[发明专利]一种基于水面漂浮物迁移轨迹的清污工程布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水面漂浮物迁移轨迹预测。特别是涉及一种基于水面漂浮物迁移轨迹的清污工程布置方法。

背景技术

随着水上运输业的快速发展，水上事故的风险也越来越高。船舶集中航行和停泊的水域，船舶的排放或泄露，都会产生大量漂浮物。水面漂浮物包括浮油、垃圾、植物残骸等，具有污染范围大、破坏时间长、扩散和漂移速度快等特点。漂浮物在水面上形成的大面积(油)膜阻隔正常的水气交换过程，影响生物链的循环，破坏生态平衡，恶化水体质量。漂浮物不仅影响水质和水面清洁，还会威胁到水运安全和景观。因此，快速准确的预测水面漂浮物迁移范围，及时清除水面漂浮物，对于水运安全、生态环境保护和景观提升都起着重要的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于水面漂浮物迁移轨迹的清污工程布置方法，利用水动力模型与粒子扩散模型预测控制区域漂浮物运动轨迹，优选最佳淸污位置和清污设备，指导清污工程，消除漂浮物污染以及突发事故影响。

本发明所采用的技术方案是：一种基于水面漂浮物迁移轨迹的清污工程布置方法，包括如下步骤：

1)确定清污区域，绘制清污区域边界；

2)建立清污区域水动力模型；

3)水动力模型的率定；

4)在清污区域内选定污染控制区，并在污染控制区建立示踪粒子追踪模型；

5)构建水面漂浮物扩散空间数据库，确定水面漂浮物和突发事故的重点清污区域，

6)确定最佳清污工程位置，在时间上分析水面漂浮物运动轨迹及迁移方式，选择高密度水面漂浮物轨迹负荷位置，在不同位置布置清污设备，通过水面漂浮物清除数量比较不同位置清污效果，从而确定最佳清污工程位置。

步骤1)所述的清污区域边界，是根据卫星图及区位图绘制已确定的清污区域的清污区域边界。

步骤2)所述的水动力模型，是通过对清污区域进行网格剖分，结合水深地形数据及气象信息进行构建。

步骤3)所述的水动力模型的率定，首先设置潮位边界条件及初始条件，对清污区域进行水动力模拟，结合实际监测资料，对水位、流速、流向进行验证，并调节底部粗糙度、风遮蔽系数、水平涡流粘度。

所述的初始条件包括清污区域的水位条件、底部粗糙度、风遮蔽系数和水平涡流粘度。

步骤4)所述的建立示踪粒子追踪模型，是在水动力模型的基础上在污染控制区布设用于模拟水面漂浮物的示踪粒子，结合风况条件，利用拉格朗日粒子追踪模型对水面漂浮物的迁移轨迹进行模拟。

步骤5)是通过对水面漂浮物粒子追踪结果分析，在空间上确定水面漂浮物迁移轨迹和影响区域，构建水面漂浮物扩散时空数据库，确定水面漂浮物和突发事故的重点清污区域。

本发明的一种基于水面漂浮物迁移轨迹的清污工程布置方法，实现了水面漂浮物和突发事故漂浮物扩散轨迹和扩散范围的迅速准确识别，合理安排清污工程位置，指导布置清污设施，有效降低水面漂浮物造和突发事故造成的环境损失，提高了应对漂浮物和突发事故漂浮物的应急处理能力和清污效果。本发明可以广泛应用于河流、湖泊以及海洋水面等地表水漂浮物清污控制区域选取。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是案例中不同位置安置清污工程的清污效果示意图；

图3是图2中局部放大示意图。

图中：

A：第一区域          B：第二区域

C：第三区域          1：第一清污工程位置

2：第二清污工程位置  3：第三清污工程位置

4：第四清污工程位置  5：第五清污工程位置

6：第六清污工程位置  7：第一防波堤

8：第二防波堤

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的一种基于水面漂浮物迁移轨迹的清污工程布置方法做出详细说明。

本发明的一种基于水面漂浮物迁移轨迹的清污工程布置方法，是一种基于水动力模型与粒子扩散模型预测控制区域内漂浮物迁移轨迹，构建水面漂浮物迁移时空数据库，从而实现短时最佳漂浮物清除区域确定，获取清污设备布置重点区域，提高清污工程效能，为消除水面漂浮物污染物对水域航行安全、水质和景观等不利影响的有效方法。

本发明的一种基于水面漂浮物迁移轨迹的清污工程布置方法，包括如下步骤：

1)确定清污区域，绘制清污区域边界；

所述的清污区域边界，是根据卫星图及区位图绘制已确定的清污区域的清污区域边界。

2)建立清污区域水动力模型；