陆上管道油品泄漏对水体影响的判别方法技术

本发明专利技术是一种陆上管道油品泄漏对水体影响的判别方法，涉及其它类不包括的测量、污水的处理和管道系统技术领域。本判别方法依次为：1)泄漏模拟数据准备；2)泄漏位置准备与泄漏量计算；3)泄漏漫流评价；4)泄漏汇流评价；5)水文数据准备；6)流域影响性判别；7)危险管段判别；8)结束。本发明专利技术能够确定泄漏路径、识别可能受到影响的水源地并能识别危险管段；并采用地图的方式对分析结果进行展示，其展示手段直观、易于理解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种，涉及其它类不包括的测量、污水的处理和管道系统

技术介绍
主要对目前的量化风险评价技术(QRA)和基于数字高程模型的水文评价技术，与本专利技术进行比较。I、量化风险评价技术(QRA)QRA基于大量的数据，辨识各种可能的危险源，在此基础上，通过分析对比相似设备设施的历史失效事故数据，分析事故发生的可能性，并模拟事故发生的后果，最终形成风 险评估的结果。QRA作为一种纯量化的评价方法，其评价的结果均为数值，同时，该方法在评价过程中受人的主观影响较小，评价结果更为客观，其结果为数值、带有量纲，有明显的实际意义，便于判断风险的可接受性。在进行QRA评价过程中，有几项关键步骤辨识各种设备设施是否存在危险；需要准备相应的比对数据，判断同类设备的历史失效频率，以分析失效可能性；失效后果的分析，即进行各种情景分析，以模拟失效后果。目前，QRA技术主要应用于针对站场设备的量化风险评价。针对陆上管道泄漏，QRA在使用过程中存在以下问题(I)QRA技术作为针对站场设备设施的量化风险评价方法，不能解决针对陆上长输管道的泄漏路径及泄漏影响范围的识别与评价，尤其是对河流、海洋等水体的影响性评价；(2)QRA技术未充分考虑地形、地势的因素，仅考虑了一维空间的计算，且评价结果采用传统图表进行表达，不能很好的展示评价结果的空间分布情况；(3) QRA技术属于一种精细化的风险评价，其研究尺度较小、数据量大、判别过程复杂，不适用于大尺度、大范围的长距离陆上管道多个场景的判别、评价。2、基于数字高程模型的水文评价技术数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)，是地表高程属性信息的数字表达，是带有空间坐标信息和高程信息的数值描述，它通过建立空间格网，将地表高程存储与特定的栅格单元内，以模拟现实地表的起伏特征状况。DEM采用有序的数值阵列表示地表高程，是投影平面上格网点平面坐标U，y)及高程(z)的数据集合。DEM主要有三种类型规则格网模型(GRID)，等高线模型和不规则三角网模型(TIN)。基于DEM的水文评价技术，可再现水流的流动过程，判别地表水系以何种方式流经特定区域，包括水流方向、汇流累积量、水流长度、河流网络(包括河流网络的分级等)以及流域等。该技术在城市与区域规划、林业、农业、交通等领域有着广泛的应用，可以用于与地表水流相关的各种分析，如洪水水位及淹没范围、预测地貌变化对某个区域造成的影响坐寸ο针对陆上管道泄漏，基于DEM的水文评价技术在使用过程中存在以下问题(I)基于DEM的水文评价技术是针对地表水系流动过程的模拟分析，没有考虑管道专业背景，不能直接用于陆上管道油品泄漏进行识别与评价；(2)基于DEM的水文评价技术，虽可以再现水流的流动情况，但对于判别油品泄漏范围时存在一定的局限；主要是因为水文评价仅考虑研究区域周边地势落差最大的位置，将其作为水体流动的下一个方向，其结果往往呈线状分布，不符合实际油品泄漏情况；(3)由于空间尺度较大，基于DEM的水文评价技术在分析过程中为了保证提取水系水流的连通，常需要剔除洼地，以保证水流流向的连贯性；相对于水文评价的研究尺度，油品泄漏范围较小，在判别油品在地表扩散的过程中，不仅需要考 虑油品在地面的流动，还需要考虑油品在洼地的汇集，故洼地需要保留。
技术实现思路
