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鸭绿江公路大桥溢油漂移扩散三维数值模拟

2012-10-31陈士谦朱建荣

华东师范大学学报(自然科学版) 2012年6期

陈士谦, 朱建荣

(华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室,上海 200062)

0 引 言

为了增进中朝友谊,促进中朝交流,鸭绿江浪头港附近将建造连接中国和朝鲜的公路大桥(见图1).鸭绿江公路大桥建成后,因桥墩的存在,将增大船舶航运的危险.若发生原油泄漏事故,会对周围水域生态环境产生严重的后果,特别是会污染上游丹东市取水口(四道沟取水口、丹东造纸厂取水口和燕窝取水口),影响居民生活及工业用水的安全.因此,研究鸭绿江公路大桥在发生溢油事故后油膜漂移扩散,可为溢油事故的处理提供油膜面积、到达取水口时间和油膜厚度变化等数据,对鸭绿江环境的保护和取水的安全具有实际意义.

图1 鸭绿江河口示意图Fig.1 Sketch map of the Yalu Estuary

目前预测溢油事故发生后油膜漂移扩散的主要方法是数值模拟,一般以垂向平均的二维数值模式为主[1-5].二维数值模式不能真实的反映风生流产生的垂向上的显著变化,从而会影响模拟油膜扩散的精度.近年来,三维模式也逐渐开始运用于油膜扩散的计算中[6-10],三维模式能提供较为真实的风生流垂向变化,能更为准确地模拟表层流场对溢油漂移扩散的作用.本文基于改进的三维数值模式 ECOM-si[11],加入油膜计算模块[12,13],计算鸭绿江大桥发生溢油事故后油膜的输移.

2 数值模式设置和验证

2.1 模式设置

模式的计算区域包括整个鸭绿江河口,上边界位于荒沟水文站,外海开边界西至123.6°E,东至124.6°E,南到39.4°N(见图2).模式最高网格……

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