基于時(shí)態(tài)GIS的封存CO2泄漏擴(kuò)散模擬系統(tǒng)研究.pdf

1、碳捕集與封存（CCS）作為一項(xiàng)具有大規(guī)模碳減排潛力的技術(shù)，有望成為未來全球應(yīng)對氣候變化、實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要手段。然而CO2地質(zhì)封存存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)，CO2地質(zhì)封存的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與管理因此受到越來越多的關(guān)注。CO2泄漏擴(kuò)散模擬可為風(fēng)險(xiǎn)管理提供依據(jù)，但是現(xiàn)有模擬系統(tǒng)和封存場地之間的空間關(guān)聯(lián)性很弱，使得空間表達(dá)單調(diào)、空間分析能力小，應(yīng)急處置決策缺乏直觀性。時(shí)態(tài)GIS具有強(qiáng)大的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)管理、時(shí)空表達(dá)與分析功能，將時(shí)態(tài)GIS技術(shù)引入到CO2泄漏風(fēng)險(xiǎn)管

2、理，既可實(shí)現(xiàn)對CCS海量監(jiān)測時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的管理，又能實(shí)現(xiàn)對CO2泄漏擴(kuò)散過程的時(shí)空動(dòng)態(tài)模擬，將模擬結(jié)果和真實(shí)封存場地空間關(guān)聯(lián)，可有效提高風(fēng)險(xiǎn)分析和管理手段，并且為CCS預(yù)警管理系統(tǒng)提供了決策依據(jù)。
　　首先，通過對封存CO2泄漏擴(kuò)散模擬時(shí)空數(shù)據(jù)特點(diǎn)的分析，針對目前幾種典型時(shí)空數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)，建立了適用于封存CO2泄漏擴(kuò)散模擬的基態(tài)修正模型，并采用面向?qū)ο蟮姆椒▉韺?shí)現(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組織管理。然后，通過對比與分析，選擇改進(jìn)的高斯瞬時(shí)泄漏模

3、型為本系統(tǒng)的CO2擴(kuò)散模型，并以緊密集成方式實(shí)現(xiàn)CO2擴(kuò)散模型與組件GIS的集成。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了封存CO2泄漏擴(kuò)散模擬TGIS系統(tǒng)的框架、時(shí)空數(shù)據(jù)庫以及系統(tǒng)功能等。系統(tǒng)功能包括通用GIS功能、時(shí)態(tài)GIS功能和系統(tǒng)輔助管理功能，其中時(shí)態(tài)GIS功能是系統(tǒng)的核心功能，包括擴(kuò)散模擬、動(dòng)態(tài)模擬、時(shí)態(tài)查詢和空間分析四個(gè)模塊。最后，將封存CO2泄漏擴(kuò)散模擬TGIS系統(tǒng)應(yīng)用到鄂爾多斯地質(zhì)封存區(qū)CO2泄漏擴(kuò)散模擬中。根據(jù)鄂爾多斯地質(zhì)封存區(qū)的氣象條件、