天然气长输管道泄漏工况数值模拟

针对无风和有风情况下埋地天然气管道的管状扩散和渗透扩散泄漏过程建立了物理数学模型,使用Gambit软件对模型进行网格划分,运用计算流体软件Fluent进行数值模拟,研究了两种泄漏过程在不同时刻的扩散区域和安全避让区域,以及土壤渗透率对天然气泄漏扩散区域和浓度分布的影响。结果表明：天然气泄漏在有风情况下对地面扩散的影响更大,当风速增大到一定程度时,仅在泄漏口上风向存在安全区域;泄漏天然气穿过土壤层后剩余速度的大小决定了扩散高度、范围和气流形态,相对低渗透土壤,穿过高渗透率土壤层的天然气在空气中形成的扩散区域更大,扩散高度更高,但后期两者扩散范围基本相同。（图8,参10）     

海底输气管道泄漏对邻近海上平台的影响

为了研究海底输气管道泄漏对邻近海上平台的影响,应用三维CFD模拟软件KFX,以瞬态泄漏速率为输入,考虑气体在海面的释放面与平台的相对位置以及风向和风速的影响,对管道泄漏气体到达海面后引发火灾的发展过程及后果进行模拟。结果表明:对于海底管道在189 m水深发生的断裂泄漏,当气体在海面的释放面位于平台下方时,火灾对平台的影响很大,安全设施易受破坏,平台人员逃生面临较大困难,且发生事故升级的可能性较大;当气体在海面的释放面远离平台时,计算得到了不同风速条件下火灾最大水平影响距离。根据分析结果,针对海底管道泄漏事故,在事故确认、报警、救逃生及安全设计等方面提出了风险管理和应急准备建议。     

燃气管道泄漏扩散研究进展

中国燃气管道逐渐进入事故多发阶段,燃气泄漏会增加管道运行的安全风险,严重事故甚至会导致人员伤亡.通过调研燃气管道泄漏扩散的相关研究,分别从泄漏扩散模型、数值模拟、实验研究、土壤-大气耦合4个方面论述了燃气管道泄漏扩散的国内外研究进展.探讨并指出了当前燃气管道泄漏扩散研究存在的问题:已有研究多集中于相对简单的管廊及架空管...     

中缅原油管道澜沧江跨越段原油泄漏扩散数值模拟

中缅原油管道澜沧江跨越段是整个中缅原油管道的“咽喉工程”,确保其安全运行显得尤为重要。在相对于澜沧江跨越段下游的二维河流地图轮廓基础上,建立了跨越段溢油事故下游河道的二维计算域。采用SST k-omega湍流模型,结合追踪多相流界面的VOF方法,针对澜沧江不同水期、不同泄漏位置、不同泄漏方式共12种泄漏工况分别进行了模拟计算;将12种泄漏工况下泄漏到澜沧江的原油量均按照最大泄漏量进行处理,分析了泄漏油品在江面的扩散情况、沿河流流向的扩散距离,得出不同影响因素下原油在澜沧江中的扩散规律。模拟结果对于现场预判原油扩散的位置以及围油栏的投放具有参考价值,可为澜沧江跨越段溢油事故的应急处置及环境保护提供有力的技术支持。     

基于声学技术的红沿河核电站附近海域夏季水母通量测量

大量水母涌入核电站取水口会对核电冷源取水安全造成严重威胁,为把握夏季红沿河核电站附近海域水母的密度和基本运动规律,分别于2017年7、8、9月在红沿河核电站附近海域使用同时搭载科学探鱼仪(120、200 kHz)和多普勒流速剖面仪(ADCP)的调查船,沿垂直等深线方向进行25 h、10 n mile长垂直断面往复走航水母资源声学调查和潮流观测,并在次日昼间使用多锚张网进行水母样本采集;利用频差处理技术分离海月水母Aurelia aurita、沙蛰Nemopilema nomurai及浮游动物的叠加声学散射信号,使用回波积分法推定沙蛰和海月水母密度,并结合潮流数据计算水母通过调查断面的通量。结果表明:2017年7、8、9月份潮流流速最大值分别为0.80、0.70、0.65 m/s,流速随涨潮和落潮周期逐渐增大和减小;海月水母的平均密度高于沙蛰,二者7月分别为9.79、2.30 ind./m²,8月分别为11.05、1.51 ind./m²,9月分别为0.82、0.32 ind./m²;海月水母在7、8、9月份涨潮时平均通量分别为5.85、3.53、0.40 ind./(s·m²),落潮时平均通量分别为-2.84、-6.07、-0.36 ind./(s·m²),沙蜇在7、8、9月份涨潮时平均通量分别为1.45、0.44、0.17 ind./(s·m²),落潮时平均通量分别为-0.86、-0.76、-0.13 ind./(s·m²)。研究表明:水母通量与涨落潮流速变化具有相关性,能够较好地反映水母的移动趋势,并可作为核电站冷源生物监测预警的重要指标;水母在取水口外侧海域具有随机分布的特性,适合声学浮标监测。     

