海面溢油数值模拟及其可视化实现技术

由于石油工业和石油运输业的迅猛发展,油井井喷和油轮溢油事故频繁发生。积极探索溢油在水环境中的运动规律,才能为溢油的清理提供强有力的指导。海上溢油数值模拟研究能定量地分析、评估溢油的演变,文章结合采用椭圆扩展模型和油粒子模型对溢油扩散漂移过程进行模拟,为相应的决策提供科学依据。而溢油的可视化技术基于GIS组件COM技术,将溢油数值模型的模拟计算结果以图形的方式,实时、动态地显示在电子海图上,从而实现了溢油漂移扩散过程的可视化。     

三峡库区溢油预报模型构建及数值模拟

随着三峡库区通航条件改善和船舶流量的不断增加,库区水上溢油风险形势日益严峻.综合考虑风、流的作用,结合水动力方程、溢油漂移扩散的“油粒子”模型等,设计了适用于三峡库区船舶溢油预报模型,并从应急的角度出发,对水动力模型进行并行化改造,提高了预报速度.在此基础上对175 m水位库区的假想溢油事故进行了模拟,初步检验了溢油预测模型的效果.     

珠江口区域海上溢油动态预测信息系统的开发与应用

为了对《珠江口区域溢油应急计划》提供决策支持,在国内外相关研究成果基础上,针对珠江口海域的特点,研究开发了先进实用的"珠江口区域海上溢油动态预报信息系统",综合了三维潮流模型、三维溢油扩散模型、溢油风化模型、应急反应模型、以及电子海图、地理信息系统(GIS)、数据库等关键技术。该系统可以预测模拟并可视化显示海上溢油的漂移扩散和性质变化过程,同时显示环境敏感区和应急人员设备分布等相关信息。实际溢油应用案例表明,该系统的预报模拟结果与现场实际情况完全相符,能有效地提高海上溢油污染事故的应急决策效率。     

基于GNOME和EFDC模型的溢油数值模拟研究——以湄洲湾为例

为了研究溢油发生后的扩散过程,尤其是在近海峡湾内的漂移扩散,采用EFDC(Environmental Fluid Dynamics Computer Code)模型架构了潮流场,采用国际流行的GNOME(General NOAA Oil Modeling Environment)模型读取计算流场并代入设计风速,计算了湄洲湾内湾某假想溢油点发生溢油后,不同工况下的溢油漂移扩散过程。研究结果表明:峡湾内溢油漂移扩散过程在一个潮周期中转流时刻油膜面积迅速扩大;溢油发生于高潮期间的扩散范围远大于低潮,湾底的溢油油膜可以在一个大潮过程遍布整个湄洲湾;风对溢油漂移的影响非常明显,5m/s的风速即能够明显改变溢油的漂移方向。建议在海湾海岸线利用整体规划中增加关键节点区域的溢油拦截设备储备研究,尤其需考虑到常风向的对岸面的溢油防护。     

风漂移系数对海上溢油扩展漂移影响的数值模拟

利用MIKE21 OS模块建立营口港海域溢油预测模型,模拟预测风漂移系数对油膜扩展漂移的影响规律。结果表明：风漂移系数是海上溢油事故发生之后影响油膜扩展漂移面积和扩展漂移距离的重要因素;当风漂移系数由0.02增大至0.03时,油膜扩展漂移面积和扩展漂移距离均显著增大;当风向与涨落潮流轴线方向基本一致时,风漂移系数增大能促进油膜在横向和纵向上的扩展漂移;当风向与涨落潮流轴线方向基本垂直时,风漂移系数增大主要促进油膜在纵向上的扩展漂移。     

瓯江口航道海域溢油扩散数值模拟

首先建立了瓯江口海区平面二维潮流数学模型,根据现场实测资料对该数学模型进行验证.在此基础上对该海区的潮流场进行模拟,为溢油模型提供水动力基础数据,然后利用MIKE21 SA溢油模型对溢油泄露事故进行影响预测.研究结果表明,风的条件因素对油膜漂移轨迹的影响较大.在潮周期的不同阶段发生溢油事故时,溢油油膜漂移轨迹可能完全不...     

广西近海溢油扩散数值模拟

利用MIKE 21 HD模块模拟广西近海二维潮流特性,根据实测水文资料对广西近海二维水动力模型进行了验证。应用MIKE 21 OS溢油模块加载广西近海二维水动力数据,建立广西近海二维溢油扩散模型,对溢油事故进行影响预测。研究结果表明,风场、潮流场和溢油事故发生位置对溢油轨迹都有着重要影响。风场是油膜漂移方向的最大影响因素,在不同溢油事故发生位置的工况下,溢油的漂移轨迹和扫海范围可能完全不同。     

天津港某液体化工码头船舶污染影响模拟研究

本研究以潮流计算结果和风场资料分析结果为依据,采用溢油模型对海上溢油的扩散、漂移和岸线吸附等物化过程进行模拟,分析研究预测油膜的演变,预测油膜漂移轨迹和归宿.计算结果表明当南港港池口门位置处发生溢油事故后,油膜均会漂出南港口门外,在风的作用下会对周边环境一定范围内产生一定影响.     

