化實(shí)驗(yàn)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(duì)水質(zhì)影響的縮比仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果更新和完善溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。 第1. 4水質(zhì)評(píng)估分析模塊及數(shù)據(jù)庫(kù)包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)換算校正模型及數(shù)據(jù)庫(kù)和適用區(qū)域 影響評(píng)估模型及數(shù)據(jù)庫(kù)，形成了估算風(fēng)化實(shí)驗(yàn)水質(zhì)指標(biāo)濃度變幅調(diào)整因子和縮比仿真比 值、評(píng)估區(qū)域溢油或溢油風(fēng)險(xiǎn)油膜覆蓋區(qū)域范圍和進(jìn)入水體的溢油量及其不同時(shí)段水質(zhì)指 標(biāo)濃度變幅、單因素指標(biāo)及綜合指標(biāo)影響程度和面積的水質(zhì)影響評(píng)估模型系統(tǒng)。2. 采用權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，其特征在于具體實(shí)驗(yàn)方法如下： 第2. 1根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的需要選擇合適的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)和時(shí)間，架設(shè)特制的露天溢油風(fēng)化模 擬裝置，定量添加所需要的實(shí)驗(yàn)用水（海水、河水或配水等），采用水質(zhì)取樣分析模塊分析 測(cè)試實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)指標(biāo)的環(huán)境背景值。 第2. 2根據(jù)溢油風(fēng)化模擬裝置的水體表面積及水深、實(shí)驗(yàn)油品的粘度、密度及其常見 油膜厚度，采用油品及分散劑計(jì)量添加模塊計(jì)算溢油風(fēng)化模擬實(shí)驗(yàn)需要添加的油品體積和 重量，自動(dòng)計(jì)量和添加實(shí)驗(yàn)油品以及需要時(shí)的溢油分散劑。 第2. 3啟動(dòng)溢油風(fēng)化模擬裝置的水流模擬推水系統(tǒng)，根據(jù)需要設(shè)定推水板往復(fù)移動(dòng)速 度及間歇時(shí)間，在縮比仿真環(huán)境中模擬溢油的風(fēng)化過(guò)程（包括添加溢油分散劑時(shí)的分散作 用）以及對(duì)水質(zhì)的影響，同時(shí)采用水質(zhì)取樣分析模塊按照一定的時(shí)間間隔分析測(cè)試水質(zhì)指 標(biāo)。 第2. 4采用溢油案例比對(duì)模塊及數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索出與實(shí)驗(yàn)油種和溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)條件較為 相似的溢油案例，提取其水質(zhì)監(jiān)測(cè)等真實(shí)數(shù)據(jù)。 第2. 5采用水質(zhì)評(píng)估分析模塊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)換算校正模型及數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)第2. 4步驟檢 索出的溢油案例水深和油膜厚度對(duì)風(fēng)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行源項(xiàng)和水體容量的換算，以及不同水 質(zhì)指標(biāo)濃度變幅調(diào)整因子的反推或校正，判別溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)縮比仿真效果，必要時(shí)更換溢 油案例或調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，重復(fù)上述相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟，優(yōu)化縮比仿真效果。 第2. 6采用適用區(qū)域匹配模塊及數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索出與區(qū)域溢油（或溢油風(fēng)險(xiǎn)）的油種和 環(huán)境條件綜合匹配的溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)提取區(qū)域環(huán)境條件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及真實(shí)溢油 或溢油風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)數(shù)據(jù)。 第2. 7采用水質(zhì)評(píng)估分析模塊的適用區(qū)域影響評(píng)估模型及數(shù)據(jù)庫(kù)，利用第2. 6步驟檢 索出的溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及區(qū)域環(huán)境條件等數(shù)據(jù)，首先判別溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)的仿真模擬效 果，在符合不失真判別準(zhǔn)則的前提下，評(píng)估適用區(qū)域溢油或溢油風(fēng)險(xiǎn)對(duì)環(huán)境水質(zhì)的單因素 指標(biāo)及綜合指標(biāo)的影響，包括影響的程度、面積、持續(xù)時(shí)間等，如果有可利用的真實(shí)溢油相 關(guān)數(shù)據(jù)，則對(duì)評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步保證評(píng)估結(jié)果的可靠性。 