城市天然气管道动态泄漏扩散特性模拟分析

对城市天然气管道泄漏的动态特性进行研究,可以更好地预测泄漏气体的扩散危害后果和影响范围。通过对城市天然气管道动态泄漏过程及状态分析,建立了管道泄漏计算模型。根据动态泄漏速率的变化特征,将格林函数应用到流体扩散微分方程中,得到动态扩散的合成模型。结合实际案例进行数学模拟分析,得到不同条件和不同状态下的城市天然气泄漏扩散规律和危险区域。结果表明：管道泄漏比、风速及大气稳定度对城市天然气管道泄漏扩散均有影响,提高风速或增大泄漏比均会加大天然气泄漏扩散浓度分布范围,但当风速大于3m／s时,天然气向下风方向扩散范围反而减小;喷射火危害范围随风速的增大而增大,蒸汽云爆炸危害范围则随风速的增大而减小;风速较小时,蒸汽云爆炸伤害范围大于喷射火伤害范围,而当管道泄漏比较大、风速也较大时,喷射火伤害范围大于蒸汽云爆炸伤害范围,应根据不同情况确定应急疏散距离。（图6,表1,参11）     

城市天然气管道泄漏燃爆灾害评价

针对天然气管道泄漏所产生的燃烧或爆炸对运营单位造成的危害和损失,建立了评价泄漏事故后果新模型,列出了计算天然气泄漏量的小孔泄漏模型和管道断裂模型,提出了天然气泄漏的三种后果影响模型,应用高斯扩散模型模拟了气体泄漏可燃浓度的分布范围,给出了火灾热辐射危害半径的计算公式,参考传统的TNT当量法,建立了一种新的TNT当量系数法,计算爆炸冲击波的破坏作用。所建立的输气管道泄漏事故评价模型有利于在事故抢险救援过程中划定安全距离,确定危险区域半径,将事故引发的火灾或爆炸危害降到最低。     

油库罐区危险化学品的泄漏扩散实验

危险化学品在储运过程中发生泄漏扩散后会引起中毒、火灾、爆炸等灾害,其理化性质和特殊的扩散规律是决定事故灾害大小的主要因素。准确认识危险化学品泄漏扩散规律是制定应急救援预案和安全监管措施的基础。在实验室对油库罐区的重质危险化学品在不同泄漏位置和不同泄漏方向条件下的泄漏扩散过程进行模拟实验,结果表明:当罐组中心的罐发生泄漏时,气体容易在罐区聚集,扩散速度较慢;当罐组边缘的罐发生泄漏时,气体的扩散速度较快,影响范围大;泄漏方向为垂直向上或垂直向下时,气体容易在泄漏口周围的罐区聚集,其气体体积分数很快达到爆炸极限,危险性大。该研究结果可为制定危险化学品罐区应急救援预案提供参考。     

硝唑尼特对大黄鱼幼鱼的急性毒性试验

在水温25~27℃、p H值8.1~8.2条件下,将硝唑尼特溶解于二甲亚砜制成溶液,采用静水试验法研究硝唑尼特对大黄鱼幼鱼的急性毒性。试验结果表明:硝唑尼特对大黄鱼幼鱼24 h、48 h、72 h和96 h的半致死浓度(LC50)分别为6.69 mg/L、6.45 mg/L、5.64 mg/L和5.04mg/L;安全浓度为1.69 mg/L。硝唑尼特属高毒化学物质,但一般1 mg/L浸浴72 h即可有效驱除滋养体。因此,驱虫的有效浓度属安全浓度范围,在生产中使用是安全的。     