本专利技术的目的是专利技术一种能够确定泄漏路径、识别可能受到影响的水源地并能识别危险管段的。本判别方法依次为I.泄漏模拟数据准备；2.泄漏位置准备与泄漏量计算；3.泄漏漫流评价；4.泄漏汇流评价；5.水文数据准备；6.流域影响性判别；7.危险管段判别；8.结束。其中I.泄漏模拟数据准备判断用于计算泄漏模拟数据是否完整，数据内容主要有地面高程数据、地表植被、建筑物分布、管道本体参数；2.泄漏位置准备与泄漏量计算根据泄漏模拟数据，进行多个泄漏场景的设置，主要内容包括泄漏位置的选择、泄漏量的计算；(I)泄漏位置选择，即根据选定管道，沿管道均匀布置泄漏模拟点，或根据管道周边的地形、地貌、水文分布情况随机布点；(2)泄漏量计算，即根据制定的泄漏模拟点，结合上下游截断阀距离、管道高程、输送压力、泄漏孔径尺寸、时间等参数，计算泄漏量；计算公式参照经验泄漏模型，如下所示①Vr = min {V0+ y 山/ P , V0+ Y 山/ P }当 dhole > O. 005m 时，或Vk = Y Et2/ P当 dhQle ( O. 005m 时；其中，VR为泄漏量，单位m3 ；VO为两个截断阀之间的油量，单位m3 ；Y O为油品流动速度，单位kg/s ；y R为油品泄漏速度,单位kg/s ；tl为管道发生泄漏到关闭截断阀的时间，单位s ；t2为管道发生泄漏到停止泄漏的时间，单位s ；P为油品密度，单位kg/m3。权利要求1.一种，其特征是它依次为 1)泄漏模拟数据准备； 2)泄漏位置准备与泄漏量计算； 3)泄漏漫流评价； 4)泄漏汇流评价； 5)水文数据准备； 6)流域影响性判别； 7)危险管段判别； 8)结束。2.根据权利要求I所述的，其特征是所述泄漏模拟数据准备包括判断用于计算泄漏模拟数据是否完整，数据内容有地面高程数据、地表植被、建筑物分布、管道本体参数。3.根据权利要求I所述的，其特征是所述泄漏位置准备与泄漏量计算是根据泄漏模拟数据，进行多个泄漏场景的设置，包括泄漏位置的选择、泄漏量的计算； 所述泄漏位置选择，即根据选定管道，沿管道均匀布置泄漏模拟点，或根据管道周边的地形、地貌、水文分布情况随机布点； 所述泄漏量计算，即根据制定的泄漏模拟点，结合上下游截断阀距离、管道高程、输送压力、泄漏孔径尺寸、时间等参数，计算泄漏量； 计算公式参照经验泄漏模型，如下所示 Ve = min {V0+ y 山/ P , V0+ y ^1/ P }当 dhole > O. 005m 时， 或 Vk = Y Et2/ P当 dhaLe ( O. 005m 时； 其中，VR为泄漏量，单位m3 ; VO为两个截断阀之间的油量，单位m3 ； YO为油品流动速度，单位kg/s ； YR为油品泄漏速度，单位kg/s ； tl为管道发生泄漏到关闭截断阀的时间，单位s ； t2为管道发生泄漏到停止泄漏的时间，单位s ； P为油品密度，单位kg/m3。4.根据权利要求3所述的，其特征是所述液体泄漏系数Cd取值为当裂口大于IOOmm时，裂口形状为圆形或多边形，其值为O. 65，裂口形状为三角形其值为O. 60，裂口形状为其值为O. 55 ;当裂口小于或等于IOOmm时，裂口形状为圆形或多边形，其值为O. 50，裂口形状为三角形其值为O. 45，裂口形状为其值为O. 40。5.根据权利要求I所述的，其特征是所述泄漏漫流评价为依据地形、地势、地表植被、泄漏量的数据，模拟泄漏油品在地面的扩散过程，计算泄漏范围； 以初始泄漏位置为起点，参照泄漏量、临近地形、坡度、地表植被、建筑物密度判别油品的漫流方向；该判别过程以DEM为基础，考虑研究区域周边所有方向的地势落差情况，识别所有地势低于评价区域的低点，并依据这些地势低点的落差比率，判别泄漏油品的流向和流量； 该判别过程，通过识别初始位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陆上管道油品泄漏对水体影响的判别方法，其特征是它依次为：1)泄漏模拟数据准备；2)泄漏位置准备与泄漏量计算；3)泄漏漫流评价；4)泄漏汇流评价；5)水文数据准备；6)流域影响性判别；7)危险管段判别；8)结束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾韶辉，郭磊，冯庆善，周利剑，李祎，余海冲，刘亮，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：