[发明专利]一种大风条件下的船只废弃物对海滨浴场环境影响的预报方法

说明书

本发明提供了一种大风条件下的船只废弃物对海滨浴场环境影响的预报方法，以一套整合了SWAN波浪模型、FVCOM流场模型以及FVCOM泥沙模型的三维波‑流‑泥沙耦合模型为基础，来计算得到污染物扩散模型所需的流场与波浪场信息。其中三维波‑流‑泥沙耦合模型将采用WRF大气模型计算得到的风场数据作为表面强迫，并使用TPXO潮汐模型计算的潮汐信息作为模型边界的驱动条件。污染物扩散模将以拉格朗日例子追踪技术为基础，并整合了多种对应不同污染物类型的污染物扩散子模型，并且在油污扩散模型中充分考虑风对不同种类污染物运动的影响。

技术领域

本发明涉及海滨浴场环境预报领域，尤其是一种大风条件下的船只废弃物对海滨浴场环境影响的预报方法。

背景技术

影响海滨浴场环境的污染物质包括漂浮物、粪大肠菌群及石油类等，船只废弃物的排放也是这些污染物质的主要来源之一。船只废弃物被排出船体后可以跟随洋流运动很远的距离，并对途经的海滨浴场的环境造成严重的影响。数值模型手段已经被广泛应用于海上溢油及污染物的扩散模拟中，但是大多数数值模型在模拟污染物运动时没有区分污染物的种类，而是将污染物笼统地当做一类物质进行处理。而显然地，不同种类的污染物在运动过程中有着不同的性质，如粪大肠菌群与漂浮物污染物显然具有不同的运动形式。这样将所有的污染物当做一类物质来处理显然是不合理的，特别是在大风条件下，漂浮物类会受到风应力的直接驱动，而悬浮于水体的粪大肠菌群则更多地受到风生流及风引起的波浪的作用。因此有必要在进行污染物运动模拟中对污染物进行分类，并充分考虑大风条件下对不同种类污染物运动的影响。

发明内容

本发明提出了一个适用于数值模拟的污染物分类方法，根据污染物在水体的存在形式，将污染物分为四类：第一类为悬浮Ⅰ类，该类型的污染物以悬浮的形式存在于水体中，且其流体动力学性质与水质点相同，在运动时与水质点的运动同步，这类污染物以粪大肠菌为代表；第二类为悬浮Ⅱ类，该类型的污染物也是以悬浮的形式存在于水中，但是由于其自身物理性质与水质点区别较大，因此这类污染物在运动过程中并不是与水体质点同步运动，而是存在一定的差异，这类污染物以塑料袋等为代表；第三类为漂浮Ⅰ类，这类污染物主要以石油类污染物为主，其运动性质较为复杂，包括扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等物理机制；第四类为漂浮Ⅱ类，这类污染物也是以漂浮的形式进行运动，但是区别于石油类污染物，其物理化学性质较为稳定，其扩散、蒸发、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等过程可以忽略不计，这类污染物以漂浮于水面的泡沫为代表。

本发明分析了大风条件对这四类污染物不同的影响，并提出了一个充分考虑大风条件对不同类型污染物影响的数值模型。在该模型的基础上提出了大风条件下船只废弃物对海滨浴场环境影响的预报方法。

附图说明

图1是本发明的技术路线示意图，图2是四种不同类型的污染物的示意图。

具体实施方式

本发明将以一套整合了SWAN波浪模型、FVCOM流场模型以及FVCOM泥沙模型的三维波-流-泥沙耦合模型为基础，来计算得到污染物扩散模型所需的流场与波浪场信息。其中三维波-流-泥沙耦合模型将采用WRF大气模型计算得到的风场数据作为表面强迫，并使用TPXO潮汐模型计算的潮汐信息作为模型边界的驱动条件。污染物扩散模将以拉格朗日例子追踪技术为基础，并整合了多种对应不同污染物类型的污染物扩散子模型，并且在油污扩散模型中充分考虑风对不同种类污染物运动的影响。