环境风险评价中危险气体扩散模式计算方法研究

论文摘要

随着我国国民经济的快速发展,石油化学工业愈来愈成为国民经济的支柱产业,化学品与人民生活的关系越来越密切。其中易燃易爆及毒性气体在生产储运过程中的泄漏扩散事故越来越多,已成为当今世界普遍关注的环境和安全问题。对这些危险气体的泄露扩散过程进行模拟,能在其泄漏事故发生后,及时、迅速、有效、直观地对危险气体泄漏扩散事故过程危险区域做出准确的预测并以此为依据制定相应的应急措施非常关键。因此,对环境风险评价中危险气体扩散模式计算方法研究有重要意义。作者通过查阅大量文献,研究和分析了现有的危险气体泄漏扩散各种数值模型(高斯烟羽模型、高斯烟团模型、BM模型、Sutton模型及FEM3模型等),并详尽介绍了影响危险气体扩散的主要因素。根据当前国内外的实际研究状况及各模型的优缺点,认为高斯扩散模型在危险气体泄漏事故应急领域中的应用较为普遍,因此选择高斯模型来进行其数值模拟的研究。本文采用比较普及的Excel电子表格软件对高斯模型进行模拟。在Excel文档中,选择工具、宏、Visual Basic编辑器,进入到VBA编程环境中;插入一个新的模块;添加代码等手段完成计算程序的编写。然后在Excel环境中简单输入几个数据及拖动Excel的填充柄填充大量相同数据,就可马上得出计算结果。最后通过氯气事故性泄露的例子计算,可以看出原本大量繁杂的数据处理工作,通过Excel很快就能算出结果,并且其准确可靠。目前在大气环境影响评价中,国内普遍应用比较成熟的《大气环评助手》(EIAA)等软件,而在大气环境风险评价领域中尚未有普及的相关软件,希望藉以此文提供一种思路、一种方法,为风险评估计算提供方便。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 环境风险评价概述
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 气体扩散模拟软件的类型
• 1.3.2 大气环评助手（EIAA）的开发与应用
• 1.4 研究的内容和意义
• 2 污染物在大气中扩散模式的研究现状
• 2.1 危险气体泄漏的源项分析
• 2.1.1 瞬时源、连续源的确定
• 2.1.2 气体泄漏速率
• 2.2 影响泄漏气体扩散的主要因素
• 2.2.1 泄放状态对气体扩散的影响
• 2.2.2 气象条件因素
• 2.2.3 地表情况
• 2.2.4 泄漏源位置
• 2.2.5 泄漏气体密度
• 2.3 危险气体泄露扩散模型
• 2.3.1 高斯模型（Gaussian plume/puff model）
• 2.3.2 BM（Britter and Mc Quaid）模型
• 2.3.3 Sutton模型
• 2.3.4 FEM3（3-DFiniteElementModel）模型
• 2.4 本章小结
• 3 危险气体高斯扩散模型的计算机模拟研究
• 3.1 模拟评价方法的概念
• 3.2 Excel及VBA语言简介
• 3.3 应用 Excel模拟高斯扩散模式
• 3.3.1 对高斯烟团模式的模拟
• 3.3.2 对高斯烟羽模式的模拟
• 3.4 本章小结
• 4 实例应用
• 4.1 氯气的危害
• 4.1.1 中毒性危害
• 4.1.2 腐蚀性危害
• 4.1.3 燃爆性危害
• 4.1.4 环境危害
• 4.1.5 泄漏事故处理困难
• 4.2 氯气的泄漏扩散事故
• 4.2.1 短时快速泄漏事故计算
• 4.2.2 长时间缓慢泄放事故计算
• 4.2.3 对比结论
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