水深Hp,k、實驗油品的粘度、密 度A3。,k及其常見油膜厚度Tp,k,按式-1計算出縮比仿真模擬中的實驗油品添加重量WSp,k, 并可在需要時按式-2計算溢油分散劑(用量系數(shù)為Ad,m)的添加重量WDp,m,或按式-3計算 能仿真溢油分散劑效果的替代油品(水中溶解度為Sp,k,飽和系數(shù)為Ag,k)的添加重量WS'。, k,并自動計量和向?qū)嶒炈剌斔蛯嶒炗推贰?陽030] WSe,k=ASeXA3e,kXTe,k式-1 陽0川WDe,m=Ad,mXWSe,k式_2 陽0巧WS'e,k=ASeXA3eXTe,k+Se,kXASeXHe,kXAs,k式_3
[0033] 所述水質(zhì)取樣分析模塊包括對實驗水體水質(zhì)指標的取樣分析單元和探測分析單 元,W及專用的縮比仿真效果判別模塊,其中,取樣分析單元帶有專用輸送計量累(8),自 實驗水池自動計量抽取一定體積的水樣并輸送至儲樣瓶,經(jīng)帶至實驗室采用標準方法分析 COD、BODs、含油量等水質(zhì)指標,探測分析單元選用集水溫、鹽度、pH、溶解氧、濁度、電導(dǎo)率檢 測傳感器及顯示器為一體、經(jīng)權(quán)威機構(gòu)檢測認證合格的多功能水質(zhì)測試儀巧),在溢油風(fēng)化 模擬實驗期間,按照一定的時間間隔分析測試水質(zhì)指標;縮比仿真效果判別模塊根據(jù)水質(zhì) 指標的實驗濃度變幅(第k油種第j種水質(zhì)指標第i時段實驗濃度Ci, ,,k與其背景濃度c。, ,,k之差)、同類油品和環(huán)境條件下的真實溢油事故濃度變幅AC' 1,W(第r油種第j種水 質(zhì)指標第i時段實測濃度與其背景濃度之差),第k油品風(fēng)化實驗水深Hp,k與真實環(huán)境水深 Hr的比值、第k油品風(fēng)化實驗油膜厚T度與其在真實環(huán)境中油膜厚度Tr的比值,按式-4 反推第k油種風(fēng)化實驗第i時段第j種水質(zhì)指標濃度變幅調(diào)整因子Ml, ,,k,按式-5計算第 k油種風(fēng)化實驗第j種水質(zhì)指標的平均縮比仿真比值在符合不失真判別準則的前 提下,按式-6將縮比仿真實驗結(jié)果還原換算為適用環(huán)境的真實環(huán)境水質(zhì)指標變幅A用于后續(xù)適用環(huán)境的溢油水質(zhì)影響評估。
[0037] 該水質(zhì)取樣分析模塊的縮比仿真效果判別模塊根據(jù)判別風(fēng)化實驗中第j種水 質(zhì)指標的縮比仿真不失真效果的判別準則為:1化含1:20為好;1:20>:^>1:200或 1:0.1>:^>1:0.5為較好;1:200>:^或而化巧有待優(yōu)化。對于有待優(yōu)化的水質(zhì)指 標,有必要進行風(fēng)化實驗相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化W及重新開展實驗,直到該水質(zhì)指標的縮比仿真 不失真效果達到好或較好后,再將水質(zhì)指標的實驗成果還原換算為適用的真實環(huán)境中發(fā)生 同類溢油后一定時間段的濃度變幅,用于后續(xù)的溢油水質(zhì)影響評估。
[0038] 所述溢油案例比對模塊及數(shù)據(jù)庫包括了溢油案例比對數(shù)據(jù)庫、實驗條件優(yōu)化數(shù)據(jù) 庫和相似比對檢索優(yōu)化模塊(10),用于為油品及分散劑計量添加模塊提供經(jīng)相似比對檢索 適宜的實驗油品油膜厚度、水中溶解度及飽和系數(shù)等參數(shù);為水質(zhì)取樣分析模塊、水質(zhì)評估 分析模塊反推水質(zhì)指標濃度變幅調(diào)整因子、計算縮比仿真比值、驗證分析評估結(jié)果準確性 提供同類油品和環(huán)境條件下的真實溢油事故環(huán)境參數(shù)和水質(zhì)濃度變幅、油膜厚度、面積等 參數(shù);W及根據(jù)水質(zhì)評估分析模塊判別的縮比仿真不失真效果及其優(yōu)化建議,更新和完善 實驗條件優(yōu)化數(shù)據(jù)庫。
