风对河道溢油扩展、漂移影响的实验研究

本文通过风水槽实验,模拟了在不同风速,水流速度条件下油膜的扩展、漂移运动状况.分析研究了不同工况下风对溢油油膜扩展、漂移的影响.实验结果表明:无论是对于瞬时溢油还是连续溢油,风都能使得溢油油膜扩展尺度增加两倍左右;风与水流同向时,风速的变化对于瞬时溢油油膜的扩展尺度影响很小,对连续溢油油膜的扩展尺度随风速增加而增加;风与水流反向时,油膜的扩展尺度与风速和水流速度之间相对大小有关.对于漂移过程,无论是瞬时溢油还是连续溢油,其顺风边缘都随风速的增加而速度加快.     

渤海湾码头溢油扩散规律分析

近年来,大多沿海码头在建设运营过程中存在溢油环境风险,该文通过建立渤海湾海域潮流数学模型模拟其潮流特性,并在此基础上,分析溢油的动力学过程和漂移过程,针对码头油泄漏事故采用费伊扩展模式预测其油膜面积、厚度、飘移距离等溢油特性。预测结果表明,落潮期间油膜随潮流向港池外海域漂移,面积扩大,厚度减小;其中1～7min为惯性扩展阶段,7～12min为粘性扩展阶段．12～80min为表面张力扩展阶段。模型能够较好地模拟涨落潮对码头油污染输运扩散的影响,为渤海湾码头选址的可行性论证及运营期的监督管理提供技术依据。     

感潮河道溢油扩展、漂移特性实验

溢油污染已逐渐成为内陆突发性水环境污染的主要问题之一。尤其在河口感潮河道,油污染问题日益突出。溢油污染因其对环境、生态、经济等的长期、巨大的破坏性影响,日益受到学术界的关注。然而以往的研究大都集中在海洋溢油方面,河道溢油研究因起步较晚,研究成果较少,考虑潮汐影响的则更少,且研究手段多以数值模拟为主,机理性实验研究较少。该文通过潮汐水槽模拟实验,观察并记录油膜在潮汐水流中、两个半日潮潮周期内的扩展、漂移情况,初步分析溢油油膜在潮汐水流中的扩展、漂移规律。实验结果表明：潮汐水流中,溢油油膜的扩展、输运过程主要受溢油自身理化性质和外界潮汐水流变化的影响。溢油入水后,首先经历重力扩展阶段,此阶段历时很短;然后经历剪切扩展阶段,此阶段历时长,油膜既受内部黏滞力影响,又受水流、风力引起的边界剪切力的影响,同时由于历时长,还受到潮流的输运影响。最后,当油膜很薄时,除受潮流的输运影响;还因受紊动水流及风浪的影响,在漂移过程中破碎或乳化。     

仪征石化公共码头溢油事故风险

讨论了海上溢油的扩展阶段分类以及各阶段的分界时间确定方式,并应用Fay等人的油膜扩展过程计算公式,采用有限体积法及黎曼近似解的二维水流-水质模型,对仪征石化公共码头溢油的扩延面积及厚度进行模拟,并在短时间内预测涨急和落急时的漂移扩散距离。     

海上溢油漂移扩散的数值模拟

该文基于三维自由水面垂向分层动网格的Euler-Lagrangian模式,采用VC方式(Vertex-Centered)的非结构化有限体积方法离散三维浅水方程,模拟渤海的潮汐水流运动过程。以此为水动力背景场,采用油、水分离的Lagrangian粒子追踪模型,对渤海海域发生的溢油漂移扩散问题进行模拟。其油品的蒸发、乳化和溶解等风化作用以引入综合衰减系数的方式考虑。模型对油膜的漂移路径、厚度和面积进行了实时模拟和预测,用多个测站的同步连续实测值对水动力模式进行了参数率定与模型验证,油膜输运扩散的计算结果也与相关报告数据进行了对比,均吻合良好,说明模型具有较高的可靠性与重现性。     

油气能源开发背后的溢油污染和水资源匮乏

油气能源的开发不仅需要消耗大量的淡水资源,而且给环境带来了许多危害.如何实现油气能源开发与水资源环境的可持续协调发展将成为油气开采地区经济能否持续快速发展的关键问题.综述了国内外油气能源开发中的溢油污染现状,指出了修复溢油污染环境的难点和挑战;以新兴的非常规天然气页岩气开采为例,分析了油气能源开采对淡水资源的大量需求与...     