京杭运河苏北段溢油扩散数值模拟研究

基于Mike21/3SA模块建立京杭运河苏北段溢油扩散数学模型,预测溢油突发事故油膜漂移轨迹和扩散范围。研究结果表明:水动力场、风场对内河溢油扩散有着重要的影响;流速对油膜的漂移过程起主导作用,油膜移动速度随着水流流速的增大而增大;不利风向作用下,油膜下游漂移影响范围明显增大;一旦发生漏油事故,应及时监测溢油河段水流状况与气象条件,及时采取应急救援措施。     

溢油漂移轨迹回推技术在海事调查中的应用

海上油污染事故调查是海事监管的重要职责。近年来,屡有不明来源油污事件发生,溢油时间不明,调查难度大。基于大气、水动力模型和溢油模型的溢油漂移轨迹回推技术能够实现对不明来源油污的回推溯源,通过回推结果指导海事调查的方向,缩小排查范围,在实际应用中取得了良好的效果。     

海上溢油漂移预测预警系统的实验验证

介绍海上溢油预测预警系统的数值模型和功能,通过浮标漂移试验对系统的预测性能进行验证。分析表明,系统在漂移轨迹趋势、漂移距离、漂移速度的预测方面总体上与试验结果一致。     

长江宜都港区溢油风险数值模拟

内陆江河航道发生船舶溢油事故对沿岸生态系统与周边居民健康威胁大,为研究长江航道溢油的漂移扩散规律,建立宜昌市宜都港区二维水动力模型并对其流速、水位进行验证后,耦合油粒子模型模拟溢油的运动过程.模拟结果表明:在SSW风向、1.0 m/s风速条件下,丰水期油膜漂移扩散的速度较枯水期快,油膜面积小,对下游取水口以及水源保护区...     

高科技助力海上大清污

<正>在"7·16"事故的海上清污工作中,遥感卫星监测、航空、航海雷达、红外线扫测、溢油漂移预测、船载溢油围收集成系统等高科技手段的运用,及时获取了溢油漂移扩散的准确动态,为海上清污行动提供了重要的决策参考,为有效地清除海上溢油污染,取得海上清     

基于GIS的船舶溢油避险系统设计

为实现海上溢油事故发生后及时掌握溢油分布并调度船舶,利用空间信息平台开发船舶溢油避险系统。系统首先采用溢油预测模型对溢油范围进行分析预测,实现事故溢油信息的空间布局分析,然后采用船舶避险模型对溢油事故影响范围进行计算,提取事故影响海域内的船舶信息,最终在空间信息平台下集成显示。结果表明,该系统可以实现对事故海域溢油信息的空间布局分析及事故海域船舶目标的提取,并在空间信息平台下事故海域范围内溢油扩散结果的可视化。     

溢油数学模型浅析

本文通过对世界石油消耗量的分析,阐述了建立溢油模型的重要性。同时具体地分析了国内、外各种溢油预测模型,并对各种模型进行了充分的研究和讲解,分析了各个模型的优势和存在的不足。通过分析明确指出了今后的研究方向应当适当调整,即集中精力研究油水混合物的基本理化性质,而并非在虚拟的原始模型上尝试新的数学方法来降低模型的截断误差。     

北海铁山港西港区5、6号码头溢油事故模拟仿真研究

为了科学、合理地评估北海铁山港西港区5#、6#泊位码头船舶溢油事故风险,从而为码头开展防治船舶污染海洋环境能力建设提供依据,论文对码头溢油事故进行了模拟仿真研究。论文建立了二维潮流模型用以模拟码头附近水域的潮流场,采用了OILMAP模型对15万吨级散货船10t燃料油N风和SW风特定情境下码头溢油事故进行了模拟仿真,具体包括对溢油的漂移、分散、扩展、蒸发、乳化、岸线沉积等系列过程,最后对模拟仿真结果进行了分析并为码头建设提出了相应建议。     

不同风况条件下码头溢油事故影响分析

由于溢油扩散漂移跟时间、地点、数量及相应的风、流等众多不确定的随机因素有关,油膜的漂移过程是极其复杂的。本文从油品装卸码头风险事故识别、溢油事故统计与概率以及源强确定等方面对拟建码头进行分析,针对不同风况条件下,对码头溢油漂移轨迹进行预测分析,结果显示,由风和海流(或河流)引起的油膜运动过程中,在流场、风速等条件一定时,风向是影响溢油运动轨迹的主要因素。为码头的运营以及管理提供技术依据。     

海上溢油应急处理的仿真和三维可视化

为完善海上搜救模拟器中的溢油仿真模块,在对近海潮流进行数值模拟的基础上,通过对溢油扩展、漂移、蒸发和乳化数学模型的组合计算,首先实现了近海溢油运动过程的实时仿真.随后结合海浪的真实感绘制算法,使用OSG(Open Scene Graph)纹理烘焙和平面折射技术,实现了海上溢油扩散过程的三维可视化.对现有海上溢油应急处理...     

珠江口将建溢油漂移与清污对策快速模拟系统

最近，“珠江口溢油漂移与清污对策快速模拟技术课题大纲”在深圳顺利通过评审。据悉，由深圳海事局承办的这一课题是国家科技项目“海上溢油应急快速反应关键技术开发”的重要组成部分，目标是建立珠江口海域溢油漂移与清污对策快速模拟支持系统，预计2009年7月该系统可以进行验收并开始产业化运作及推广应用。系统建成后将在模拟预测精度、运算速度和支持功能等方面达到国际先进水平，能有效提高珠江口溢油预测水平和应急反应能力。     

无线大功率海上溢油跟踪浮标监测技术改进

为满足溢油应急工作的需要,改进无线充电式跟踪溢油浮标。目的是当海上溢油事故发生时,应急人员可根据预测的溢油漂移扩散的路径和影响的区域,一旦溢油污染到该水域,溢油应急指挥人员便可随时充电,通过该监测设备实时动态、及时准确监测到溢油发生的时间和位置,从而更快捷做好应急反应救援工作。同时,无线充电设备可以方便企业随时充电,减少搬运碰撞,延长溢油浮标无线充电设备的使用寿命。