基于风洞平台实验的内浮顶罐油气泄漏扩散数值模拟

研究内浮顶罐油气泄漏扩散规律,对于加强环境污染控制、保障罐区安全具有重要意义。建立风洞实验平台,测试小型内浮顶罐风速及浮盘位置对蒸发损耗速率的影响,并考察了风场、浓度场分布规律。基于CFD数值模拟,使用UDF导入环境风,建立了内浮顶罐油气泄漏扩散的数值模型,并通过风洞实验数据验证其模拟的可行性。重点讨论了内浮顶罐外风场及风压分布规律、风速对内浮顶罐油气流场分布及油气扩散浓度的影响。结果表明:浮盘位置越低、风速越大,蒸发速率越快;罐壁的静压力分布规律为迎风侧最大、背风侧居中、罐两侧最小;不同风速下,罐内油气分布整体呈现对称状态;风速越小,油气质量浓度越高,浮盘缝隙处的油气质量浓度最高,并存在安全和环境污染隐患。研究成果对于内浮顶罐设计及运行维护、环保安全管理具有参考价值。     

基于GNOME的长江口锚地溢油模拟

基于GNOME溢油模型模拟长江口外锚地发生溢油时的漂移轨迹与扩散情况,先利用FVCOM建立潮流场,并选用主导风作为常风场,一起输入GNOME溢油模型,以中质原油为油种,模拟了100 t溢油量下、一个潮周期内涨急、涨憩、落急、落憩4个时段发生溢油后4 d中的溢油轨迹和最终分布,通过计算1 d的溢油扩散面积及距离来讨论风向与流场共同作用下对油膜漂移扩散的影响。结果表明:无风情形下溢油向西南方向扩散;西北风情形下的溢油均呈螺旋状向南扩散;东南风情形下的溢油除涨急时向北漂移外,其余均在杭州湾近上海海域振荡,部分吸附于上海岸线;1 d中西北风情形下的油膜质心漂移距离大于东南风下,溢油扩散面积上则相反。     

潮汐对长江口南支刀鲚仔稚鱼垂直分布及昼夜变化的影响

为了探讨潮汐对长江口南支刀鲚仔稚鱼的垂直分布及昼夜变化的影响,2017年5—9月在长江口南支的南北纵向断面设立2个站位点,采用大型仔稚鱼网(口径1.3 m,网目0.5 mm)在每月大潮期间依据潮汐(涨潮采样4次和退潮采样4次)逆流进行昼夜、表中层水平拖网,共拖网160次,采集刀鲚仔稚鱼369尾,发育阶段由前弯曲期仔鱼到稚鱼。表层刀鲚仔稚鱼平均密度(0.851尾/100 m~3)大于中层(0.145尾/100 m~3)。涨潮时前弯曲期仔鱼和弯曲期仔鱼密度,表层大于中层,白天大于夜间;退潮时表层大于中层,白天大于夜间。后弯曲期仔鱼的平均密度白天小于夜间,涨潮小于退潮;稚鱼白天涨潮的平均密度表层为0,中层为0.14尾/100 m~3,白天退潮表层为0.14尾/100 m~3,中层为0。研究结果表明:在涨潮和退潮时,前弯曲期和弯曲期仔鱼表层分布大于中层,后弯曲期仔鱼和稚鱼趋于中层分布;后弯曲期仔鱼和稚鱼白天涨潮时趋于中层,白天退潮时又趋于表层,夜间分布大于白天。     

