1991年03期

2 陈建秋;中国近海石油污染现状、影响和防治[J];节能与环保;2002年03期

3 武周虎,赵文谦;海面溢油扩展、离散和迁移的组合模型[J];海洋环境科学;1992年03期

4 濮文虹,周李鑫,杨帆,杨昌柱;海上溢油防治技术研究进展[J];海洋科学;2005年06期

5 赵文谦，黄勤生，罗麟，李克锋;含油废水向水下扩散的实验研究[J];水动力学研究与进展A辑;1995年06期

【共引文献】

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1 方曦;杨文;;海洋石油污染研究现状及防治[J];环境科学与管理;2007年09期

2 张丹丹;海面溢油的荧光光谱鉴别法述评[J];环境保护科学;2000年05期

3 黄廷林,解岳,王晓昌,王志盈,杨永哲,任勇翔,张荔;延河沉积物的石油污染调查与分析[J];环境工程;2000年04期

4 李言涛;海上溢油的处理与回收[J];海洋湖沼通报;1996年01期

5 刘金雷;夏文香;赵亮;马庆奎;;海洋石油污染及其生物修复[J];海洋湖沼通报;2006年03期

6 徐恒振,周传光,李洪;GC-FTD鉴别海上溢油及其模糊聚类分析[J];海洋环境科学;1987年04期

7 史鄂侯;海洋环境中石油烃的来源[J];海洋环境科学;1988年03期

8 尚龙生,孙茜,徐恒振,徐学仁;海洋石油污染与测定[J];海洋环境科学;1997年01期

9 徐恒振 ,李洪 ,周传光;GC～FTD鉴别油种[J];交通环保;1987年Z1期

10 郑连远,孙英兰,王学昌;三维溢油预报模型[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);1994年S1期

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1 刘宝富 ;勇俊宝;赵淑梅;;海洋溢油生物修复技术的研究进展[A];中国工程建设标准化协会建筑给水排水专业委员会、中国土木工程学会水工业分会建筑给水排水委员会20周年庆典论文集[C];2007年

2 张计涛;公维民;熊德琪;;船用柴油和燃油对发光菌的急性毒性研究[A];2006中国大连国际海事论坛论文集[C];2006年

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1 肖景坤;船舶溢油风险评价模式与应用研究[D];大连海事大学;2001年

2 严志宇;海上溢油风化过程的研究及模拟[D];大连海事大学;2001年

3 王新红;厦门附近海区多相介质中石油烃的组成特征及其生物地球化学指示[D];厦门大学;2001年

4 居荫诚;环境友好润滑油润滑性、生物毒性及其评定技术的研究[D];天津大学;2003年

5 夏文香;海水—沙滩界面石油污染与净化过程研究[D];中国海洋大学;2005年

6 师合林;延安地区北部石油勘探开发的环境污染与控制对策研究[D];西北大学;2008年

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1 刘锋;大连湾船运液体化学品溢漏扩散形式与损害评估研究[D];大连海事大学;2002年

2 张连丰;散装液体化学品海上泄露事故应急决策系统研究[D];大连海事大学;2003年

3 薛爽;石油污染沉积物特征及其对水源水质的影响[D];西安建筑科技大学;2003年

4 陈勇民;港口水域石油污染生物降解及生物修复技术的基础研究[D];长安大学;2002年

5 冯晋阳;石油烃优良降解菌的筛选分离及其降解性能的研究[D];西安建筑科技大学;2004年

6 李冰绯;海上溢油的行为和归宿数学模型基本理论与建立方法的研究[D];天津大学;2004年

7 谢丹平;石油污染生物修复研究[D];暨南大学;2004年

8 陶静;湖面上乳化油扩散过程的模拟与研究[D];河海大学;2005年

9 郭超;水体沉积物中石油类污染物释放规律研究及王瑶水库沉积物污染状况调查[D];西安建筑科技大学;2005年

10 赵晴;疏水性石油烃降解菌强化降解系统的构建及其降解能力研究[D];武汉大学;2005年

【二级参考文献】

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1 纪顺俊,戴蔚荃,狄海生,朱秀林,路建美;丙烯酸2-乙基己酯与丙烯酸羟乙酯共聚合成高吸油性树脂的研究[J];高校化学工程学报;2002年04期

2 李言涛;海上溢油的处理与回收[J];海洋湖沼通报;1996年01期

3 许昆灿;我国近海海域的环境质量和污染监测研究[J];海洋环境科学;1992年03期

4 武周虎,于进伟;水面油膜下油滴输移扩散方程的解析解[J];海洋环境科学;2000年03期

5 孙云明,宋金明,陈国华;改性大豆蛋白海上溢油凝油剂的制备与性能[J];海洋环境科学;2001年04期

6 孙云明,刘会峦,陈国华,宋金明;淀粉系列海上溢油凝油剂的制备与凝油性能[J];海洋科学;2001年08期

7 于沉鱼,曹立新,李玉琴;消油剂乳化率影响因素研究[J];交通环保;2000年01期

8 白景峰,黄窈蕙,周斌,杨秀研;DX新型高效天然吸油材对海上溢油治理的研究[J];交通环保;2002年03期

9 李品芳,陈鹭玲;关于化学消油剂的几点思考[J];交通环保;2002年03期

10 武周虎,赵文谦;伶仃洋溢油污染风险区划及防污染对策[J];水利学报;1992年10期

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3 张志颖;我国海上溢油应急反应机制建设迫在眉睫[J];安全生产与监督;2004年03期