闽江流域竹岐水源地溢油污染风险识别及评估

闽江流域竹岐段水源地是平潭及闽江口水资源配置工程唯一的补水水源地.精准预测水源地的潜在溢油风险、识别和准确评估水源地溢油污染对取水口的影响,对于引水工程的水质安全保障具有重大意义.本文通过专家分析法开展污染因子调查,采用风险矩阵LS法进行风险等级评价,建立平面二维水动力水质模型对高风险溢油突发事件进行预测研究,揭示不同...     

钱塘江河口突发溢油事故的油膜漂移轨迹研究

针对钱塘江河口的强潮特性,采用数值模拟方法计算出垂向平均的二维潮流场,根据实测垂向流速分布的分析成果将其转换为表层流场,在此基础上采用拉格郎日质点追踪法,模拟三江口在不同潮汐时刻突发溢油事故时油膜的漂移轨迹,分析油膜漂移规律和对取水口的影响风险,为杭州市提高应对突发溢油事故的应急能力提供技术支撑。     

内河溢油事故中不同油品油膜运动规律研究

为研究不同类型油品河道内突发溢油事故油膜运动扩散规律,以泰东河为例,建立了二维水动力溢油模型,模拟了不同组合条件下突发溢油事故的影响范围和程度。结果表明:轻质油与重质油在水面上的运动规律具有一定程度的一致性;轻质油扩展性强,污染范围更广,油膜浓度相对较低,并且可以依靠自然挥发来降低危害;重质油黏附性强,容易附着于两侧河岸、浅滩以及床底,会对生态环境造成长期影响;总体看来重质油溢油事故造成的危害更加严重和持久。     

复杂河网水系油粒子模型开发及溢油污染模拟

近年来,油粒子模型在海洋、海湾等水体的二、三维溢油数值模拟中获得广泛应用.然而,河网地区的水流模拟通常采用一维水动力模型,无法根据模型预测结果判断油粒子运动至河网节点后的流动方向,导致现有油粒子模型不能应用于河网水系溢油污染模拟.本研究针对水网地区溢油输移特征,通过定义河网节点出流河道流向因子,判断油粒子运动至河网节点...     

河道型水库溢油费伊模型与油粒子模型的对比研究

针对河道型水库溢油模拟研究匮乏的现状,以龙溪口库区河道突发溢油事故的预测模拟为例,分别建立了传统费伊(FAY)模型及油粒子模型,力图探明这两种主流模型在求解狭长河段溢油扩散时的特性。研究结果表明:FAY模型侧重于油膜扩展阶段中油膜厚度的精细模拟,但在水文情势复杂的河道溢油模拟过程中没有有效考虑流场、风场、地形对油膜漂移、扩散的影响;油粒子MIKE21-OS模型则克服了上述不足,对于河道溢油的模拟具备一定精度。模拟结果可为龙溪口库区突发溢油事故的预测预警提供参考。     

河道溢油污染事故三维解析解模型研究

该文针对河道突发溢油事故的环境风险评估需求,建立了河道溢油三维数学模型。与现有的河道溢油模型相比,该模型的改进在于:(1)不仅考虑了水面上油滴漂移和靠岸粘附作用,还考虑了垂向油滴扩散、上浮和河道底部边界对油滴粘附作用;(2)考虑了狭长和浅水型河道中边界反射作用对溢油浓度影响,包括水面、岸边和河底的边界反射效应;(3)能够在三维空间尺度上设定变化的溢油蒸发速率和生物降解速率等参数。模拟案例表明该模型能够依据上述功能有效模拟实际河道溢油问题,同时具有解析解便于管理人员应用。     

河道溢油污染事故二维数值模型研究

为了研究内河船舶事故溢油的运动规律,在二维水动力、风场模型基础上,分别采用油粒子模型理论,建立了适合内陆狭长型河道溢油事故模拟的二维数值模型。在假定工况条件下,将模型应用于长江、汉江武汉段典型溢油事故的模拟研究。模拟结果表明模型较好地反映了风场、流场、复杂地形条件等对河道溢油扩展和漂移运动的影响规律,模拟结果可为河道突发性溢油污染事故预报和应急处理提供技术支持。     

