基于CALPUFF 模型的毒害性氣體泄漏事故三維動態模擬方法
——以開縣井噴事故為例

張溶倩 李梅 楊冬偶 劉暉

北京大學遙感與地理信息系統研究所, 北京 100871; ? 通信作者, E-mail: mli@pku.edu.cn

大氣擴散模型是一類研究污染物在大氣中擴散、運輸、轉化和沉降等過程的模型, 對解決工業發展帶來的污染物排放及危險品泄漏等問題具有重要意義。大氣擴散模型通常是獨立于 GIS 而在環境科學領域發展起來的, 在環境評價領域的應用較為廣泛, 對應用于應急管理中危險氣體擴散模擬及輔助決策模型的研究則相對較少, 因此對地形影響、三維擴散及計算速度等應急響應的特殊需求尚缺乏深入的研究。

近年來, 隨著我國經濟建設的快速發展, 對油氣資源的需求越來越大, 伴隨著資源開采過程而來的危險事故和環境污染時有發生。我國含硫天然氣(體積濃度>1%)的儲量占全國天然氣儲量的 1/4,高含硫氣田的開發技術難度大, 風險高, 劇毒重氣體含量高, 一旦發生泄露事故, 就有可能帶來巨大的人員傷亡和財產損失。因此, 將大氣擴散模型應用于毒害性氣體泄漏事故的應急管理之中十分重要, 能夠為事故的應急預案及災后處理提供理論依據和決策支持。

目前已有學者對基于大氣擴散模型的應急管理系統進行研究和開發, 不同研究中根據具體問題的需求選用了不同的大氣擴散模型。按基本原理擴散模型可以分為三大類: 數值模擬模型、高斯模型和拉格朗日模型。

數值模擬模型基于流體力學中納維爾–斯托克斯方程的大氣擴散偏微分方程, 常見的模型包括CMAQ, GEOS-Chem 和 Fluent 等 。 ……