本发明专利技术公开了一种水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，本方案针对水库特有的水流条件，采用三维水库水动力模型计算水库流场，以此作为驱动油膜运动的流场基础；并在基础上，引入油膜蒸发计算，同时引入原油种类、气温、溢油面积、风速、太阳辐射和油膜厚度等多种条件因素，由此有效提高油膜运移过程中总量的准确性。
1、随着水库工程建设的快速发展，其对于水资源调配、防洪减灾及改善生态环境等方面发挥着至关重要的作用。然而，在水库建造及运营过程中，潜在的油污泄露风险不容忽视。油污泄露不仅会对水库水质造成直接污染，还可能通过水体流动影响下游生态环境和人类健康。因此，准确预测水库建造中油污泄露后油膜的运移路径，对于及时采取应急措施、控制污染扩散范围具有重要意义。
2、目前缺乏专门针对水库建造过程中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，现有针对油污在水体中的运移预测方法主要基于对流-扩散方程计算的流场来计算，这种油污运移预测方法多适用于开放河流、湖泊或海洋环境，未能充分考虑水库特有的水流条件和环境因素。
4、(1)考虑因素不全面和预测精度不足，传统的基于对流-扩散方程计算的流场来预测油污运移的方法，往往采用二维的水流模拟计算来计算流场，以垂向平均流来代替表层流速，虽然在一定程度上能够模拟油污的扩散趋势，但在应用于水库环境时，往往忽略了水库特有的水流条件，水库的水流速度可能因地形、库容、放水量等多种因素而呈现出复杂的变化。在库区深处，水流速度可能相对较慢，有利于水体中的悬浮物沉降；而在放水口或溢洪道附近，水流速度会显著增加，形成湍急的水流，故在计算水库流场时需采用三维精细化流场计算方法。
>5、(2)现有方案在河流的油膜运移路径计算时，往往忽略了油膜的蒸发因素，使得油膜的面积计算产生较大误差。6、以上这些因素对油膜运移路径的预测结果具有显著影响，如此将大大影响水库建造过程中油污泄露后油膜运移路径的预测结果的准确性和可靠性。
7、由于未充分考虑上述关键因素，现有技术在预测水库油污泄露后油膜运移路径时，往往难以精确模拟油膜的扩散范围、速度和方向，导致预测结果与实际情况存在较大偏差，无法满足水库环境风险评估和应急管理的需要。
技术实现思路
1、针对现有技术预测水库油污泄露后油膜运移路径的预测结果在准确性和可靠性方面误差较大的问题，本专利技术的目的在于一种水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方案，该预测方案创新引入水库特有的水流条件、油膜的蒸发等因素，有效提高预测结果的准确性和可靠性。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，所述预测方法包括：
3、(1)构建三维水库水动力模型；
4、在三维水动力模型的基础上引入水库三维地形数据与水利基础数据形成三维水库水动力模型，并在三维水库水动力模型中整合水库的实时监测数据，对三维水库水动力模型进行实时校正；
5、(2)基于步骤(1)构建的三维水库水动力模型计算库区流场；
6、(3)耦合溢油模块；
7、基于溢油事故的历史数据以及对应的溢油物质的物理和化学性质数据，构建溢油模块，并将构建的溢油模块与三维水库水动力模型进行耦合，通过实时交换三维水库水动力模型计算的库区流场数据与溢油模块中相应的溢油数据信息，使得溢油模块与三维水库水动力模型相互协同工作，共同模拟出溢油在水中的运动轨迹和归宿；
8、(4)融入油膜蒸发计算模块；
9、基于溢油事故数据、相应油膜的物理和化学性质数据以及对应的气象数据，构建油膜蒸发计算模块，并将构建的油膜蒸发计算模块与溢油模块、三维水库水动力模型进行融合，通过实时交换溢油模块中相应的溢油数据信息与油膜蒸发计算模块中对应计算确定的油膜蒸发数据信息，实现两个模块的协同工作，由此来模拟油膜的蒸发过程。
10、在本专利技术的一些实施方式中，所述预测方法在步骤(3)中所构建的溢油模块中设置成采用粒子追踪方法来模拟溢油的对流、扩展和紊动扩散过程，同时采用随机走动方法模拟溢油在水平方向上的紊动扩散过程。
11、在本专利技术的一些实施方式中，所述预测方法在步骤(4)中所构建的油膜蒸发计算模块设置成基于质量守恒与能量守恒模式来模拟油膜的蒸发过程。
12、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测系统，所述预测系统包括：
13、三维水库水动力模型，所述三维水库水动力模型通过在三维水动力模型的基础上引入水库三维地形数据与水利基础数据形成，所述三维水库水动力模型配置成能够计算库区流场；
14、溢油模块，所述溢油模块基于溢油事故的历史数据以及对应的溢油物质的物理和化学性质数据形成，并配置成与三维水库水动力模型进行耦合，通过实时交换三维水库水动力模型计算的库区流场数据与溢油模块中相应的溢油数据信息，使得溢油模块与三维水库水动力模型相互协同工作，共同模拟出溢油在水中的运动轨迹和归宿；
15、油膜蒸发计算模块，所述油膜蒸发计算模块基于溢油事故数据、相应油膜的物理和化学性质数据以及对应的气象数据构成，并配置成与溢油模块、三维水库水动力模型进行融合，通过实时交换溢油模块中相应的溢油数据信息与油膜蒸发计算模块中对应计算确定的油膜蒸发数据信息，实现两个模块的协同工作，由此来模拟油膜的蒸发过程。
16、在本专利技术的一些实施方式中，所述溢油模块设置成采用粒子追踪方法来模拟溢油的对流、扩展和紊动扩散过程，同时采用随机走动方法模拟溢油在水平方向上的紊动扩散过程。
17、在本专利技术的一些实施方式中，所述油膜蒸发计算模块设置成基于质量守恒与能量守恒模式来模拟油膜的蒸发过程。
18、为了达到上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法的步骤。
