基于GIS的海上泄漏化學(xué)品行為數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著海上化學(xué)品運輸、轉(zhuǎn)存量的不斷增加,化學(xué)品泄漏風(fēng)險也日益增加,對海上泄漏化學(xué)品行為進行合理、可信的數(shù)值模擬并將其結(jié)果直觀地顯示是目前應(yīng)急輔助決策和風(fēng)險評估的關(guān)鍵技術(shù).因此利用地理信息系統(tǒng)(GIS)強大的空間數(shù)據(jù)分析顯示功能,進行基于GIS的海上溢漏化學(xué)品行為數(shù)值模擬研究具有重要的理論意義和實用價值.在分析了國內(nèi)外潮流模擬、近海水域環(huán)境污染擴散數(shù)值模擬以及GIS在海洋科學(xué)等領(lǐng)域的研究應(yīng)用現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,根據(jù)海上溢漏化學(xué)品的行為特點,采用Mo

2、nte-Carlo法分別建立了不同類型的化學(xué)品在大氣中揮發(fā)擴散、水面漂移擴展和水下溶解擴散的數(shù)值模擬模型,并通過對海氣相互作用的研究,確立海洋一大氣耦合模型,從而能夠全方位地計算模擬溢漏化學(xué)品在海洋和大氣中的行為動態(tài).為了給數(shù)值模擬過程迅速提供必要的流場和風(fēng)場動力條件,該文分別建立了近海多開邊界三維潮流快速預(yù)報模塊和風(fēng)場插值預(yù)報模塊.首先應(yīng)用伴隨算子法從岸邊驗潮站資料估計外海開邊界條件,然后用ADI法進行三維潮流計算,并用干濕法處理動邊

3、界,最終將計算結(jié)果以調(diào)和常數(shù)形式存儲成圖層文件用以預(yù)報潮流場;風(fēng)場預(yù)報是采用插值法將監(jiān)測站位風(fēng)場資料插值生成海面10米風(fēng)場,外推到垂向各層的風(fēng)場,并診斷形成三維風(fēng)場.為提高數(shù)值模擬的應(yīng)用性,該文采用GIS組件技術(shù)(MapX)和面向?qū)ο箝_發(fā)環(huán)境(Visual Basic),將上述數(shù)值計算模型與地理信息系統(tǒng)進行了嵌入式緊密集成,初步形成了應(yīng)用軟件系統(tǒng).實現(xiàn)了GIS支持下的坐標(biāo)和投影變換、計算網(wǎng)格劃分、水深和棲息地數(shù)據(jù)庫的調(diào)用、等值線繪制等功