三峡库区突发水污染事故的数值模拟及风险评估研究

【摘要】：三峡库区的水质安全对国民经济发展和社会稳定具有重要影响,研究三峡库区突发水污染事故及风险评估对三峡库区乃至长江流域水质安全应急管理具有重要的现实意义和学术价值。本文研究三峡突发水污染事故污染物质在水体中的运移特征,突发水污染事故动态风险评估方法。 本文的主要研究工作如下: 对研究区域进行三维流体动力学模拟,分析研究区域流场在水平和垂面上的分布规律和特征;以选择断面流速计算值与实测值的一致度验证模型的可靠性。实验测定溢油事故后污染物质的降解参数与环境安全风险,研究事故后油污毒性随空间、时间的变化,计算和分析污染物质的消减与水质的恢复。 研究江中突发溢油污染事故污染物运移特性以及采取应急措施后污染物的消减机理。数值模拟库区在缓流、准静态和急流三种状态下溢油扩散与衰减特性,以浮油、粘附油和弥散油三种油污形式分析污染后果;研究破碎浪、溢油方式以及不同油质对油污存在形式、扩散区域、污染浓度和停留时间的影响;基于油污扩散区域和浓度的数值模拟结果,提出相应的应急措施;进一步模拟采取应急措施后,污染物质的衰减特征和机理。 研究岸边突发细菌及危化品污染事故后基于数值模拟结果的应急措施选择和采取措施后污染物质的衰减机理。基于实地调研危险源信息,数值模拟突发细菌和危化品污染事故后污染物质在水体中的运移特征;分别研究不同污染物质的理化特性,数值模拟污染物扩散区域和污染物质浓度在水体中的停留时间,提出相应的应急措施,并模拟采取应急措施后水体中污染物质的衰减和水质恢复规律。 建立基于数值模拟结果的三峡库区突发水污染事故的动态风险评估模型。运用主逻辑图理论识别事故致灾因子,基于实时水文条件下数值模拟结果对风险因子进行量化赋值,采用层次分析法计算因子风险度,运用模糊判定理论区划风险类别。研究准静态水流条件下江中溢油事故、急流条件下细菌污染事故、急流条件下铬渣污染事故的风险值及风险级别,并讨论相应应急不及时事故的动态风险值和风险级别。 【关键词】：突发水污染事故 数值模拟 风险评估 三峡库区
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X524;X820.4
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 概述9-11
• 1.2 研究现状11-17
• 1.2.1 突发水污染事故的类别11
• 1.2.2 突发水污染事故的研究方法11-15
• 1.2.3 水污染事故风险评估方法15-17
• 1.3 研究目的、研究内容和技术路线17-19
• 1.3.1 研究目的17
• 1.3.2 研究内容和技术路线17-19
• 2 河道流场数值模拟19-31
• 2.1 物理模型19-22
• 2.2 计算模型22-25
• 2.2.1 计算假设22-23
• 2.2.2 时间积分23-24
• 2.2.3 空间离散24-25
• 2.3 模型验证25-29
• 2.4 本章小结29-31
• 3 突发溢油污染事故数值模拟31-69
• 3.1 概述31
• 3.2 溢油模型31-34
• 3.2.1 浮油32
• 3.2.2 粘附油32-33
• 3.2.3 弥散油33-34
• 3.3 实验测定34-46
• 3.3.1 实验背景34-35
• 3.3.2 材料和方法35-40
• 3.3.3 结果与分析40-46
• 3.4 溢油事故扩散数值模拟46-63
• 3.4.1 缓流条件下溢油事故扩散的数值模拟46-51
• 3.4.2 准静态流速条件下溢油事故扩散的数值模拟51-60
• 3.4.3 急流条件下溢油事故扩散的数值模拟60-63
• 3.5 采取应急措施后污染物质衰减的数值模拟63-66
• 3.5.1 应急措施建议63-64
• 3.5.2 采取应急措施后污染物质衰减的数值模拟64-66
• 3.6 本章小结66-69
• 4 突发细菌及危化品污染事故数值模拟69-91
• 4.1 危险源分布69-71
• 4.2 突发细菌污染事故模拟71-76
• 4.2.1 细菌水污染计算模型71-72
• 4.2.2 细菌水污染事故数值模拟72-76
• 4.3 突发危化品污染事故模拟76-88
• 4.3.1 危化品水污染计算模型76-77
• 4.3.2 突发铬渣污染事故模拟77-82
• 4.3.3 突发农药污染事故模拟82-88
• 4.4 本章小结88-91
• 5 基于数值模拟的动态风险评估91-111
• 5.1 基于数值模拟的动态风险评估模型91-96
• 5.1.1 致灾因子辨识92
• 5.1.2 风险评估模型92-93
• 5.1.3 风险度计算93-95
• 5.1.4 动态风险评估95-96
• 5.2 模型应用96-110
• 5.2.1 突发溢油污染事故动态风险评估96-102
• 5.2.2 突发细菌污染事故动态风险评估102-106
• 5.2.3 突发铬渣污染事故动态风险评估106-110
• 5.3 本章小结110-111
• 6 结论与展望111-115
• 6.1 论文的主要结论111-113
• 6.2 论文的主要创新点113-114
• 6.3 展望114-115
• 致谢115-117
• 参考文献117-129
• 附录129-140
• A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录129
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录129-131
• C. 问卷—纸质版131-137
• D. 问卷—英文电子版137-140

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