19、为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，所述程序运行时执行上述水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法的步骤。
20、为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种终端设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述程序代码由所述处理器加载并执行以实现上述水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法的步骤。
21、为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行上述水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法的步骤。
22、本专利技术给出的水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方案，相对于现有技术，具有如下技术特点：
23、(1)针对性强：本专利技术方案专门针对水库建造过程中油污泄露后油膜运移路径的预测，充分考虑并引入水库特有的水流条件、地形地貌以及环境因素，为水库环境风险评估和应急管理提供更加精准的预测；在此基础上，采用三维精细化流场计算方法，能够更准确地模拟水库内不同位置、不同深度的水流速度和水流方向，从而更真实地反映油膜在水库中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：
2.根据权利要求1所述的水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，其特征在于，所述预测方法在步骤(3)中所构建的溢油模块中设置成采用粒子追踪方法来模拟溢油的对流、扩展和紊动扩散过程，同时采用随机走动方法模拟溢油在水平方向上的紊动扩散过程。
3.根据权利要求1所述的水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，其特征在于，所述预测方法在步骤(4)中所构建的油膜蒸发计算模块设置成基于质量守恒与能量守恒模式来模拟油膜的蒸发过程。
4.一种水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测系统，其特征在于，所述预测系统包括：
5.根据权利要求4所述的水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测系统，其特征在于，所述溢油模块设置成采用粒子追踪方法来模拟溢油的对流、扩展和紊动扩散过程，同时采用随机走动方法模拟溢油在水平方向上的紊动扩散过程。
6.根据权利要求4所述的水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测系统，其特征在于，所述油膜蒸发计算模块设置成基于质量守恒与能量守恒模式来模拟油膜的蒸发过程。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-3中任一项所述水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法的步骤。
8.一种处理器，所述处理器用于运行程序，其特征在于，所述程序运行时执行权利要求1-3中任一项所述水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法的步骤。
9.一种终端设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述程序代码由所述处理器加载并执行以实现权利要求1-3中任一项所述水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，当在数据处理设备上执行时，适于执行权利要求1-3中任一项所述水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法的步骤。
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【技术特征摘要】
1.一种水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：
2.根据权利要求1所述的水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，其特征在于，所述预测方法在步骤(3)中所构建的溢油模块中设置成采用粒子追踪方法来模拟溢油的对流、扩展和紊动扩散过程，同时采用随机走动方法模拟溢油在水平方向上的紊动扩散过程。
3.根据权利要求1所述的水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测方法，其特征在于，所述预测方法在步骤(4)中所构建的油膜蒸发计算模块设置成基于质量守恒与能量守恒模式来模拟油膜的蒸发过程。
4.一种水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测系统，其特征在于，所述预测系统包括：
5.根据权利要求4所述的水库建造中油污泄露后油膜运移路径的预测系统，其特征在于，所述溢油模块设置成采用粒子追踪方法来模拟溢油的对流、扩展和紊动扩散过程，同时采用随机走动方法模拟溢油在水平方向上的紊动扩散过程。
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕行行，吴剑秋，吴元昊，王炜，艾蛟龙，张陈林，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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