潮汐对长江口南支仔稚鱼种类组成及密度影响

为探讨潮汐对长江口南支仔稚鱼群落的影响，本研究于2017年5月—2018年4月，在长江口南支的南北纵向断面设置两个站位点（St.1:N31°35.500′，E121°20.004′；St.2: N31°33.500′，E121°20.000′）,于每月大潮期间采用大型仔稚鱼网（口径1.3米，网目0.5mm）按潮汐定时昼夜进行“表、中层”水平拖网采样（涨潮采样4次，退潮采样4次）。全年总计拖网384次，共采集到仔稚鱼51,783尾，隶属于11科32种。优势种为：贝氏?（Hemiculter bleekeri）（占总尾数的87.05%），鲫鱼（Carassius auratus auratus）（占总尾数的3.45%），翘嘴鲌（Culter alburnus）（占总尾数的3.16%），子陵吻虾虎鱼（Rhinogobius giurinus）（占总尾数的2.16%），香?（Repomucenus olidus）（占总尾数的0.01%）。所采集的仔稚鱼发育阶段主要集中在前弯曲期，占总数的95.21%，其次为弯曲期4.54%，后弯曲期0.12%，稚鱼期0.12%,卵黄囊期仅占0.01%。平均密度分析结果表明，长江口南支水域各月平均密度在一定程度上受“涨退潮”影响，涨潮平均密度大于退潮，其中7月涨潮、退潮的平均密度均为全年最高，分别为2609.3尾/1000m3和1316.1尾/1000m3，2月涨潮及1－3月退潮时平均密度最低，均为0.1尾/1000m3。体长分布结果表明，长江口南支贝氏?、鲫、翘嘴鲌、子陵吻虾虎、香?五个优势种的体长分布均不同程度的受潮汐、昼夜、表中水层变化影响，除子陵吻虾虎鱼外，其余4种仔稚鱼的体长分布均表现为夜间高于白天，五种仔稚鱼的年间分布均表现出了明显的月间变化。发育阶段分析结果表明，除前弯曲期外，5个优势种均表现出在退潮时弯曲期仔稚鱼的平均密度高于涨潮时，退潮时后弯曲期仔稚鱼低于涨潮时。生态类型分析结果表明，淡水、半咸水、近海三种生态类型的鱼类在涨潮时的总体捕获量均大于退潮时。相关性分析结果表明，溶氧量、温度与平均密度之间存在显著相关性，盐度与平均密度之间无显著相关性。     

长江口南支仔稚鱼数量随潮汐变化的研究

2015年3月至2016年3月,在长江口南支江面上设置8个站位点,每月大潮期间用大型仔稚鱼网(1.3 m口径,0.5 mm网目)进行水平拖网,年间共拖网171网次,共采集仔稚鱼74 689尾,隶属于12科39种,5月到9月的丰富度较高,涨潮时的丰富度大于退潮,物种数以6、7月最多,密度以7月最高。贝氏(Hemiculter bleekeri,53.4%)为最优势种,其次为子陵吻虾虎鱼(Rhinogobius giurinus,12.65%),翘嘴鲌(Culter alburnus,8.38%),鳊鱼(Parabramis pekinensis,7.18%)、青鱼(Mylopharyngodon piceus,6.55%)和有明银鱼(Salanx ariakensis,4.63%)。涨潮时全年共渔获仔稚鱼39种,退潮时共渔获23种,并且各月份涨潮时的种类数均大于退潮时的种类数,St.6至St.8各站点涨潮时的密度均大于退潮时的密度。在St.7站位点进行中层拖网,在种类组成上与表层差异不明显,但多样性均不如表层。     

长江口南支水域刀鲚仔稚鱼数量变动的研究

为了探明长江口南支刀鲚仔稚鱼的丰度和分布变化,2014年3-9月在长江口南支设置8个站点,采用大型仔稚鱼网(口径1.3 m,网目0.5 mm)在每月大潮期间按月进行表层水平拖网。共拖网91网次,采集刀鲚仔稚鱼1 270尾,体长范围为3.56~50.88 mm,发育阶段由卵黄囊期仔鱼期到稚鱼期。其中涨潮期间采集刀鲚仔稚鱼1 013尾,平均密度0.27 ind/m3,平均体长10.00 mm。其中St.8密度最高,达0.268ind/m3,平均体长为9.44 mm。退潮期间采集刀鲚仔稚鱼163尾,平均密度0.01 ind/m3,平均体长为20.08 mm。St.8昼夜调查表明,夜间采集刀鲚94尾,涨潮期间密度为0.056 ind/m3,小于白天涨潮密度,退潮期间密度为0.003 ind/m3,小于白天退潮密度,涨潮平均体长为13.86mm,大于白天;夜间退潮平均体长为22.01 mm,与白天相当。比较沿岸碎波带研究结果,长江口南支出现的刀鲚仔稚鱼个体较小,有必要加强对江面刀鲚早期资源漂流水域的保护。     