第2. 8水質(zhì)取樣分析模塊的縮比仿真效果判別模塊采用與第2. 5相同的方法反推水質(zhì) 指標(biāo)濃度變幅調(diào)整因子和判別溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)縮比仿真效果，并在達(dá)到不失真縮比仿真效果 時(shí)，將水質(zhì)濃度變幅的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還原換算為適用區(qū)域溢油后真實(shí)環(huán)境的水質(zhì)濃度變幅。 第2. 9溢油風(fēng)化模擬達(dá)到預(yù)定結(jié)束時(shí)間，完成最后一次水質(zhì)指標(biāo)分析測(cè)試及必要的重 復(fù)實(shí)驗(yàn)后，關(guān)閉各實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源，采用小型收油機(jī)回收實(shí)驗(yàn)用油，請(qǐng)有資質(zhì)的處理機(jī)構(gòu)抽走 實(shí)驗(yàn)水池內(nèi)含油廢水，對(duì)拆卸后的溢油風(fēng)化模擬裝置進(jìn)行專業(yè)清洗，晾干后儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，其特征在于，第2. 4所述的溢油案例數(shù)據(jù) 庫(kù)包括溢油品種、粘度、密度、油膜厚度及面積、泄漏量、泄漏時(shí)間、地點(diǎn)、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(cè)等數(shù)據(jù)，所述溢油案例比對(duì)模 塊中的實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)包括溢油風(fēng)化模擬實(shí)驗(yàn)的水深、油膜厚度、水流流速及波浪、水 質(zhì)、光照、水質(zhì)指標(biāo)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(duì)模塊中相似 比對(duì)檢索優(yōu)化模塊的相似比對(duì)檢索優(yōu)化方法為： 第3. 1進(jìn)行溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)油種與溢油案例油種及其粘度、密度、油膜厚度的相似比對(duì)， 檢索出與實(shí)驗(yàn)油種較為相似的溢油案例； 第3. 2進(jìn)行溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)條件與相似溢油案例環(huán)境條件的相似比對(duì)，檢索出較為相似 的溢油案例提取其水質(zhì)監(jiān)測(cè)等真實(shí)數(shù)據(jù)； 第3. 3根據(jù)水質(zhì)評(píng)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(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，其特征還在于，第2. 5所述水質(zhì)評(píng)估分析模 塊的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)換算校正模型用于判別溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)縮比仿真效果的具體分析方法如下： 第4. 1根據(jù)檢索出的溢油案例水深和油膜厚度，對(duì)風(fēng)化實(shí)驗(yàn)水質(zhì)濃度變幅進(jìn)行源項(xiàng)和 水體容量換算，換算公式為：這里，AC" Lhk為經(jīng)源項(xiàng)和水體容量換算的風(fēng)化實(shí)驗(yàn)水質(zhì)濃度變幅；H ^為溢油案例水 域水質(zhì)采樣點(diǎn)平均水深；Hf3,k為第k油種風(fēng)化實(shí)驗(yàn)水深；1\為溢油案例水域油膜厚度；T f^kS 第k油種風(fēng)化實(shí)驗(yàn)油膜厚度；Ctvj,k為第k油種風(fēng)化實(shí)驗(yàn)第j種水質(zhì)指標(biāo)的本底濃度；C k 為第i時(shí)段第j種水質(zhì)指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)濃度。 第4. 2根據(jù)檢索出的溢油案例水質(zhì)濃度變幅監(jiān)測(cè)結(jié)果，反推水質(zhì)指標(biāo)的濃度變幅調(diào)整 因子和平均縮比仿真比值，反推公式為：這里，M1, ]>k為第k油種風(fēng)化實(shí)驗(yàn)第i時(shí)段第j種水質(zhì)指標(biāo)濃度變幅調(diào)整因子；△ C" L ,,k:第k油種溢油案例水域第j種水質(zhì)指標(biāo)第i時(shí)段環(huán)境濃度變幅；：第k油種第j種 水質(zhì)指標(biāo)的環(huán)境濃度變幅與風(fēng)化實(shí)驗(yàn)濃度變幅的平均縮比仿真比值；C1, ]>k含義同第 4. 1〇 第4. 3進(jìn)行風(fēng)化實(shí)驗(yàn)縮比仿真效果的判別及優(yōu)化，判別準(zhǔn)則公式為：這里，SSE,,k為風(fēng)化實(shí)驗(yàn)中第j種水質(zhì)指標(biāo)的縮比仿真效果，含義同第4. 2。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，其特征還在于，第2. 6所述的溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)庫(kù)包括風(fēng)化實(shí)驗(yàn)的油品特性信息、風(fēng)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件信息、分時(shí)段水質(zhì)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果 等數(shù)據(jù)，所述的區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括區(qū)域溢油及其溢油風(fēng)險(xiǎn)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)域匹配模塊的搜索匹配檢索步驟如下： 第5. 