大连湾危险化学品输运过程精细化模拟研究

摘要

随着我国经济的快速发展，危险化学品的产量和用量迅速增加，种类不断更新，而与危化品生产消费相关的企业大多位于沿海地区，这对我国近岸海域构成了巨大威胁。大连湾作为我国北方典型的半封闭海湾，其沿岸海域周围分布着大连市众多的涉危企业，为应对可能发生的危化品泄漏事故，需要掌握其可能的输运路径，扩散范围等信息，以此为大连湾危险化学品泄漏事故的预防和应急处置提供技术支撑。本文的具体研究和结论如下： （1）基于海床基平台获取的大连湾观测资料，利用谱分析和调和分析等方法，分别对该海域湾内和湾外的水位、流速和海底温度等要素进行分析。大连湾的潮汐为规则半日潮，潮流为不规则半日潮流。表层余流受海面风场影响较大，流速在5cm/s以上，流向为西南偏南向；表层以下流速较小，流向基本呈NE—SW向流动。 （2）采用ROMS三维水动力模型，在对岸线和地形进行细致刻画的基础上，对潮流场和水交换能力进行模拟。计算结果大连湾湾口的流动具有明显的行进波特点，即最大流速发生在高潮和低潮时刻。 （3）对研究区域化学品生产使用现状、主要潜在风险区域和沿岸潜在危化品污染源进行调查与评价。据此认为大连湾沿岸可能发生危化品泄漏的重点区域是石油码头、和尚岛西区、开发区及大孤山石化园区并将污染源归并为如下六处：石油码头区域的D29和D42，和尚岛西区的D53和D60，经济开发区的K01和大孤山湾的G01。 （4）分别对大连湾内和大孤山开展危化品泄露入海后的输运扩散过程模拟研究。结果表明，危险化学品泄漏事故发生后，受邻近海域潮流的作用，危化品将在海洋中呈往复扩散运动。污染源的影响主要处在源点附近，随着距离的增大，其影响逐渐减小。在泄漏时间相等的情况下，危化品的泄漏强度对扩散范围和面积有显著影响。夏季，当泄漏点位于大连湾南部，朝北向的污染源响应系数场范围较大；冬季，当泄漏点位于大连湾北部，朝南向污染源的响应系数场范围较大。 （5）根据研究结果，本文建议将石化码头的中石油大连分公司以及和尚岛西侧和开发区部分石化相关企业迁移至大孤山石化园区进行生产。通过集中管理，便于加强政府监管部门的监督，可以对同类型企业进行统一的安全防护指导，避免事故发生。另外，当事故发生时，要及时切断泄漏源，根据夏冬季节不同的扩散情况进行监测，并建立起隔离带，把污染程度和范围降到最低点。

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第一章 引言

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的、内容和方法

第二章 大连湾水动力调查研究

2.1 观测概况

2.2 湾外A站水动力特征

2.3 湾内C站水动力特征

2.4 本章小结

第三章 大连湾水动力背景场精细化模拟

3.1 ROMS模型概述

3.2 潮流场数值模拟

3.3 本章小结

第四章 大连湾危化品输运扩散研究

4.1 危化品污染源调查与评价

4.2 危化品输移扩散过程模拟

4.3 泄漏事故的预防与应对

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 创新点

5.3 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