本文關(guān)鍵詞：化學品水域泄漏三維濃度場研究

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【摘要】：水路運輸迅猛發(fā)展,水運已成為運輸領(lǐng)域的重要組成部分。當今越來越多的船只在航道穿梭,船舶密度日趨增大,大大小小的碼頭在各港口建立。這無疑會給運輸水域帶來污染問題,使污染物預(yù)報顯得尤為重要,污染物預(yù)報的關(guān)鍵就是流場,流場是預(yù)報系統(tǒng)的動力場。以往流場計算模型在運算方法上雖有不同,但大多數(shù)只適用于特定的區(qū)域。因此,研究不同水域流場計算的模型顯得十分關(guān)鍵,同樣也具有較好理論和實用價值,可為不同水域的化學品預(yù)報提供更加精確地動力基礎(chǔ)。 本文研究的核心內(nèi)容為化學品在不同水域中的擴散規(guī)律,在水域的選取上不僅考慮了僅受潮汐影響的沿海水域,還對僅受徑流影響的內(nèi)河水域進行了潮流場的模擬,此外,在既受潮汐影響又受到徑流作用的感潮河段也考慮了潮流場的預(yù)報工作。文章在第二章介紹了化學品的理化性質(zhì),以及泄漏化學物質(zhì)行為和歸宿研究；在第三章介紹了主流水動力模型研究的主要內(nèi)容、求解方法以及原理公式等,并介紹了幾個目前較流行的潮流模式并歸納其特點；在第四章著重介紹了POM和Flowcoast兩個模型的求解方法以及實現(xiàn)形式,通過差分方法、坐標變換等內(nèi)容將模型的特征體現(xiàn)出來；在第五章利用前文的基本模型與技術(shù),在對長江水域鎮(zhèn)江段、岳陽段以及盤錦港的榮興港區(qū)的水文地質(zhì)資料分析整理的基礎(chǔ)上,建立了相應(yīng)的水動力流場模型以及化學品遷移模型,通過計算得出化學品在水體中不同時間的擴散分布規(guī)律。結(jié)果表明,在徑流作用占主導的水域,使用Flowcoast模型較為合適,在潮汐作用占主導的水域,使用POM模型較為合適。 化學品在水中擴散的預(yù)報系統(tǒng)的選取關(guān)乎最終結(jié)果的精確性以及系統(tǒng)的可行性,本文所得出的結(jié)論能夠顯示不同模型在適用水域計算后化學品的位置預(yù)報、濃度分布以及接觸岸線長度等相關(guān)信息可供化學品泄漏應(yīng)急良好的數(shù)值結(jié)果,也為相關(guān)應(yīng)急預(yù)案服務(wù),為海洋環(huán)境管理機構(gòu)提供相關(guān)科學依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水運污染 三維模擬 流場計算 水質(zhì)模型
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O352;U698.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 化學品的水路運輸現(xiàn)狀10-11
• 1.1.2 水上化學品運輸事故11-12
• 1.1.3 化學物質(zhì)污染物泄漏的危害12-13
• 1.2 課題研究的必要性與意義13-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 泄漏化學物質(zhì)行為及歸宿概況16-24
• 2.1 化學物質(zhì)的理化性質(zhì)16-17
• 2.2 泄漏化學物質(zhì)在水體中的行為17-20
• 2.2.1 溶解過程17
• 2.2.2 揮發(fā)過程17-18
• 2.2.3 分散過程18
• 2.2.4 乳化過程18
• 2.2.5 沉降過程18-19
• 2.2.6 漂移擴散19
• 2.2.7 光化學和降解過程19-20
• 2.3 化學物質(zhì)的水中行為影響因素20-21
• 2.3.1 內(nèi)部因素20
• 2.3.2 外部因素20-21
• 2.4 水上化學物質(zhì)泄漏研究現(xiàn)狀21-24
• 第3章 水動力三維數(shù)值模型的分析比較24-33
• 3.1 三維模型的常用假定24-25
• 3.2 離散方法的分析與選擇25-29
• 3.2.1 有限差分法26-27
• 3.2.2 有限單元法27-28
• 3.2.3 有限體積法28-29
• 3.3 三維模型的坐標選取29-30
• 3.4 三維水動力模型研究現(xiàn)狀30-33
• 3.4.1 水動力模型國內(nèi)外研究現(xiàn)狀30-33
• 第4章 三維水動力模型的控制方程與數(shù)值實現(xiàn)33-55
• 4.1 POM模式的控制方程與數(shù)值實現(xiàn)33-49
• 4.1.1 水動力原始控制方程組33-35
• 4.1.2 σ坐標系中三維數(shù)值模型35-39
• 4.1.3 邊界條件及初始條件39-42
• 4.1.4 POM模型求解的數(shù)值實現(xiàn)42-47
• 4.1.5 POM模型污染物輸運的數(shù)值實現(xiàn)47-49
• 4.2 Flowcoast模式的控制方程與數(shù)值實現(xiàn)49-55
• 4.2.1 貼合邊界坐標系49-51
• 4.2.2 Flowcoast模型求解的數(shù)值實現(xiàn)51-53
• 4.2.3 邊界條件與初始條件53-55
• 第5章 三維水動力與水質(zhì)模型在不同水域的適用性探討55-79
• 5.1 POM模型和Flowcoast模型在鎮(zhèn)江站的應(yīng)用55-70
• 5.1.1 長江水域鎮(zhèn)江段流域簡介55-56
• 5.1.2 河段選取56-57
• 5.1.3 POM模型在長江流域鎮(zhèn)江站的應(yīng)用57-67
• 5.1.4 Flowcoast模型在長江流域鎮(zhèn)江站的應(yīng)用67-70
• 5.1.5 結(jié)果分析70
• 5.2 POM模型在盤錦港防波堤水域的應(yīng)用70-75
• 5.2.1 榮興港擬建防波堤附近水域概況71-72
• 5.2.2 POM模型的應(yīng)用72-75
• 5.2.3 結(jié)果分析75
• 5.3 Flowcoast模型在岳陽水域的應(yīng)用75-79
• 5.3.1 長江流域岳陽段水域概況76
• 5.3.2 Flowcoast模型預(yù)報水溶保守化學物質(zhì)擴散的應(yīng)用76-78
• 5.3.3 結(jié)果分析78-79
• 第6章 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 結(jié)論79-80
• 6.2 不足與展望80-81
• 參考文獻81-86
• 致謝86-87
• 研究生履歷87

【參考文獻】

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本文編號：651320