一种基于海洋工程的水质数据处理系统和方法技术方案

技术编号：41103595 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-25 13:59

本发明专利技术公开了一种基于海洋工程的水质数据处理系统和方法，涉及水质数据处理技术领域，现提出如下方案，包括渗漏物物质分析单元、污染程度分析单元、方案拟定单元、预警警示单元、数据库和报告生成单元，所述渗漏物物质分析单元用于对意外渗漏流入到海水中的物质进行种类分析鉴定处理，并将分析后的数据信息分别发送给污染程度分析单元和预警警示单元。本发明专利技术不仅可以快速分析出渗漏物质是否对海洋海域及海洋生物造成污染伤害，同时可以对海域污染程度和污染海域的面积大小进行推算分析处理，同时还可以通过对污染程度的分析，进行有效的治理方案的拟定，有效的保障了海洋工程的作业安全性，减少危险事故的发生。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水质数据处理，尤其涉及一种基于海洋工程的水质数据处理系统和方法。

技术介绍

1、海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的，并且工程主体位于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程，一般认为海洋工程的主要内容可分为资源开发技术与装备设施技术两大部分，具体包括：围填海、海上堤坝工程，人工岛、海上和海底物资储藏设施、跨海桥梁、海底隧道工程，海底管道、海底电(光)缆工程，海洋矿产资源勘探开发及其附属工程，海上潮汐电站、波浪电站、温差电站等海洋能源开发利用工程，大型海水养殖场、人工鱼礁工程，盐田、海水淡化等海水综合利用工程，海上娱乐及运动、景观开发工程，海洋工程在海上进行作业时发生渗漏时，有些渗漏物在渗漏时无法及时发现，同时也有些用肉眼无法看见的渗漏物，如果没有及时进行防护和治理的话，会对周边海域和海洋生物造成污染和伤害，同时会对海洋工程的作业带来危险，为此，我们提出了一种基于海洋工程的水质数据处理系统和方法。

技术实现思路

1、本专利技术提出的一种基于海洋工程的水质数据处理系统和方法，以解决现有技术中的上述不足之处。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：

3、一种基于海洋工程的水质数据处理系统，包括渗漏物物质分析单元、污染程度分析单元、方案拟定单元、预警警示单元、数据库和报告生成单元，所述渗漏物物质分析单元用于对意外渗漏流入到海水中的物质进行种类分析鉴定处理，并将分析后的数据信息分别发送给污染程度分析单元和预警警示单元；

<p>4、所述污染程度分析单元通过对渗漏物的密度、渗漏周期、渗漏范围、生物数量和生物体征进行评估判断和分析处理，通过对渗漏物的分析判断处理得出海洋水质的污染程度，同时将分析评估后的数据信息分别发送给方案拟定单元和数据库；

5、所述污染程度分析单元通过对气体点燃概率及危害半径预测进行危险程度的计算，所述气体点燃概率的点燃概率计算主要是根据挪威船级社在北海石油平台进行定量风险评估的研究结果，同时综合考虑该海底管线泄漏的尺寸和持续的时间、海域的天气状况和平台位置因素，对dnv数据进行修正；

6、其点燃概率为p＝pg×fi+pg(1-fi)×ft×fd×fwd×(1-fws)×fs，其中pg为基本点燃概率，fi为由立即条件引起点燃比例，ft为平台上顶部点燃源与基本平台的比值，fd为根据泄漏持续时间长短而给出的概率修正因子，fwd为风朝平台吹的概率，fws为强风概率，fs为气云能够到达的平台顶部和主要点火源比例，对于大口径的气体泄漏情形其气体点燃概率较高，易引发严重的火灾爆炸事故，通过计算分析得出以下结论：

