輸油管道穿越海灣溢油模型研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，石油的需求量快速增加，從而促進海上石油鉆探和石油運輸?shù)陌l(fā)展。穿越海灣的輸油管線將石油從鉆井平臺輸送至陸上終端，其作用越來越重要。但在石油開采、生產(chǎn)及運輸、儲藏過程中，同時存在船舶交通事故、沉船溢油，鉆井平臺泄漏，海底輸油管道損壞溢油等風(fēng)險。溢油不僅是一種資源浪費，還會對社會經(jīng)濟造成極大損失，危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。海灣因其有一定封閉性，污染物易積累，自凈能力差，生態(tài)環(huán)境更為脆弱。
　　目前大多數(shù)溢油模型及溢油預(yù)

2、報系統(tǒng)都是以開闊外海為研究對象，對海灣的研究較少。相較于海洋溢油，海灣有其獨特的水環(huán)境特點。因此開發(fā)專門針對海灣的通用性強的溢油模型系統(tǒng)，為海灣溢油應(yīng)急響應(yīng)提供技術(shù)與決策支持，有一定應(yīng)用價值。本文主要研究如下：
　?。?）海灣二維潮流水動力學(xué)數(shù)值模型。根據(jù)海灣的水動力特點，將求解困難的三維水動力基本控制方程簡化為二維潮流水動力控制方程。采用有限差分法離散連續(xù)性方程，有限分析法離散動量方程來求解計算海灣水動力學(xué)模型，使計算結(jié)果擁有較

3、高的精度及良好的收斂性和穩(wěn)定性。
　?。?）海灣溢油模型。本文總結(jié)了溢油動力遷移過程與非動力風(fēng)化過程中各種行為的溢油模型。選取溢油初期占主導(dǎo)地位的擴展、漂移、蒸發(fā)及岸邊吸附作為建模對象。擴展過程采用結(jié)合橢圓擴展理論改進的Fay模型；漂移過程采用合并簡化的Navy模型；蒸發(fā)過程采用所需參數(shù)較少，更易于建模的Fingas蒸發(fā)模型；岸線吸附水面浮油的過程用 Lagergren二級吸附速率方程來描述，岸邊介質(zhì)可分為：細沙、粘土和毛石三種類

4、型。
　?。?）模型軟件系統(tǒng)開發(fā)。本系統(tǒng)采用Visual Basic6.0為開發(fā)工具，主要實現(xiàn)以下功能：溢油預(yù)測（預(yù)測結(jié)果包括：溢油到達下游距離、水面上油膜面積、油品蒸發(fā)量、岸邊吸附量以及現(xiàn)存油量），環(huán)境影響評價，決策支持，數(shù)據(jù)更新。
　　（4）模型驗證、應(yīng)用與分析。以珠江口近岸海灣的溢油實例驗證模型，軟件模擬結(jié)果在可接受的理論范圍內(nèi)，初步驗證了模型的應(yīng)用性。給出模型實驗驗證方案，進一步驗證模型的準確度及應(yīng)用價值。