突发水污染事件应急响应支持系统研究 ——以某天然气净化厂甲醇罐泄漏为例

论文摘要

近年来,突发水污染事件不断增加。由于其发生时间和地点不确定、相关的诱发因素较多、瞬时集中排放大量污染物、现有设施难以及时有效处理处置、容易引发次生水环境问题等特性,突发水污染事件不仅对事发地的经济、社会和生态环境造成了巨大的损失,而且直接威胁着当地用水安全和水环境质量。在水资源日益紧缺的今天,突发水污染事件已经受到国内外的广泛关注。如何有效地预防突发水污染事件的发生,以及事件一旦发生后如何及时地应急处置则成为急需解决的问题。本论文以突发水污染事件为研究对象,采用系统分析法、模型模拟法和数据库技术等对突发水污染事件应急响应支持系统进行了研究,其内容主要包括：(1)在文献调研的基础上,分析总结了国内外突发水污染事件应急响应支持系统的理论依据、研究进展及应用现状,系统阐述了突发水污染事件的性质、特点、危害及其发生原因；(2)重点研究了突发水污染事件的应急响应技术,包括：应急准备、应急分级、应急监测和应急处置；(3)应用WASP水质模型、地理信息系统(GIS)、VB.NET、数据库技术、应急响应系统等理论和技术,研发设计了突发水污染事件应急响应支持系统,完成了系统总体设计、数据库设计、子系统设计和系统界面设计；(4)详细介绍了突发水污染事件应急响应支持系统的实现过程,并以天然气净化厂甲醇罐发生泄漏引发水污染事件为例,利用WASP7水质模型模拟了事件污染物在水体迁移传输过程,获得了水污染物(甲醇)的动态时序模拟结果,据此给出了突发水污染事件的应急处理方案。研究结果表明：利用计算机系统、GIS技术和WASP7水质模型建立的突发水污染事件应急响应支持系统是一种技术上先进可靠、经济上合理可行、过程上简便快速的环境管理手段,可为突发水污染事件的应急响应管理提供强有力的决策支持,对其他同类应急支持系统的研究和应用也具有一定的借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 突发水污染事件应急响应支持系统的研究意义
• 1.2.1 突发水污染事件的性质和特征
• 1.2.2 突发水污染事件的危害和成因
• 1.2.3 建立突发水污染事件应急响应支持系统的意义
• 1.3 突发水污染事件应急响应支持系统研究现状
• 1.3.1 突发水污染事件应急响应支持系统的理论基础
• 1.3.2 应急响应技术支持系统国外研究现状
• 1.3.3 应急响应技术支持系统国内研究现状
• 1.4 研究内容及创新点
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 主要创新点
• 第二章 突发水污染事件应急技术研究
• 2.1 突发水污染事件应急准备
• 2.1.1 突发水污染事件应急预案
• 2.1.1.1 应急预案基本要求
• 2.1.1.2 应急预案基本内容
• 2.1.2 应急流程设计
• 2.1.2.1 应急流程设计原则
• 2.1.2.2 应急流程设计的技术基础
• 2.1.2.3 典型应急流程
• 2.1.3 应急准备评估
• 2.1.3.1 应急预案的评审
• 2.1.3.2 应急资源及能力评估
• 2.2 突发水污染事件应急分级
• 2.2.1 分级的目的和依据
• 2.2.1.1 分级的目的
• 2.2.1.2 分级的依据
• 2.2.2 突发水污染事件应急的分级
• 2.3 突发水污染事件应急监测
• 2.3.1 应急监测项
• 2.3.2 应急监测方法
• 2.3.2.1 应急监测方法类型
• 2.3.2.2 应急监测方法的特点与选择
• 2.3.3 不明危险物的应急监测
• 2.3.4 应急监测的实施
• 2.4 突发水污染事件应急处置
• 2.4.1 应急处置技术的针对性
• 2.4.2 应急处置的技术要点
• 2.4.2.1 识别事件后果
• 2.4.2.2 污染物泄漏量计算
• 2.4.2.3 事件处置技术方法中的要点