1進(jìn)行溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)油種與區(qū)域溢油及其溢油風(fēng)險(xiǎn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 第5. 2進(jìn)行溢油風(fēng)化實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)提取區(qū)域環(huán)境條件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，其特征還在于，第2. 7所述水質(zhì)評(píng)估分析模 塊的適用區(qū)域影響評(píng)估模型用于評(píng)估溢油對(duì)環(huán)境水質(zhì)影響的具體分析方法為：根據(jù)適用區(qū) 域匹配模塊提取的風(fēng)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和待評(píng)估區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算待評(píng)估區(qū)域溢油（或溢油 風(fēng)險(xiǎn)）的油膜覆蓋面積、進(jìn)入水體溢油的重量、分階段水中含油量濃度變幅、超過(guò)分類標(biāo)準(zhǔn) 影響區(qū)域面積，計(jì)算公式如下：這里，為待評(píng)估區(qū)域溢油（或溢油風(fēng)險(xiǎn)）在第i時(shí)段的油膜覆蓋面積；為待評(píng)估區(qū)域溢油（或溢油風(fēng)險(xiǎn)）在第i時(shí)段的溢出規(guī)模；為待評(píng)估區(qū)域溢 油（或溢油風(fēng)險(xiǎn)）最大油膜厚度、油品密度；Clp C2p C3p Cl為待評(píng)估油種重度、中度、輕 度、其他污染區(qū)油膜厚度調(diào)整因子；A C' WlhkS根據(jù)風(fēng)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算的第i時(shí)段水中含 油量環(huán)境濃度變幅；Ctvj, k、C1, j>k為第k匹配油種風(fēng)化實(shí)驗(yàn)第j種水質(zhì)指標(biāo)的本底濃度和第 i時(shí)段實(shí)驗(yàn)濃度為第k油種風(fēng)化實(shí)驗(yàn)第i時(shí)段水中含油量濃度變幅調(diào)整因子；H 札、1；,14的含義同第4.1;為待評(píng)估區(qū)域第i時(shí)段溢油回收量（或風(fēng)險(xiǎn)溢油預(yù)期回 收量）為待評(píng)估區(qū)域第i時(shí)段入水溢油量；為溢油對(duì)非封閉水域 水質(zhì)造成超第η類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的影響區(qū)域面積；Scilhn為第η類水中含油量水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；C' 〇,011 為待評(píng)估區(qū)域第j種水質(zhì)指標(biāo)的背景濃度；F1,k:第k匹配油種第i時(shí)段水質(zhì)影響系數(shù)。 至此，模擬溢油風(fēng)化對(duì)水質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法可以完成近海和內(nèi)河關(guān)注區(qū)域包括 了溢油量、水面油膜、水深、水流及波浪、自然光照等風(fēng)化條件、溢油風(fēng)化及分散水質(zhì)濃度變 化等影響因素的縮比仿真模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)環(huán)境濃度變幅定量還原換算與分階 段水質(zhì)影響程度及范圍的分析評(píng)估。
【專利摘要】一種模擬溢油風(fēng)化對(duì)水質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法。包括：縮比仿真溢油風(fēng)化對(duì)水質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)裝置、溢油案例比對(duì)模塊及數(shù)據(jù)庫(kù)、適用區(qū)域匹配模塊及數(shù)據(jù)庫(kù)、水質(zhì)評(píng)估分析模塊，以及專用的實(shí)驗(yàn)方法，用于在縮比仿真環(huán)境中模擬溢油風(fēng)化(包括溢油分散)對(duì)水質(zhì)的影響，并將特定油品和縮比仿真環(huán)境條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還原換算為同類溢油在真實(shí)環(huán)境風(fēng)化中造成的分階段水質(zhì)指標(biāo)變幅及影響程度和范圍。本發(fā)明為科學(xué)地認(rèn)識(shí)溢油及其分散后的環(huán)境歸宿與危害，開展溢油環(huán)境影響評(píng)價(jià)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，積極有效地采取污染防備、應(yīng)急處置、環(huán)境修復(fù)對(duì)策措施提供實(shí)驗(yàn)技術(shù)支持。
【IPC分類】G01N33/18
【公開號(hào)】CN105181919
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510514675
【發(fā)明人】喬冰, 鄒云飛, 田玉軍, 吳宣, 宋志國(guó), 石敬, 劉春玲, 肖峰, 劉曉峰, 蘭儒, 李春潮
【申請(qǐng)人】交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日