长江溢油事故中数值模型的研究与应用

为分析长江溢油事故中溢油输移扩散特征,在二维潮流模型的基础上,采用油粒子模型理论,建立适合溢油事故模拟的二维数值模型。针对水平扩散方式模拟油膜自身扩展存在的响应速度慢、溢油量未获响应的不足,提出了修正方案。在假定工况下,将模型应用于长江镇江—扬州段溢油事故模拟分析,结果表明模型能较好反映溢油在流场、风场、自身风化以及复杂地形条件影响下的平面迁移特征及溢油自身厚度变化特征,能合理预测溢油迁移对研究区中敏感对象的持续影响。研究方法可为长江溢油事故的应急处置及长江水环境保护提供有力的技术支持。     

粗化床面非均匀沙推移质运动扩散特性研究

对泥沙颗粒运动规律的把握是准确估算推移质输沙率的基础.本文开展了粗化床面条件下的水槽试验,分析了非均匀沙颗粒的均方位移和速度自相关系数变化,并与已有均匀沙试验进行了对比.结果表明,粗化床面存在着由单个或多个粗颗粒组成的粗化结构体,形成比平整床面更复杂的底部边界,粗化结构体对泥沙颗粒运动造成较大影响,颗粒在运动过程中与水...     

泄水建筑物下游波浪特性的实验研究

本文研究了泄水建筑物下游波浪的统计特性和频率特性。通过对大量实验数据的处理计算,得到了波面高度的分布规律及波高和波周期的分布规律;给出了一些特征波高间的函数关系式;在谱分析的基础上对不同流态的频率特性进行了比较。     

石油污染黄土土壤的微生物修复实验研究

为了修复西北黄土区石油污染土壤,利用优化原位土著微生物菌群辅以物理和化学相结合的修复技术,在野外调查取样的基础上,进行了土壤中石油污染的室内模拟降解实验。实验选择了不同温度（20℃、25℃、30℃、35℃）,添加了氮、磷、镁、铁等元素和茅草类添加剂,适时补充氧气等。实验结果显示,土壤中石油含量在795.0mg/kg、1451.0mg/kg、1790.0mg/kg、2780.0mg/kg时,经过30～45d微生物的降解实验,土壤中石油含量降解率可达77.27%～89.06%,为黄土土壤石油污染的修复提供了技术方法和应用的可行性。     

风生破碎波统计特性的实验研究

文中介绍了风波槽内地于风生破碎波统计特性的实验测量结果，测量的关键是根据如下的事实，单点波高测量时通过Ｈｉｌｂｅｒｔ变换可以提供丰富的波参数信息，考察的破碎波统计特性包括：破碎相位角，破碎波的时间尺度和水平长度尺度，破碎频率与等风速的关系，本实验结果表明，这项技术是可行而有效的，所获实验结果与前人在更大的设备上结合符合，这也表明这些统计特性对于吹程并不敏感。     

风生流水动力特性试验研究

从以往对太湖和其他浅水湖泊的研究来看,水流走向主要受湖泊表面的风向支配,主要运动形式是由风驱动而形成的风生流。为了研究浅水湖泊风生流的基本特性,构建了一套模拟风生流的水槽试验装置,模拟了15m/s风速下的风生流,并采用高采样频率PIV系统对风生流水动力特性进行了精细的测量,获得了风生流的垂向流场信息。试验表明该系统测量结果符合风生流的形成规律,具有模拟风生流的能力。通过不同流程处、相同风速下风生流时均流场、水平流速、涡量、紊动切应力和紊动强度垂线分布的对比,分析了风生流的水动力特性。风生流水槽试验的结果可以为今后进一步深入研究浅水湖泊风生流提供基础数据。     

河口海岸污水稀释扩散特性的试验研究

通过环形水槽排污试验,对河口海岸地区污水的掺混和输移特性开展试验研究,研究污水的喷射方向、排放高度、温度对污水在环境水体中输移扩散特性的影响,旨在为研究污水在河口海岸地区的掺混和输移特性提供参考依据。结果表明,污水在环境水体中的稀释扩散效果主要受水平方位角和竖直射流角度的影响,污水排放方向与环境水体流向夹角越小,在水体中完全扩散均匀所需距离越长。高温污水完全稀释扩散的距离要长于常温污水。在试验的有限水深范围内,污水的排放高度对污水的稀释扩散没有显著影响,污水在排放近区均未扩散到水深7.5 cm以上区域。