7、1)泄漏气体在海底扩散过程中，气体云团中心线上的速度在初始阶段下降很快，随后下降缓慢；

8、2)对大口径的气体泄漏其点燃概率较高，在这种情形下应当严格控制平台上具有热源性质的作业，避免事故升级为火灾或爆炸事故；

9、3)对于不可控蒸汽云爆炸事故，随着气体泄漏量的增大，蒸汽云爆炸冲击波的破坏范围成指数形式增长；

10、所述方案拟定单元用于根据污染程度分析单元分析出来的海水污染程度进行最优解决处理方案，并将拟定的解决方案数据信息发送给报告生成单元；

11、所述报告生成单元用于将通过方案拟定单元拟定的方案数据信息自动成成数据报表格式，并将报表数据信息发送给数据库进行存储留档处理；

12、所述预警警示单元用于当通过渗漏物物质分析单元检测出有危险物质渗漏流入海洋后进行预警警示处理。

13、进一步地，还包括样本采集单元、数据提取单元、数值检测单元、浮游生物分析单元和生物体征分析单元；

14、所述样本采集单元用于对海洋工程范围多个坐标点进行海水样本的提取处理，并将提取作为样本的海水输送给数据提取单元和浮游生物分析单元；

15、所述数据提取单元用于对样本采集单元采集的海水样本进行海水中的含氧量、微量元素和非海洋中其它物质的数值进行提取处理，并将提取的相关数值分别发送给渗漏物物质分析单元和浮游生物分析单元；

16、所述浮游生物分析单元用于对样本采集单元采集到的肉眼可见的浮游植物和动物进行种类组成及分布、细胞总量、生物量、主要类群和鱼卵及仔鱼的数量及种类分布情况进行分析处理，并将分析后的相关数据信息发送给生物体征分析单元；

17、所述生物体征分析单元用于对通过浮游生物分析单元分析后的海洋生物的生命迹象进行分析鉴定处理，并将分析后的数据信息分别发送给污染程度分析单元和方案拟定单元。

18、进一步地，所述污染程度分析单元包括渗漏物密度分析模块、渗漏周期判断模块、渗漏范围评估模块、生物数量监测模块和生物体态分析模块；

19、所述渗透物密度分析单元用于对采样的海水中渗漏物的密度大小进行分析处理，并将密度分析后的数据信息发送给渗漏周期判断模块，通过渗漏物的密度大小进行渗漏物对海洋是否会造成危害的判定分析处理；

20、所述渗漏周期判断模块用于根据渗漏物密度分析单元分析出的泄漏物密度大小的数据信息进行渗漏周期的推算判定处理，并将渗漏周期判定的数据信息发送给渗漏范围评估单元，通过渗漏物的密度大小与不溶于水的情况进行渗漏时间的判定分析处理；

21、所述渗漏范围评估模块用于对通过渗漏周期判断模块判定的渗漏时间进行渗漏物由于海洋水流速度、风速大小和风向进行污染范围大小的评估判断处理，同时将分析判断后的数据信息发送给生物数量监测模块，通过渗漏的时长推算后，根据这些天海水的流速、风速和风向进行渗漏物污染的海域范围大小进行分析判定；

22、所述渗漏范围评估与管道中气体泄漏速率与其流动状态有关，因此，首先要判断泄漏气体流动属于音速还是亚音速流动，前者称为临界流，后者称为次临界流，反之为亚音速流动；

23、所述亚音速流动公式如下：其中p0为环境压力，单位为pa，p为管内初始压力，单位为pa，γ为气体的绝热指数；

24、音速流动的气体泄漏速率为：其中m为气体分子量，r为气体常数，单位为j/(moi.k)，t为温度，单位是k，cd为气体泄漏系数，a为管壁破损面积，单位是m2；

25、亚音速流动的气体泄漏速率为：通过计算得出随着破损口径的增大，气体泄漏速率急剧增大，因此应当加强海底管道的保护，避免大口径泄漏事故的发生。

26、进一步地，所述生物数量监测模块用于对根据渗漏范围评估单元评估的海域大小进行周边海洋生物数量的监测处理，并将监测采集的海洋生物数据信息发送给生物体态分析模块，通过对周边海洋生物的数量进行统计分析处理，从而对周边海域受渗漏物污染的程度进行分析判定；

