乐清湾溢油数值模拟研究

来源 :中国海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:macgrady333
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着全球性的石油开采和海上石油运输事业的发展,海上溢油事故也越来越频繁。溢油对海洋生态环境和污染区域的经济活动造成很大危害。我国海域近些年也发生了多起溢油事故。乐清湾有丰富的湿地和滩涂资源,生物物种丰富。随着乐清湾内建设项目增多,乐清湾内航行的船舶增多,一旦发生溢油事故,会对乐清湾的生态环境产生严重威胁。为了控制石油泄漏事故的危害,促进清理工作的顺利进行,需要了解油膜的运动路径和扩散范围,除了开展海上溢油的监测工作外,还要根据溢油地区的流、风等资料通过溢油模型预测油污的漂移轨迹。从上世纪六十年代开始,溢油污染问题引起了科学界的重视。很多学者对这一问题进行了深入研究,取得了许多研究成果。但是溢油的运动规律和造成的污染的最终消亡过程相当复杂,很难用一个模型或者公式进行全面地概括,因此仍有不少研究工作有待开展。最初的溢油水上运动规律的研究主要是以静水或恒定流条件下的半理论半经验的溢油扩展过程的研究,并建立了一些经验公式。近几十年来,人们提出了不少数学物理模型用于模拟水上溢油的风化和运动规律。油在水中的行为和归宿是一个非常复杂的过程。受到风、浪、流等动力因素、非动力环境因素以及油品特性等多种因素的支配,包括在重力、表面张力、惯性力和粘性力作用下的物理扩展,蒸发、溶解、乳化、光氧化和生物降解等风化过程引起的化学变化,流场、风场等动力因素作用下的漂移运动以及包含在其中的随机性。现在已有许多溢油模型,包括溢油扩展模型,油粒子模型和溢油风化模型。水动力模型的发展为溢油事故的数值模拟提供了良好的基础,如ADCIRC二维水动力模型,FVCOM三维水动力模型,HYCOM三维水动力模型。为了快速应对发生的溢油事故,本文选择了界面友好,使用方便的二维溢油模型NOAA的GNOME(General NOAAOperational Modeling Environment)溢油模型进行模拟。首先用GNOME对2010年4月20日发生的美国墨西哥湾“深海地平线”溢油事故在2010年5月8日-2010年5月11日这段时间的溢油轨迹进行了模拟。模拟过程中,采用GOM HYCOM的输出流场数据和NECP的GFSR (ClimateForecast System Reanalysis)风场数据作为GNOME模型的驱动数据。并将模拟结果与卫星观测资料进行了对比验证,结果表明GNOME模拟的溢油路径与从卫星应急信息中心网站(Center for SatelliteBased Crisis Information)获取的油污覆盖卫星图相符性良好,溢油漂移趋势与观测结果一致。并研究了流场的不确定性对溢油轨迹模拟结果的影响,考虑流场的不确定性,通过GNOME最小遗憾法得到的溢油轨迹能够更大程度上覆盖卫星观测资料。接下来本文用FVCOM(The Finite-Volume Coastal Ocean Model)数值模式模拟了乐清湾的水动力场,并将模拟的潮流和潮位与实测资料进行了验证,证明模拟结果良好。将模拟的潮流场作为驱动场利用GNOME模型模拟了乐清湾海域的一个假想的溢油事故。模拟了在不同的潮汐时刻(高潮和低潮)发生溢油事故时,不同风的条件下(分为静风、N向风、SW向风和NNE向风)的溢油轨迹,探讨了影响溢油的因素,发现溢油事故发生的潮汐时刻,风,地形会对溢油的漂移以及扩散范围和扫海范围产生影响。并分析了不同环境条件下的溢油归宿情况。建议将建立溢油预报模型与建立海上溢油监测系统结合起来,能更有效地应对溢油事故。
其他文献
肠易激综合征(IBS)是肠道动力学与内脏感觉异常的胃肠功能性疾病,是指一组包括有排便习惯改变、粪便性状异常、腹痛及腹胀等临床表现的症候群,其中以腹泻型最多见。本病病位
<正>《素问》记载"黄帝问曰:妇人重身,毒之何如?岐伯曰:有故无殒,亦无殒也。"意思是说怀孕妇女有重病的时候,虽用有毒药物亦不致于损害孕妇,胎儿也不致于会堕
[目的]观察脑卒中失语病人早期语言康复护理的效果。[方法]将72例脑卒中失语症病人随机分为两组,每组36例,对照组进行常规护理;观察组在常规护理基础上进行早期语言功能康复
【正】十六世纪初期的德国宗教改革和伟大的德国农民战争是欧洲式的“第一号资产阶级革命”。马克思和恩格斯都曾给予极大的重视。恩格斯在晚年曾经想重新修改《德国农民战争
[目的]研究自制水垫对颈椎骨折颅骨牵引术后病人压疮预防的作用及其意义。[方法]将28例颈椎骨折颅骨牵引术后病人分别应用自制水垫减压法(实验组)与传统的皮肤护理方法(对照
把基于结构风险最小化原则的支持向量机应用到混响时间序列预测中,与径向基函数(RBF)神经网络方法预测结果进行了对比分析。采用海上实验混响数据进行预测,处理结果表明,支持
党的政策与国家法律是国家和社会治理的两种重要制度依托。然而,不同历史时期的国家任务和制度环境直接决定着人们对党的政策和国家法律的理解认知,并体现到党的政策和国家法
目的:研究电针对脑缺血再灌注损伤的保护作用。方法:在双肾双夹法复制易卒中型肾血管性高血压模型的基础上,应用栓线法制备大鼠局灶性脑缺血再灌注模型,观察电针对实验性脑缺
<正> 在测量天然水中氚的含量时,现阶段所用的闪烁液主要有两种,即二氧六环体系的闪烁液和乳化剂-甲苯(二甲苯)体系的闪烁液。乳化剂-甲苯体系的闪烁液与二氧六环系统的闪烁