海底管道溢油輸移擴散預測及其在北部灣的應用.pdf

1、在海底輸油管道輸油過程中，由于管道破裂導致石油泄露至海洋中，對海域水質狀況會造成不同程度的污染，有必要對海底管道破裂后溢油的殘留量以及對環(huán)境可能造成的影響范圍和程度進行研究，從而為環(huán)境管理和環(huán)境保護設計提供科學依據。 本文首先簡要介紹了本研究的背景，并對國內外溢油模型的的發(fā)展現(xiàn)狀和近區(qū)模式的發(fā)展狀況做了詳細的綜述。具體工作及結論如下： 1.采用Backhaus的三維非線性潮波數(shù)值模式計算了北部灣和潿洲島附近海域的三維

2、正壓潮流的流場，作為近區(qū)模型背景流場的分析依據，以及遠區(qū)物質輸運模型的輸入，并用6個測站資料對潿洲島附近海域水動力模型進行了驗證。 2.通過應用拉格朗日積分控制單元體，建立了海底輸油管道溢油的近區(qū)浮射流模型，模擬比較了漲潮時和落潮時不同的海流情況下對海底管道溢油在近區(qū)輸移擴散的影響。 3.在結束了近區(qū)輸移擴散后，溢油的隨流擴散等行為需要用遠區(qū)物質輸運模型進行研究。在流場模型的基礎上，運用粒子隨機走動(random w

3、alk，簡稱粒子法)的方法求解物質輸運方程，建立了溢油漂移預測模型，并將近區(qū)模型與建立的遠區(qū)模型進行銜接，將近區(qū)模型的結果作為遠區(qū)模型的輸入，得到溢油在海面的輸移擴散模型。 4.將模型運用到北部灣潿洲11-4油田輸油管道溢油過程中。研究了初始排放角度對近區(qū)溢油輸運的影響和潮流中近區(qū)稀釋度的變化規(guī)律，以及溢油在遠區(qū)輸移擴散過程中溢油量的變化和掃海面積。從結果中可以看出，在近區(qū)，對于不同角度發(fā)生溢油除了對浮射流中心到達海面的位置差

4、別影響較大外，其他如對浮射流半徑，面積以及稀釋度的影響都不大，但潮流對浮射流運動的影響較大。在遠區(qū)，在溢油發(fā)生初期，油膜擴散面積隨時間逐漸增大，污染海洋的面積也明顯增大。到了后期，油膜面積逐漸減少，直至抵岸。 5.驗證了本文建立的模型。將近區(qū)輸移擴散的結果與浮射流積分模式得到的結果進行了比較，結果顯示，兩者預測的結果比較接近。在遠區(qū)，將溢油作為點源模擬與作為面源模擬的結果作了比較，兩者的溢油走向是一致的，掃海面積相差不大，但于