27、所述生物体态分析模块用于对通过生物数量监测模块监测采集的海洋生物进行生长体态数值是否符合标准的分析判定处理，通过对海洋生物生长体态的数值是否正常进行海域上渗漏物污染造成的危害程度进行判定处理。

28、进一步地，所述渗漏范围评估模块包括水流流速监测模块、风本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于海洋工程的水质数据处理系统，包括渗漏物物质分析单元、污染程度分析单元、方案拟定单元、预警警示单元、数据库和报告生成单元，其特征在于；

2.根据权利要求1所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，还包括样本采集单元、数据提取单元、数值检测单元、浮游生物分析单元和生物体征分析单元；

3.根据权利要求1所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，所述污染程度分析单元包括渗漏物密度分析模块、渗漏周期判断模块、渗漏范围评估模块、生物数量监测模块和生物体态分析模块；

4.根据权利要求3所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，所述生物数量监测模块用于对根据渗漏范围评估单元评估的海域大小进行周边海洋生物数量的监测处理，并将监测采集的海洋生物数据信息发送给生物体态分析模块；

5.根据权利要求1所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，所述渗漏范围评估模块包括水流流速监测模块、风速监测模块和风向监测模块，所述水流流速监测模块用于对海洋海底暗流和海洋海水流动的实时速度进行监测采集处理，并将采集的

6.根据权利要求2所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，所述样本采集单元的输出端分别与数据提取单元和浮游生物分析单元的输入端相连接，所述数据提取单元的输出端与数值检测单元的输入端相连接，所述数值检测单元的输出端分别与浮游生物分析单元和渗漏物物质分析单元的输入端相连接，所述渗漏物物质分析单元的输出端分别与污染程度分析单元和预警警示单元的输入端相连接，所述生物体征分析单元的输出端分别与污染程度分析单元和方案拟定单元的输入端相连接，所述污染程度分析单元的输出端与方案拟定单元的输入端相连接，所述方案拟定单元的输出端与报告生成单元的输入端相连接，所述报告生成单元的输出端与数据库的输入端相连接，所述数据库与污染程度分析单元之间实现双向连接。

7.根据权利要求3所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，所述渗漏物物质分析单元的输出端与渗漏物密度分析模块的输入端相连接，所述渗漏物密度分析模块的输出端与渗漏周期判断模块的输入端相连接，所述渗漏周期判断模块的输出端与渗漏范围评估模块的输入端相连接，所述渗漏范围评估模块的输出端分别与生物数量监测模块和方案拟定单元的输入端相连接，所述生物体征分析单元的输出端与生物数量监测模块的输入端相连接，所述生物数量监测模块的输出端与生物体态分析模块的输入端相连接，所述生物体态分析模块的输出端与方案拟定单元的输入端相连接。

8.根据权利要求5所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，所述渗漏周期判断模块的输出端与水流流速监测模块的输入端相连接，所述水流流速监测模块的输出端与风速监测模块的输入端相连接，所述风速监测模块的输出端与风向监测模块的输入端相连接，所述风向监测模块的输出端分别与生物数量监测模块和方案拟定单元的输入端相连接。

9.一种基于海洋工程的水质数据处理方法，其适用于上述权利要求1-8任意一项所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，步骤如下：

...

【技术特征摘要】

5.根据权利要求1所述的一种基于海洋工程的水质数据处理系统，其特征在于，所述渗漏范围评估模块包括水流流速监测模块、风速监测模块和风向监测模块，所述水流流速监测模块用于对海洋海底暗流和海洋海水流动的实时速度进行监测采集处理，并将采集的水流流速和暗流流速相关数据信息发送给风速监测模块；

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽，申欣，李薛，苗明达，李妍，范恩点，
申请(专利权)人：江苏省海洋资源开发研究院连云港，
类型：发明
国别省市：

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