• 2.4.3 泄漏物污染处置常用方法
• 2.4.3.1 控制泄漏源
• 2.4.3.2 泄漏物处置
• 第三章 突发水污染事件应急响应支持系统的总体设计
• 3.1 系统研究背景
• 3.2 系统研究设计目标和原则
• 3.2.1 系统设计的总目标
• 3.2.2 基本信息管理子系统设计目标
• 3.2.3 污染物模拟扩散子系统设计目标
• 3.2.4 应急支持子系统设计目标
• 3.2.5 系统总体设计原则
• 3.3 研究方法和技术路线
• 3.3.1 研究方法
• 3.3.2 技术路线
• 3.4 系统总体设计
• 3.4.1 系统设计方法
• 3.4.2 系统总体结构设计
• 3.4.2.1 系统横向结构设计
• 3.4.2.2 系统纵向结构设计
• 3.4.3 系统总体功能设计
• 3.4.4 数据库设计
• 3.4.4.1 数据库设计原则
• 3.4.4.2 数据库内容设计
• 3.5 系统各子系统详细设计
• 3.5.1 基本信息管理子系统详细设计
• 3.5.1.1 基本信息管理子系统结构设计
• 3.5.1.2 基本信息管理子系统功能设计
• 3.5.2 污染物模拟扩散子系统详细设计
• 3.5.2.1 WASP水质模型简介
• 3.5.2.2 污染模拟扩散子系统结构设计
• 3.5.2.3 污染模拟扩散子系统功能设计
• 3.5.3 应急支持子系统详细设计
• 3.5.3.1 应急支持子系统结构设计
• 3.5.3.2 应急支持子系统功能设计
• 3.6 系统界面设计
• 3.7 系统的软件平台
• 3.7.1 系统开发和运行环境
• 3.7.1.1 系统运行环境
• 3.7.1.2 系统开发环境
• 3.7.2 相关开发技术简介
• 3.7.2.1 Visual Basic 2005
• 3.7.2.2 SQL Sever 2005
• 3.7.2.3 Arc Engine 9.2
• 第四章 突发水污染事件应急响应支持系统关键技术实现
• 4.1 数据库系统的实现
• 4.1.1 属性数据库的实现
• 4.1.1.1 危险化学品数据库的实现
• 4.1.1.2 风险源数据库的实现
• 4.1.1.3 常规监测数据库的实现
• 4.1.1.4 环境数据库的实现
• 4.2 基本信息管理子系统的实现
• 4.2.1 风险源信息管理模块的实现
• 4.2.2 危险化学品管理模块的实现
• 4.2.3 常规监测管理模块的实现
• 4.2.4 环境数据管理模块的实现
• 4.2.5 图层信息管理模块的实现
• 4.3 污染物模拟扩散子系统的实现
• 4.4 应急支持子系统的实现
• 4.4.1 历史应急预案管理模块的实现
• 4.4.2 应急人员管理模块实现
• 4.4.3 应急监测管理模块的实现
• 4.4.4 标准信息管理模块的实现
• 4.4.5 应急方案产生与管理模块的实现
• 第五章 突发水污染事件应急响应支持系统的模拟应用
• 5.1 突发性水污染事件发生背景
• 5.1.1 事件发生情景设定
• 5.1.1.1 事件发生地点设定
• 5.1.1.2 事件发生时间设定
• 5.1.1.3 事件污染物设定
• 5.1.2 事件发生区域介绍
• 5.1.2.1 区域及流域概况
• 5.1.2.2 气候特征
• 5.2 突发水污染事件基本数据的输入
• 5.2.1 危险源数据的输入
• 5.2.2 危险化学品数据的输入
• 5.2.3 环境数据的输入
• 5.2.4 常规监测数据的输入
• 5.2.5 图层信息的输入
• 5.2.6 扩散模拟所需基础参数的输入
• 5.3 突发水污染事件扩散模拟
• 5.3.1 事件模拟结果评价
• 5.3.2 事件模拟结果可视化显示
• 5.4 应急处理方案的产生
• 第六章 研究结论与展望
• 6.1 研究成果与结论
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文