[0039] 所述適用區(qū)域匹配模塊及數(shù)據(jù)庫包括了溢油風(fēng)化實驗數(shù)據(jù)庫、區(qū)域風(fēng)險基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 庫和實驗適用匹配模塊(11),用于為水質(zhì)取樣分析模塊計算真實環(huán)境溢油(或溢油風(fēng)險) 水質(zhì)指標變幅、水質(zhì)評估分析模塊評估溢油對水質(zhì)影響的程度和范圍,提供經(jīng)匹配適宜的 影響評估區(qū)域水深和溢油(或溢油風(fēng)險)規(guī)模等參數(shù),W及匹配的溢油風(fēng)化實驗數(shù)據(jù);根據(jù) 水質(zhì)取樣分析模塊提供的溢油風(fēng)化對水質(zhì)影響的縮比仿真實驗結(jié)果更新和完善溢油風(fēng)化 實驗數(shù)據(jù)庫。
[0040] 所述水質(zhì)評估分析模塊及數(shù)據(jù)庫包括了實驗數(shù)據(jù)換算校正模型及數(shù)據(jù)庫和適用 區(qū)域影響評估模型及數(shù)據(jù)庫(12),用于向溢油案例比對模塊的相似比對檢索優(yōu)化模塊提供 縮比仿真不失真效果及其優(yōu)化建議;根據(jù)適用區(qū)域匹配模塊提供的經(jīng)匹配適宜的影響評估 區(qū)域溢油(或溢油風(fēng)險)及環(huán)境狀況和溢油風(fēng)化實驗數(shù)據(jù),評估適用區(qū)域溢油不同階段水 質(zhì)濃度變幅的影響程度和面積,需要和可能時根據(jù)溢油案例比對模塊提供的適宜溢油案例 信息對評估結(jié)果進行驗證。
[0041] 該溢油風(fēng)化對水質(zhì)影響的模擬實驗系統(tǒng)組成示意圖,見圖1所示。
[0042] 所述溢油案例比對模塊中的溢油案例比對數(shù)據(jù)庫包括溢油品種、粘度、密度、油膜 厚度及面積、泄漏量、泄漏時間、地點、環(huán)境條件(水深、水流、氣溫、水溫、光照)、溢油分散 及回收處置情況、水質(zhì)監(jiān)測等數(shù)據(jù);所述溢油案例比對模塊中的實驗條件優(yōu)化數(shù)據(jù)庫包括 溢油風(fēng)化模擬實驗的水深、油膜厚度、水流流速及波浪、水質(zhì)、光照、水質(zhì)指標濃度變幅調(diào)整 因子及其縮比仿真比值等;所述溢油案例比對模塊中相似比對檢索優(yōu)化模塊的檢索優(yōu)化方 法為:在溢油案例比對數(shù)據(jù)庫中首先進行溢油風(fēng)化實驗油種與溢油案例油種及其粘度、密 度、油膜厚度的相似比對,檢索出與實驗油種較為相似的溢油案例,之后再進行溢油風(fēng)化實 驗條件與相似溢油案例環(huán)境條件的相似比對,檢索出較為相似的溢油案例提取其水質(zhì)監(jiān)測 等真實數(shù)據(jù),為后續(xù)水質(zhì)取樣分析模塊判別縮比仿真效果,為后續(xù)水質(zhì)評估分析模塊判別 及優(yōu)化縮比仿真效果、驗證溢油對水質(zhì)影響的評估分析結(jié)果提供依據(jù),根據(jù)水質(zhì)評估分析 模塊提供的縮比仿真效果判別結(jié)果和優(yōu)化建議,更新和完善實驗條件優(yōu)化數(shù)據(jù)庫。該溢油 案例比對模塊組成示意圖,見圖2所示。
[0043] 所述適用區(qū)域匹配模塊中的溢油風(fēng)化實驗數(shù)據(jù)庫包括風(fēng)化實驗的油品特性信息、 風(fēng)化實驗環(huán)境條件信息、分時段水質(zhì)指標測試結(jié)果等數(shù)據(jù);所述適用區(qū)域匹配模塊中的區(qū) 域風(fēng)險基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括區(qū)域溢油及其溢油風(fēng)險的品種和規(guī)模、逐月氣溫光照水溫水質(zhì)水深 等基礎(chǔ)數(shù)據(jù);所述適用區(qū)域匹配模塊中的實驗適用匹配模塊的匹配方法為:在溢油風(fēng)化實 驗數(shù)據(jù)庫中首先進行溢油風(fēng)化實驗油種與區(qū)域溢油及其溢油風(fēng)險的油種適宜匹配,檢索出 