论文部分内容阅读
平原河网地区产业发达,各类潜在风险源分布广泛;人口稠密,突发环境事件影响程度高;河流纵横交错,相互联系构成复杂的河网体系;水工构筑物众多,存在强人工调控下的水利调度行为。因此,针对平原河网地区的突发性化学品排放事故进行应急预警模拟系统建设,具有重要的现实意义和科学研究价值。
以往国内外针对突发化学品排放的预警模拟研究,通常研究的是单条河流或开阔水域(海洋等)中单一类型污染物质(溢油或溶解性物质),对纵横交织水体中多化学污染物类型(对流扩散型、漂浮型、沉降型)的模拟则不多见。本研究针对这一技术难题,开展了突发化学品排放事件在平原河网中的风险场预警模拟技术研究,研究成果总结如下:
(1)总结了在水体中具有不同迁移扩散特征的三种基本类型化学品(对流扩散型、漂浮型、沉降型)的预警模拟研究现状,提出了平原河网地区多类型突发化学品排放的风险场预警模拟技术模式。
(2)提出了平原河网水流场模型与事故排放风险场模型系统的集成模式。针对现有的事故风险场模型不能有效模拟闸坝调控条件下水流场的问题,建立了基于SMS模型系统的平原感潮河网地区水流场模型,并将水流场模型与多类型化学品排放事故风险场模型系统DELFT-3D进行集成。
(3)根据风险源分布信息设置突发化学品排放案例,实现了多类型化学品(对流扩散型、漂浮型、沉降型)突发排放事件在平原河网中的风险场预警模型开发研究。根据研究区域—上海市闵行区的危险化学品重大风险源分布信息,按照对流扩散型、漂浮型、沉降型化学品的分类对风险源进行筛选,分别对研究区域内的氰化钠风险源、溢油风险源和甲苯风险源、油漆风险源进行预警模型归类开发。从模拟结果来看,本研究开发的多类型化学品突发排放事件风险场预警模型能够很好地模拟各类化学品突发排放后在水体中具有不同特征的迁移扩散过程。预警模型能够通过模拟结果提供包括突发化学品排放后迁移扩散的影响范围、浓度分布等随时间变化的基础信息,并且具有模拟结果动态演示功能。同时,预警模型还可以针对敏感区域设置观察点,通过对敏感区域进行浓度变化全程跟踪,达到应急预警保护敏感目标的目的。
本研究的技术创新是:复杂河网地区水流场模型与突发化学品排放风险场模型的集成;对流扩散型、漂浮型、沉降型化学品突发排放事件在平原河网中的风险场预警模型开发。本研究建立的预警模型可为我国濒江临海地区特大型城市突发性水污染事故预警预报提供技术支持,也可应用于其它城市的水环境污染事故应急管理。