4 ;海洋热点纵横[J];海洋世界;2010年08期

5 ;我国海上溢油处理技术取得突破[J];航海技术;2000年03期

6 刘彦呈,林建国,殷佩海,张静;海上溢油基于GIS流场计算贴体坐标网格自动生成方法与技术研究[J];海洋环境科学;2003年03期

7 许欢,李适宇;海上溢油事故风险评价回顾与展望[J];环境保护;2005年08期

8 赵文芳;;海上溢油污染的危害与防治措施[J];安全、健康和环境;2006年09期

9 蒋廷虎,殷佩海,刘德洪;计算机技术在海上溢油应急处理中的应用[J];大连海事大学学报;1997年03期

10 于军;;海上溢油的环境化学行为分析[J];科协论坛(下半月);2008年01期

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1 邹亚荣;郎姝燕;梁超;;基于SAR数据的海上溢油检测指标选取研究[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年

2 杨君国;;增强海上溢油应急队伍反应能力建设,做好海上防治污染工作[A];船舶防污染高新技术与区域合作研讨会暨第一届‘港口杯’船舶防污染优秀论文奖获奖论文专集[C];2003年

3 乔冰;唐孝炎;;海上溢油生态系统影响评估与风险防治[A];海峡两岸“海上溢油应急计划暨集装箱运输”学术研讨会论文集[C];2002年

4 乔冰;唐孝炎;;海上溢油生态系统影响评估与风险防治[A];海峡两岸“海上溢油应急计划暨集装箱运输”学术研讨会论文集[C];2002年

5 刘彦呈;殷佩海;孙才勤;;海上溢油应急反应地理信息系统的数据获取与处理方法[A];中国航海学会船舶机电与通信导航专业委员会2002年学术年会论文集（船舶机电分册）[C];2002年

6 褚家成;;海上溢油生物降解研究与展望[A];船舶防污染高新技术与区域合作研讨会暨第一届‘港口杯’船舶防污染优秀论文奖获奖论文专集[C];2003年

7 赵平;鲍金玲;李涛;俞沅;;海上溢油浮标跟踪定位及动态监控技术研究[A];中国航海科技优秀论文集（2010）[C];2010年

8 赵平;鲍金玲;李涛;俞沅;;海上溢油浮标跟踪定位及动态监控技术研究[A];2010年船舶防污染学术年会论文集[C];2010年

9 刘彦呈;殷佩海;;海上船舶溢油应急反应模拟训练系统研制[A];中国航海学会2002年度学术交流会论文集专刊[C];2002年

10 闻虎;应荣昒;刘炜;石爱国;杨宝璋;;海上溢油油流预报的三种模式[A];2008船舶防污染管理论文集[C];2008年

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1 本报记者 王秋蓉;海上溢油应急能力实现巨大飞跃[N];中国海洋报;2009年

2 记者 黄继妍　通讯员 陈庆华;江西海上溢油环保船驰援大连[N];江西日报;2010年

3 记者 冯雷　蔡拥军;应对大连海上溢油[N];新华每日电讯;2010年

4 周海斌 夏佳娜;浙江开展海上溢油演练[N];中国船舶报;2010年

5 安伟　朱有庆;第二届海上溢油预测预警技术研讨会在沪举行[N];中国海洋报;2010年

6 深圳市政协委员 张建斌;开展“海上溢油应急能力建设规划”编制工作[N];人民政协报;2011年

7 记者 陈瑜;四艘专业船回收大连海上溢油[N];科技日报;2010年

8 本报记者 曹玲　通讯员 马艳玲 朱国新;提升我国海上溢油应急能力[N];中国水运报;2011年

9 李琳　刘云杰;国家海洋局海上溢油修复项目落户广饶县[N];东营日报;2009年

10 宋伟　钱小敏;海上溢油污染索赔遭遇困局[N];人民日报;2011年

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2 严志宇;海上溢油风化过程的研究及模拟[D];大连海事大学;2001年

3 刘文全;基于GIS的海上石油平台溢油应急决策支持系统结构与应用研究[D];中国海洋大学;2010年

4 肖景坤;船舶溢油风险评价模式与应用研究[D];大连海事大学;2001年

5 吴兆春;潮汐河道溢油扩展漂移的数值模拟[D];上海大学;2010年

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1 梁伟平;我国海上溢油生态损害预防法律制度研究[D];山东师范大学;2010年

2 刘剑;海上溢油物理清污方法的评估、优化及快速决策[D];大连海事大学;2011年

3 张松;海上溢油碳稳定同位素的油指纹特征[D];大连海事大学;2011年

4 韩健;海上溢油跟踪技术研究及软件系统开发[D];大连海事大学;2010年

5 王吉靓;海上溢油风险评价及应急响应设备的优化配置[D];大连海事大学;2011年

6 李冰绯;海上溢油的行为和归宿数学模型基本理论与建立方法的研究[D];天津大学;2004年

7 臧士文;基于FVCOM模型的二维海上溢油数值模拟研究[D];大连理工大学;2011年

8 王耀华;海上溢油的归宿和形态研究[D];大连海事大学;2010年

9 焦阳;海上溢油遥感图像智能边缘检测算法的研究[D];大连海事大学;2005年

10 陈巍巍;应用BP融合模型探测海上溢油遥感图像边缘的研究[D];大连海事大学;2003年

本文编号：2784173