長距離輸水工程突發(fā)水污染事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與預(yù)警預(yù)案研究
本文關(guān)鍵詞: 輸水工程 突發(fā)水污染事件 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 預(yù)警預(yù)案體系 南水北調(diào)東線江蘇段 DPSIR模型 污染物輸移擴(kuò)散 出處:《天津大學(xué)》2015年博士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:我國水資源時(shí)空分布不均,嚴(yán)重制約缺水地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。近年來,長距離輸水工程的興建和投入運(yùn)行成為緩解北方城市缺水的重要工程措舉。長距離輸水工程線路長、水域開敞、平立交建筑物多,部分沿線河渠工業(yè)企業(yè)密集,同時(shí)輸水干渠承擔(dān)航運(yùn)功能,易發(fā)生水污染事件。事件發(fā)生后,需及時(shí)評(píng)估事件風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),并依據(jù)污染物輸移擴(kuò)散特征制定合理的預(yù)警預(yù)案,以期最大程度降低事件的不利影響。基于此,本文在歸納長距離輸水工程的特點(diǎn)、水質(zhì)現(xiàn)狀和風(fēng)險(xiǎn)源類型的基礎(chǔ)上,以南水北調(diào)東線一期工程江蘇段為例,開展基于突發(fā)污染輸移擴(kuò)散特征預(yù)測的長距離輸水工程突發(fā)水污染事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與預(yù)警預(yù)案研究。本文的研究工作及成果主要包括以下幾個(gè)方面:第一,構(gòu)建基于DPSIR模型的長距離輸水工程突發(fā)水污染事件風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)方法。將DPSIR模型應(yīng)用于突發(fā)水污染事件對(duì)輸水工程整體的影響風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià),揭示了突發(fā)污染驅(qū)動(dòng)力、污染源類型、受體狀體狀態(tài)、受體影響和安全響應(yīng)對(duì)突發(fā)水污染事件的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)影響規(guī)律,充分考慮輸水工程特性篩選出15項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),并提出合理計(jì)算模型,實(shí)現(xiàn)了突發(fā)水污染事件風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的綜合評(píng)價(jià)。并將此方法應(yīng)用于東線江蘇段突發(fā)橋梁交通事故污染的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)中,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定對(duì)應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)及應(yīng)急響應(yīng)措施的有效開展具有重要指導(dǎo)作用。第二,提出了可溶和漂浮油類污染物在輸水河渠中的輸移擴(kuò)散特征參數(shù)預(yù)測公式。提出表征輸水工程突發(fā)可溶污染事件下污染范圍及影響程度的三個(gè)特征參數(shù):污染物峰值輸移距離、峰值濃度和縱向長度;結(jié)合輸水干渠特性,通過數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗(yàn)和物模驗(yàn)證,提出了適用于無分汊河段、串聯(lián)河段和分汊支流河段的污染物特征參數(shù)預(yù)測公式;提出表征突發(fā)溢油污染事件下污染范圍的五個(gè)特征參數(shù):油膜厚度、油膜運(yùn)移距離、油膜縱向長度、分汊口分油寬度及分油比;谖锬T囼(yàn)測定靜水中不同油品的油膜厚度,大小關(guān)系為柴油潤滑油廢機(jī)油植物油,根據(jù)實(shí)測厚度可計(jì)算突發(fā)溢油在邊界不受限靜水中的極限擴(kuò)展面積;揭示了柴油、潤滑油和植物油在正常輸水情景下的運(yùn)移擴(kuò)展規(guī)律,油膜運(yùn)移距離不受油品種類影響均為河渠中間流速的1.15倍;柴油、潤滑油和植物油的油膜縱向長度隨時(shí)間的變化率分別為河渠中間流速的0.5倍、1.39倍和1.7倍;油膜運(yùn)移距離和縱向長度均不受溢油量和溢油位置的影響,風(fēng)場對(duì)油膜輸移距離影響較大,但對(duì)縱向長度沒有影響;根據(jù)河渠多類型分汊口,采用數(shù)值模擬結(jié)合物模試驗(yàn),得到四種分汊型式的分油寬度計(jì)算公式,分油寬度受分汊口型式影響,且與主流上游油膜寬度、分汊支流寬度和流速比有關(guān);提出分汊口分油比的理論推導(dǎo)方法,提出預(yù)測公式為: k_(oil)=Bs/B_(u-oil),且公式適用于任意分汊型式。第三,提出了基于污染物輸移擴(kuò)散特征預(yù)測的長距離輸水工程突發(fā)水污染事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與預(yù)警預(yù)案體系。該體系緊密結(jié)合了長距離輸水工程突發(fā)水污染事件特點(diǎn)和應(yīng)對(duì)事件的要求,集成了合理實(shí)用的水污染事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法和模型、污染快速預(yù)測方法和模型、預(yù)警和多級(jí)預(yù)案構(gòu)建指標(biāo)和方法。利用該體系可實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和評(píng)價(jià)水污染事件以及合理提出可行預(yù)警和預(yù)案的目標(biāo),可為長距離輸水工程應(yīng)對(duì)突發(fā)水污染事件提供科學(xué)的決策支持。第四,以南水北調(diào)東線一期工程江蘇段為例,將本文提出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、污染特征預(yù)測公式與預(yù)警預(yù)案體系應(yīng)用于工程實(shí)際。根據(jù)河網(wǎng)連通特性劃分河段并結(jié)合東線應(yīng)急調(diào)控原則、分段供水及分質(zhì)供水技術(shù),開發(fā)了東線江蘇段預(yù)警預(yù)案系統(tǒng),為突發(fā)水污染事件的污染控制、預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)提供決策支持。
[Abstract]:Based on the characteristics of long - distance water transmission project , the paper puts forward three characteristic parameters : the oil film thickness , the oil film migration distance , the longitudinal length of the oil film , the oil separating width and the oil separating ratio . In this paper , the paper puts forward the theory derivation method of water pollution event risk evaluation and early warning plan system .
【學(xué)位授予單位】:天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TV67;X52
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,本文編號(hào):1456322
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