發(fā)布時(shí)間：2020-06-04 09:49

【摘要】： 在海上油田開發(fā)的過程中,石油類污染物排放到海洋中,對(duì)海域水質(zhì)狀況會(huì)造成不同程度的污染,有必要對(duì)開發(fā)工程中含油污水排放對(duì)環(huán)境可能造成的影響范圍和程度進(jìn)行研究,為開發(fā)工程的環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。 本文首先簡(jiǎn)要介紹了本研究的背景,并對(duì)研究污水排海的近區(qū)模型和遠(yuǎn)區(qū)模型的發(fā)展現(xiàn)狀做了詳細(xì)的綜述。具體工作及結(jié)論如下: 1.采用Backhaus的三維非線性潮波數(shù)值模式計(jì)算了南海中的三維正壓潮流的流場(chǎng),作為近區(qū)模型背景流場(chǎng)的分析依據(jù),以及遠(yuǎn)區(qū)物質(zhì)輸運(yùn)模型的輸入,并用3個(gè)測(cè)站資料對(duì)珠江口水動(dòng)力模型進(jìn)行了驗(yàn)證。 2.求解了浮射流的積分方程的數(shù)值解,首次建立了南海油田開發(fā)含油污水排放近區(qū)的浮射流模型,模擬了不同的角度對(duì)含油污水排放近區(qū)的擴(kuò)散的影響,以及潮流對(duì)稀釋度的影響。 3.在結(jié)束了近區(qū)稀釋擴(kuò)散后,污水的隨流擴(kuò)散等行為需要用遠(yuǎn)區(qū)物質(zhì)輸運(yùn)模型進(jìn)行研究。在流場(chǎng)模型的基礎(chǔ)上,運(yùn)用粒子隨機(jī)走動(dòng)(random walk,簡(jiǎn)稱粒子法)的方法求解物質(zhì)輸運(yùn)方程,建立了平衡濃度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型,并將近區(qū)模型與建立的遠(yuǎn)區(qū)模型進(jìn)行銜接,將近區(qū)模型的結(jié)果作為遠(yuǎn)區(qū)模型的輸入,得到含油污水排海的擴(kuò)散輸運(yùn)模型。 4.將模型運(yùn)用到南海中惠州25-3油田污水排海工程中。研究了初始排放角度對(duì)近區(qū)稀釋擴(kuò)散的影響和潮流中近區(qū)稀釋度的變化規(guī)律,以及遠(yuǎn)區(qū)平衡濃度場(chǎng)的范圍。從結(jié)果中可以看出,初始排放角度越小越有利于近區(qū)的稀釋擴(kuò)散,且潮流中稀釋度的變化呈現(xiàn)周期性的特點(diǎn)。平衡濃度場(chǎng)結(jié)果顯示,在油田污水達(dá)標(biāo)排放時(shí),含油污水在各層水深形成的濃度場(chǎng)的面積不超過10km2。 5.驗(yàn)證了本文建立的模型。將近區(qū)稀釋擴(kuò)散的結(jié)果與智能化軟件UM3得到的結(jié)果進(jìn)行了比較。平衡濃度場(chǎng)的結(jié)果與用差分法求解物質(zhì)輸運(yùn)方程的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示,濃度場(chǎng)的分布(特別是表層)是隨風(fēng)海流的影響而變化的,兩種方法計(jì)算的結(jié)果體現(xiàn)的變化趨勢(shì)是相同的;用差分的方法模擬的超Ⅰ類水質(zhì)濃度場(chǎng)面積要略小一些;差分法計(jì)算的濃度場(chǎng)中心的濃度值要大,大多超過0.1mg/L。 本研究建立的含油污水排放輸運(yùn)擴(kuò)散模型,豐富了污水?dāng)U散濃度場(chǎng)預(yù)測(cè)方法,為其他海域的同類研究提供了參考。
【圖文】：

模型研究現(xiàn)狀外對(duì)城市污水海洋處置工程近區(qū)的稀釋擴(kuò)散規(guī)律的研究已近區(qū)有關(guān)的射流理論也由規(guī)則邊界中靜止環(huán)境內(nèi)的平面與中的復(fù)雜射流發(fā)展，如橫流、分層流、淺水域射流，，潮汐流射流、旋動(dòng)射流等。是指一般流體從各種排放口或噴口流入周圍環(huán)境流體，并同動(dòng)狀態(tài)，如圖 1-1 所示。根據(jù)射流的形成可將射流分為三流動(dòng)起支配作用的射流為純射流或動(dòng)量射流，由于噴口處流差產(chǎn)生的浮力作用形成的射流為羽流和卷流，而浮射流則是力作用，同時(shí)具有射流和羽流特性的一種射流。射流的基本周圍環(huán)境流體之間速度差形成的卷吸和摻混，使射流斷面不程減小，濃度或溫度降低。目前，射流理論被廣泛的應(yīng)用在保、冶金、化工、交通、礦山等多個(gè)領(lǐng)域。

可以忽略粘性力的影響；（3）污水與背景水體密度要的，對(duì)不含重力加速度項(xiàng)的影響可忽略不計(jì)；（4）垂直于射間，其速度分布具有相似性，即所謂相似性假定。從紊流結(jié)構(gòu)能保持同樣的形式，即從具有自保性的角度考慮，這個(gè)假定是已得到許多實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料和紊流隨機(jī)性質(zhì)的考高斯分布。流體中一個(gè)圓形斷面得傾斜浮射流，軸線在 x-z 平面上，對(duì)射，s 為從起始斷面沿射流軸線的距離，如圖 2-10 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X74;X55

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李曉靜;海底管線溢油在水體中的輸移擴(kuò)散數(shù)值模擬研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2696203