长江三峡库区典型江段万州段突发性水污染事件应急系统.ppt

,长江三峡库区典型江段（万州段） 突发性水污染事件应急系统,长江三峡库区典型江段（万州段）,突发性水污染事件应急系统,武汉大学 二五年十月,立项意义,我国水环境状况不容乐观 突发污染事故频次增多 主要在：化学品泄漏；危险品翻船；农药 施肥不当三方面,化学品生产厂事故性泄漏 2000年1月27日福建闽江上游沙溪河段边某乐果农药厂车间生产线发生事故，大量剧毒品（三甲基二硫代磷酸酯）泄漏，河中漂着1000吨死鱼。农药顺流而下，十公里。,2005年11月13日，中石油吉化公司双苯厂胺苯车间发生爆炸事故。哈尔滨市停止供水4天。,2003年12月23日重庆开县天然气“井喷”造成180余人死亡；特大井喷事故造成的直接经济损失已达六千四百三十二万余元人民币。,运输危险品时撞车翻船 我国50年大庆庆典之际，北京某县某运输剧毒化学品氰化钾的车辆翻到湖中，惊动了中央。立即派人做了妥善处理，对渗漏到湖中的氰化钾进行围追堵截，最终没有造成人畜伤亡,施用农药不当 1996年5月底，陕西省安康地区铁路沿线路基杂草疯长，影响火车正常安全行驶。铁路部门沿线喷洒除草剂“森草净”。没想到不久天降大雨，农药被雨水冲到路基旁的排水沟内，又流到河中，灌到稻田里，森草净不但除去了杂草，把稻苗也给除了，受害面积达84公顷，损失57万元。,这类突发污染事件来的突然，防不胜防；事态严重，如不当机立断正确处置，会影响较多人的生命安全。社会动荡，政治影响也大。 目前，三峡库区尚未建立防止污染应急反应体系，防污染设施、设备的建设和装备基本处于空白局面，自身的应急反应能力十分薄弱。,突发污染事件频频发生,造成恶劣环境问题,突发污染事故 预警预报系统,数据层 模型层 动态链接传输 界面显示,突发污染事故预警预报系统,遥感数据,历史资料,人工输入,自动采集,其它来源,人工输入,空间数据库,标志号,属性数据库,系统,OpenGL(三维),MO(二维),水质模型,水质评价,界面,排污口动态删除,DLL,长江三峡库区突发性水污染事件应急管理系统结构图,重要断面检测,常规GIS功能,系统结构,基本理论与技术,1. 地理信息系统：以地理空间数据库为基础 ，提供多种空间和动态的地理信息 。基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出 2.水质评价：采用单项指标评价法对水质进行评价分类,3.水质预测模型 基本理论：连续性方程、动量方程以及污染物对流扩散方程 连续性方程 ： 动量方程 ： 污染物对流扩散方程 ：,基本理论与技术,入流边界 ：u，v, c作为本质条件给出 。 出流边界 ： 其中f为u，v和c中任一物理量，vn为出流边界的法向流速, 作为本质条件给出 固壁边界 ： cn=0, n为固壁的法向矢量 初始条件 :给出u，v， 和c在初始时刻的分布,基本理论与技术,模型计算条件 ： 1：5000水下地形 河道糙率0.02-0.035 污染物降解系数，COD取0.035d1 模型求解：采用非正交非交错网格，有限控制体积方法，进行数值离散，并采用SIP方法进行数值求解。该方法的优点是能适应复杂边界地形，且收敛速度快，计算精度高。 模型特点：模型适应性广、收敛快、计算稳定、时间步长大、能反应精细的流场变化。,4.二维表达方式 通过MapObject实现 ，实质上是一个提供制图与GIS功能的控件 5.三维表达方式 通过OpenGL实现，具有实现高性能的三维图形的功能，是目前的三维图形开发标准 。,基本理论与技术,系统功能,本系统是在Arc View、VB及Map Object控件基础上开发的应用系统。 特点是：实行图层的面向对象管理方式，本软件对图层实行分层管理,系统功能,1.常规GIS功能 ： 可显示长江上游万州段的工厂、排污口、取水口、河道、水源区划、水质监测断面等多个地图层的地图，并进行特征值的查询； 放大、缩小和漫游整个地图； 根据情况搜索符合一定条件的特征并进行基本统计； 显示更新污染物浓度的分布变化，并进行值渲染,2.空间、属性数据的更新 基于GIS技术的二维空间信息管理平台，建立万州河段的空间数据库、属性数据库，可对河段地形、排污口、水质等进行查询和更新,系统功能,3.动态显示水质预测结果 根据水质预测模型计算结果，可以在给定时间长度内动态显示水质预测结果，并根据实测数据进行校正。 并根据情况通过单项指标评价法进行分类,系统功能,系统功能,4.突发性污染事件模拟与动态显示 系统中点击突发污染物的发生地点，并输入突发污染事件发生流量、浓度，即可对此突发性污染事件进行模拟，并实现污水团演进变化过程的实时直观表现。 还具有添加保存和调用历史数据功能，便于进行污染物负荷迁移对比。,系统功能,5.三维仿真 利用OpenGL技术，将GIS与水质模型结合，用三维仿真显示模拟结果，更逼真地反映万州河段的水质情况,结语与展望,本阶段的研究已经成功解决了突发污染事故应急系统中关键技术: 建立了基于GIS技术的二维空间信息管理平台，建立万州河段的空间数据库、属性数据库，可对河段地形、排污口、水质等进行查询和更新。 建立万州段平面二维水质模型，可将调试好的模型应用到库区不同位置对突发性水污染物扩散过程进行模拟，计算不同时段不同区域水质数据。,实现了模型计算结果与系统的动态连接，动态显示水质预测结果，根据相关水质标准要求对污染物进行分级，并以不同颜色代表不同的水质状况，实现污水团演进变化过