[发明专利]一种多个固定化学风险源预测预警和应急控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学风险源预测预警和应急控制方法，尤其是一种多 个固定化学风险源预测预警和应急控制方法，属于化学风险源预测与控制 领域。

背景技术

对单个化学风险源的预测预警目前的技术比较成熟。但在一些重大活 动中，要保护特定目标，我们又无法知晓众多的化学风险源到底哪个会发 生事故？理论上任何一个化学风险源都有发生事故的可能，通常的办法是 等发生事故之后，根据事故的地点和源强进行危害评估。如果这样的话， 为了满足应急时效性的需要，通常采用定常假设条件下的Gauss模型。Gauss 模型虽然计算速度较快，但只适用于平坦地形和均匀下垫面条件，而重大 活动和化学风险源通常是在城市或复杂地形，Gauss模式就难以满足要求。 虽然也有研究者将Gauss模式进行改进，在不同地形和不同下垫面加上一 定的修正系数，但即使这样也很难描述复杂地形和复杂下垫面对扩散的实 际影响。因此，要相对准确地对化学风险源进行预测预警，能够描述复杂 地形和复杂下垫面的数值模式是必然的途径。随着数值气象预报的发展， 使得对单个化学风险源的危害预测预警得以实现，即进行实时气象场预报， 一旦发生事故后，就直接调用已经预报好的气象场进行扩散模拟，在几分 钟之内就可以得到化学事故危害的数值预报结果。但在重大活动中需要同 时考虑多个固定的风险源对保护目标的风险度，常规方法就无法实现了。 比如，北京市奥运会开幕式时要保护鸟巢的安全，北京地区2000多个固定 化学风险源都存在潜在的危害。如果用常规方法的话，需要对各个源逐一 进行计算，得出每个源对鸟巢的风险度。这样需要进行2000多次情况的计 算，若每种情况的计算时间为3分钟，，则需要耗时100多小时，显然这满 足不了实时预测预警的需求。有没有只需要一次计算就得出所有化学风险 源的风险度分布并可以根据当前气象观测数据实时提供风险源预测预警数 据和应急控制呢？本技术方案提出的方法解决了这一难题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本技术方案公开了一种多个固定化学风险源 预测预警和应急控制方法，用于预测多个固定化学风险源对保护地区的危 害预警级别。

本技术方案所述一种多个固定化学风险源预测预警和应急控制方法， 包括用于存储有毒物质的毒性和物理化学性质的毒物数据库，用于储存化 学风险源的位置信息和源强信息的危险源数据库，本方法包括如下步骤：

步骤1：确定保护目标所处地理位置，将该位置的GIS数据转换为标量 坐标数据；

步骤2：应用全球尺度的背景场作为气象场数值预报模式初始场和边界 条件，通过多层网格嵌套，根据步骤1得到的保护目标所处区域的标量坐 标数据，通过滚动并行计算，获得未来时刻保护目标所在区域的气象场数 值预报结果。

当所用的气象场数值预报模式的分辨率较低，满足不了化学危害预测 预警的精度需求，则将产生的预报结果作为初步气象场数值预报结果，再 应用分辨率更高的气象场数值预报模式进行更精细的预报，即双层模式气 象场数值预报；

步骤3：将保护目标所处区域内气象观测网的实时观测数据跟步骤2所 得的气象数值预报结果进行数据同化，使得出的气象场与实际气象情况更 加吻合；

步骤4：将步骤3同化得到的气象场中的所需要的气象数值预报结果， 包括但不限于三维风场、湍流场，输入到扩散伴随模式，解出伴随变量的 时空分布场，然后计算风险函数，获得多个化学风险源对保护目标所处位 置的风险度；根据化学风险源的位置和源强确定其风险度的具体方法如下：

①当(x_i，y_i，z_i)位置的化学风险源在t_i时刻发生突然泄漏，持续时间不长， 将该化学风险源作为瞬间点源来处理，得到风险函数J_i，并用J_i的大小作为 风险度D_i

D_i＝J_i＝Q_ic^*(x_i，y_i，z_i，t_i)