长江口南支水域刀鲚仔稚鱼资源量的年度变化

为了进一步探明长江口南支刀鲚(Coilia nasus)仔稚鱼的分布和丰度变化,2018年6-10月在长江口南支设置8个站点,采用大型仔稚鱼网(口径1.3m,网目0.5mm)在每月大潮期间按月进行表层水平拖网调查,研究结果与2014年、2015年同水域和同期的研究结果比较,旨在揭示长江口南支刀鲚仔稚鱼资源的年度变化。本研究共拖网58网次,采集刀鲚仔稚鱼4611尾,平均密度0.123 ind./m3,体长范围3.1～61.74mm,发育阶段从前弯曲期到稚鱼期,其中前弯曲期仔鱼(3.1～18.12mm)最多,占总数86.19%,其次是弯曲期仔鱼(4.9～24.05mm),占8.5%,后弯曲期仔鱼(9.75～30.36mm)和稚鱼(24.22～61.7mm),分别占4.6%和0.72%。白天涨潮采集刀鲚仔稚鱼4271尾,平均体长11.18mm,平均密度0.169 ind./m3,退潮时采集336尾刀鲚仔稚鱼,平均体长10.52mm,平均密度(0.029 ind./m3)低于涨潮密度;St.8夜间涨退潮调查显示,涨潮密度(0.005 ind./m3)大于退潮密度(0.002ind./m3)。三年间刀鲚仔稚鱼发育阶段组成,2014年以卵黄囊期仔鱼为主,2015年和2018年均以前弯曲期仔鱼为主。各年刀鲚仔稚鱼出现的持续时间和高峰期基本相似,主要在6-8月出现,9-10月出现量极少。三年仔稚鱼密度分布表明,各站位点以及各月平均密度差异均不显著(P＞0.05)。     

厦门港海上交通信息公共服务平台的设计

为了船舶进出厦门港的安全航行，本平台通过分析厦门港通航环境，采用了卫星遥感影像图技术、IBMR全景图（虚拟三维）的航行背景图显示与AIS信息的综合显示等新技术，在互联网上发布厦门港最新助航设施、航道锚地、码头泊位、水深、全景图、水文气象、海事信息服务和AIS信息等各类船舶助航信息．该项目能够帮助船舶用户获取厦门港的海上交通信息，为进出厦门港的船舶安全航行服务，从而减少海事事故的发生．     

内陆碳酸盐型盐碱水域移殖对虾的可能性试验

通过碱度对淡化南美白对虾幼虾的急性毒性试验和对虾在天然盐碱泡水域的生存能力观察，探讨内陆碳酸盐型盐碱水域移殖对虾的可能性。结果表明：碱度对淡化南美白对虾幼虾毒性作用的半有效浓度（EC50）为2．78mmol／L，24，48，96h的半致死浓度（屿）分别为12．94，11．89，11．65mmol／L，安全浓度（SC）为3．10mmol／L。淡化南美白对虾幼虾和中国对虾成虾在天然盐碱泡水域可分别存活5．5h和3h。盐度不是内陆碳酸盐型盐碱水域移殖对虾的限制因素，高碱度、高pH、主要离子组成及其比例不适和水质类型差别则是不可逾越的障碍。     

陆上输油管道溢油扩散规律及泄漏后果研究进展

输油管道一旦泄漏不但会造成直接经济损失,而且将对周围环境、沿线居民带来不利影响,掌握泄漏油品在周围环境中的渗流、地表扩散以及蒸发情况,对于开展管道应急处理和泄漏后果评价至关重要。结合陆上输油管道泄漏事故特点,从事故条件下的泄漏量、泄漏油品的流动扩散规律以及泄漏后果等方面入手,对成品油管道泄漏油品研究成果进行了归纳总结,同时为进一步研究泄漏油品在周围环境的扩散过程,预估泄漏后果并制定合理的应急处理方案提出了建议。