陆上管道油品泄漏对水体影响的判别方法

摘要

本发明是一种陆上管道油品泄漏对水体影响的判别方法，涉及其它类不包括的测量、污水的处理和管道系统技术领域。本判别方法依次为：1)泄漏模拟数据准备；2)泄漏位置准备与泄漏量计算；3)泄漏漫流评价；4)泄漏汇流评价；5)水文数据准备；6)流域影响性判别；7)危险管段判别；8)结束。本发明能够确定泄漏路径、识别可能受到影响的水源地并能识别危险管段；并采用地图的方式对分析结果进行展示，其展示手段直观、易于理解。

主权项

一种陆上管道油品泄漏对水体影响的判别方法，其特征是它依次为：1)泄漏模拟数据准备；所述泄漏模拟数据准备包括判断用于计算泄漏模拟数据是否完整，数据内容有地面高程数据、地表植被、建筑物分布、管道本体参数；2)泄漏位置准备与泄漏量计算；所述泄漏位置准备与泄漏量计算是根据泄漏模拟数据，进行多个泄漏场景的设置，包括泄漏位置的选择、泄漏量的计算；所述泄漏位置选择，即根据选定管道，沿管道均匀布置泄漏模拟点，或根据管道周边的地形、地貌、水文分布情况随机布点；所述泄漏量计算，即根据制定的泄漏模拟点，结合上下游截断阀距离、管道高程、输送压力、泄漏孔径尺寸、时间参数，计算泄漏量；计算公式参照经验泄漏模型，如下所示：①V_R＝min{V₀+γ₀t₁/ρ,V₀+γ_Rt₁/ρ}当d_hole＞0.005m时，或V_R＝γ_Rt₂/ρ当d_hole≤0.005m时；其中，V_R为泄漏量，单位m³；V₀为两个截断阀之间的油量，单位m³；γ₀为油品流动速度，单位kg/s；γ_R为油品泄漏速度，单位kg/s；t₁为管道发生泄漏到关闭截断阀的时间，单位s；t₂为管道发生泄漏到停止泄漏的时间，单位s；ρ为油品密度，单位kg/m³；②${\gamma }_R=C_{d}A\rho \sqrt{\frac{2(p+p_0+\rho gh)}{\rho }}$其中，γ_R为油品泄漏速度，单位kg/s；C_d为液体泄漏系数；A为裂口面积，单位m²；p为容器内介质压力，单位Pa；p₀为环境压力，单位Pa；g为重力加速度，为9.8m/s；h为裂口之上液位高度，单位m；3)泄漏漫流评价；所述泄漏漫流评价为依据地形、地势、地表植被、泄漏量的数据，模拟泄漏油品在地面的扩散过程，计算泄漏范围；以初始泄漏位置为起点，参照泄漏量、临近地形、坡度、地表植被、建筑物密度判别油品的漫流方向；判别油品的漫流方向的过程以数字高程模型DEM为基础，考虑研究区域周边所有方向的地势落差情况，识别所有地势低于评价区域的低点，并依据这些地势低点的落差比率，判别泄漏油品的流向和流量；该判别油品的漫流方向的过程，通过识别初始位置周边的地势低点，经过循环迭代的方式，依次找出漫流的边界点，具体过程如下所示：该判别以数字高程模型DEM为基础，其中每个方格内的数值代表地面高程；①初始位置选择；②第一次漫流过程：依据初始位置周边的地势落差，选择该位置周边的地势低点作为漫流影响的像元；③第二次漫流过程：依据第一次漫流过程的结果，选择边界点为第二次漫流的起始位置，选择周边的地势低点作为漫流影响的像元；④按照此种方式，依次寻找漫流边界点，得最终分析结果；本方法将评价区域周边所有地势低点纳入分析范围之内，充分考虑周边所有方向的落差，其结果呈面状分布，能够很好的再现泄漏油品在地面的漫流分布状况；4)泄漏汇流评价；所述泄漏汇流评价是以漫流评价结果为基础，计算泄漏油品在各个地势低洼地的汇集情况；判别泄漏汇流评价的过程以数字高程模型DEM为基础，识别评价区域范围内的洼地，依据漫流的结果，计算漫流范围内各个洼地汇集情况；当单个洼地的汇集量超出洼地的容积后，油品外溢并再一次进行漫流评价，直至各个洼地的汇集油品停止外溢；该判别泄漏汇流评价的过程，通过分析初始位置周边的地势高点，经过循环迭代的方式，依次找出汇流的边界点，具体过程如下所示：该判别示例以数字高程模型为基础，其中每个方格内的数值代表地面高程；①初始位置选择；②第一次汇流过程：依据初始位置周边的地势落差，选择该位置周边的地势高点作为汇集的像元；③第二次汇流过程：依据第一次汇集过程的结果，选择边界点为第二次汇流的起始位置，选择周边的地势高点作为漫流影响的像元；④按照此种方式，依次寻找汇流点，得最终分析结果；本方法利用数字高程模型DEM，判别区域内油品可能汇集的洼地，并计算各个洼地汇集泄漏油品的上限值，以此为依据判断是否再次进入漫流评价过程；根据泄漏油品漫流、汇流评价的结果，确定油品的泄漏范围；5)水文数据准备，所述水文数据准备是判断水文数据是否完整，水文数据准备包括水流走向、水流流量、水系分布数据的准备；6)流域影响性判别，所述流域影响性判别是依据泄漏范围判别的结果，以空间位置信息为基础，将上述判别结果与水文数据进行叠加，判别出直接影响的水域，即处于泄漏范围之内的水域；同时，利用水系之间的连通性，参照直接影响的水域，找出可能间接影响的水域；7)危险管段判别，所述危险管段判别是依据泄漏位置、泄漏范围、影响水体，识别I、II类危险点，形成管道危险段；本模型将泄漏位置分为2类：I类泄漏位置为距离河流距离较近的泄漏点；II类泄漏位置为距离河流较远的泄漏点；8)结束。