基于水动力特性的海上溢油动态回收技术研究

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1、学号：12104410常州大学硕士学位论文基于水动力特性的海上溢油动态回收技术研究研究生张乐指导教师竺柏康学科、专业名称油气储运工程研究方向油气回收及其污染控制2015年04月StudyofMarineOilSpillDynamicallyRecoveryTechnologyBasedonHydrodynamicCharacteristicsADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByZhangLeOilandGasStorageandTransportationEngineeringDissertationSuperviso

2、r:Prof.ZhuBai-kangApril.2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复

3、印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要随着我国油气资源的持续紧缺，石油对外依存度也逐渐攀升，海上石油运输量持续增长。海洋石油运输已经成为一种重要的石油及石油制品运输方式。油船靠泊码头进行接卸油作业和码头上输油管的操作不当，极易造成油品泄漏，油品一旦泄漏，将对海洋生态环境、人类健康和社会经济发展造成一系

4、列的巨大影响和不可挽回的损失。码头区域溢油具有泄漏规模小、受水文条件影响明显、对码头设施污损严重等特征。目前国内外采用的溢油回收器械多为处理开放水域大型海上溢油事故所用，在事故发生后通过回收船或其他动力设备载到事故海域对溢油进行回收，一般采用围油栏配合溢油回收装置的处理工艺。采用小型自航式海上溢油回收装置能够针对近岸油船溢油事故的特点，基于溢油预警信号对溢油进行自动定位，自动导航至目标海域对溢油进行回收，具有现实意义。本文通过构建浮码头模型和高桩梁板式码头模型，对不同环境条件下码头区域的溢油运动情况进行了数值模拟，分析了溢油控制的重点区域，并提出了一种特别适用于码头区域溢

5、油回收的小型自航式海上溢油回收装置，并对该装置样机的回收效率进行了实验测试和结果验证。本文主要研究结果如下：1.采用二维潮流数学模型对潮流场的连续性方程和动量方程进行了描述，同时引入了风应力方程，使数值模型更加完善；2.分别针对浮码头和高桩梁板式码头的不同结构形式，构建了6种不同环境条件下的溢油运动模型进行数模运算；3.对数模运算结果进行了定性分析。通过模拟可知，发生在浮码头区域的溢油事故，溢油重点围控区域为码头侧部及码头内侧区域；对于发生在高桩梁板式码头区域的溢油，溢油重点围控区域为码头内侧、梁板下部和码头两侧靠近岸线处；4.提出一种采用码头溢油预警系统配合溢油回装置进

6、行码头区域溢油回收的动态溢油回收技术，并设计出了一种特别适用于此区域内溢油回收的小型自航式海上溢油回收装置；5.对回收装置样机的回收效率进行了实验验证。实验结果表明，该回收装置可用于复杂环境条件下的溢油回收，平均回收效率达91.9%。关键词:水动力特性；溢油；动态回收；码头ABSTRACTWiththecontinuingshortageofmarinedevelopmentstrategyandtheriseofoilandgasresources,thegradualriseofoffshoreoilandgasresourcedevelopment,graduall

7、yrisingdependenceonforeignoil,offshoreoiltransportvolumecontinuestogrow.Subseapipelinetransportationisbecominganimportantmodeoftransportationofpetroleumandpetroleumproducts.Oiltankersberthingimproperloadingandunloadingoperationsontheoilpipelineandterminaloperations,