油種及其粘度、密度、油膜厚度較為相似的溢油風(fēng)化實驗數(shù)據(jù),之后再進行溢油風(fēng)化實驗與 區(qū)域環(huán)境條件的環(huán)境適宜匹配,挑選出與區(qū)域水流、氣溫、水溫、光照、水質(zhì)背景等綜合匹配 的溢油風(fēng)化實驗數(shù)據(jù),同時提取區(qū)域環(huán)境條件基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為后續(xù)的水質(zhì)取樣分析模塊將縮 比仿真實驗結(jié)果還原換算為適用環(huán)境的真實水質(zhì)指標濃度變幅,和水質(zhì)評估分析模塊進行 水質(zhì)影響程度和范圍的評估分析提供支持。該適用區(qū)域匹配模塊組成示意圖,見圖3所示。
[0044] 所述水質(zhì)評估分析模塊中的實驗數(shù)據(jù)換算校正模型的分析方法為:在溢油案例比 對模塊和適用區(qū)域匹配模塊運行的基礎(chǔ)上,根據(jù)檢索出的溢油案例水深和油膜厚度對風(fēng)化 實驗數(shù)據(jù)進行源項和水體容量的換算,W及不同水質(zhì)指標濃度變幅調(diào)整因子的校正,進而 根據(jù)溢油案例和風(fēng)化實驗的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果估算縮比仿真比值,必要時給出溢油風(fēng)化實驗參 數(shù)優(yōu)化W及重新開展實驗的建議;所述水質(zhì)評估分析模塊中的適用區(qū)域影響評估模型的分 析方法為:在縮比仿真效果符合不失真判別準則的前提下,根據(jù)適用區(qū)域溢油或溢油風(fēng)險 的油品種類、溢出規(guī)模、應(yīng)急處置情況或能力、水質(zhì)背景和水深,評估不同厚度油膜覆蓋區(qū) 域面積、進入水體的溢油量及其不同時段水質(zhì)濃度變幅,進而分析單因素水質(zhì)指標及綜合 指標影響的程度和面積。該水質(zhì)評估分析模塊流程示意圖,見圖4所示。 陽045] 所述水質(zhì)評估分析模塊的評估分析方法如下:
[0046] 第1步,實驗數(shù)據(jù)換算校正模型根據(jù)檢索出的溢油案例水深和油膜厚度對風(fēng)化實 驗水質(zhì)濃度變幅進行源項和水體容量換算,具體步驟為:(1)獲得溢油案例水域水質(zhì)采樣 點平均水深Hf和第k油種風(fēng)化實驗水深Hk: (2)獲得溢油案例水域油膜厚度Tf和第k油 種風(fēng)化實驗油膜厚度T。,k: (3)獲得第k油種風(fēng)化實驗第j種水質(zhì)指標的背景濃度C。,,,k和 第i時段實驗濃度Ci, ,,k; (4)按式-7獲得經(jīng)源項和水體容量換算的風(fēng)化實驗水質(zhì)濃度變幅AC" i',.k。
[0047]
式-7
[0048] 第2步,實驗數(shù)據(jù)換算校正模型根據(jù)檢索出的溢油案例水質(zhì)濃度變幅監(jiān)測結(jié)果, 進行風(fēng)化實驗縮比仿真效果的判別及優(yōu)化,具體步驟為:(1)獲得溢油案例水域第j種水質(zhì) 指標第i時段環(huán)境濃度變幅AC' 1, ,,f; (2)按式-8反推第k油種風(fēng)化實驗第i時段第j 種水質(zhì)指標濃度變幅調(diào)整因子Ml, ,,k; (3)按式-5計算第k油種第j種水質(zhì)指標的環(huán)境濃度 變幅與風(fēng)化實驗濃度變幅的平均縮比仿真比值(4)根據(jù)按式-9~式-11判別風(fēng) 化實驗中第j種水質(zhì)指標的縮比仿真效果SSE,,k; (5)依據(jù)縮比仿真效果的判別結(jié)果,對于 有待優(yōu)化的水質(zhì)指標,提出水深、油膜厚度、水流條件、環(huán)境條件等風(fēng)化實驗相關(guān)條件的優(yōu) 化W及選擇更加適宜的實驗時間和地點重新開展實驗的建議,待縮比仿真效果達到(或非 常接近)好或較好后,再進行實驗成果在溢油水質(zhì)影響評估中的應(yīng)用。
[0053] 第3步,適用區(qū)域影響評估模型根