[發明專利]一種海上溢油行為歸宿應急預測方法

在審

• 申請號: 201910363934.4
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110110433A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 童硯濱;鄧增安
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王蒙蒙

本發明公開了一種海上溢油行為歸宿應急預測方法：S1,采用GOODS在線數據平臺獲取地形文件、風場和流程預報數據；S2,采用GNOME溢油軌跡模型記錄不同時間節點的油膜位置信息，得出油膜軌跡圖像；S3，得到每一時間節點油膜所在位置海面的風速風向和流速流向，同時，獲取當地海水的溫度和鹽度；S4，采用ADIOS風化模型得到溢油風化過程曲線圖；S5，匯總各個時間段GNOME溢油軌跡模型模擬得到的溢油軌跡圖像與ADIOS風化模型模擬得到的溢油風化過程曲線圖，將模擬所得信息進行分析總結。本發明將原本復雜的溢油行為過程簡化分割，通過用不同類型的溢油模型對同一事故進行模擬，分別得出未來一段時間內溢油的運動軌跡和風化的預測結果。

技術領域

本發明涉及物理海洋和海洋環境領域，特別涉及一種海上溢油行為歸宿應急預測方法，將溢油軌跡模型和風化模型搭配使用，為溢油災害響應工作提供有效信息。

背景技術

海上溢油指的是石油在海上運輸或開采過程中因事故或技術問題所造成的原油泄露流失。事故的起因通常是由船舶事故、輸油管道破裂、鉆井平臺故障或煉油廠和倉庫受損等引發的。

隨著全球工業化進程的加快，人類社會對能源的需求急劇增加，海洋油氣資源作為主要能源之一，其開采規模也因此迅速擴大。這導致海上溢油事故的風險大大增加，海洋生態環境的污染問題日益顯著。石油污染物流入海洋后會對海洋生物的生長造成不利影響，危害當地海洋生態系統。覆蓋在海面上的油膜會阻礙海水的蒸發，影響大氣與水的熱交換，從而改變當地的水文和氣象條件。

原油在海面上運動的過程包括動力學(運動軌跡)過程和非動力學(風化)過程，這些過程統稱為行為歸宿。溢油的行為歸宿對災后油污清理以及預防方案的制定起著決定性作用，準確的運動軌跡和風化過程模擬能夠讓油污清理工作有效進行。油的運動軌跡受當地的風，海表洋流以及自身的擴散速率等因素的影響。原油進入海洋后，在短時間內能夠在海表面形成大面積油膜，并大概率隨著風和流的驅動作用飄向海岸，對當地海岸線附近的公共安全造成嚴重威脅。油的風化過程是一個復雜的物理化學性質變化過程，包括蒸發、溶解、乳化、生物降解等環節，這些過程會對油的密度、粘度、乳化含水率等物理性質和化學成分變化造成影響，從細節上影響著事故后續清理回收工作的進行。

為了便于油污的清理和事故預防管理，我們需要通過數值模擬方法，在短時間內獲取準確有效的溢油行為歸宿信息。本發明基于這一目的結合了兩個不同類型的溢油模型，構建出一種高效全面的溢油應急預測方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種海上溢油行為歸宿應急預測方法，本發明方法可以高效獲取溢油的運動軌跡和風化信息，將原本復雜的溢油行為過程簡化分割，通過用不同類型的溢油模型對同一事故進行模擬，分別得出未來一段時間內溢油的運動軌跡和風化的預測結果。本發明方法改進了原來對溢油事故模擬預測的過程復雜、時效性差等缺點。

本發明所采用的技術方案是：一種海上溢油行為歸宿應急預測方法，包括以下步驟：

步驟1，采用GOODS在線數據平臺獲取地形文件、風場預報數據和流場預報數據；

步驟2，將步驟1得到的地形文件、風場預報數據和流場預報數據輸入GNOME溢油軌跡模型，記錄不同時間節點的油膜位置信息，得出油膜軌跡圖像；

步驟3，讀取步驟1得到的風場預報數據和流場預報數據，根據步驟2得到的油膜位置信息，將每一時間節點的油膜位置對應到步驟1得到的風場預報數據和流場預報數據所組成的數據矩陣中，得到每一時間節點油膜所在位置的海面的風速風向和流速流向；同時，獲取當地海水的溫度和鹽度；

步驟4，將步驟2得到的油膜位置信息中所包含的到達海岸線的量，步驟3得到的每一時間節點油膜所在位置的海面的風速風向、流速流向和當地海水的溫度、鹽度，以及初始預估的溢油量和油品類型輸入ADIOS風化模型，得到溢油風化過程曲線圖；