天津港某液体化工码头船舶污染影响模拟研究

蔡 磊，王燕燕，朱宇新

（1.中交（天津）生态环保设计研究院有限公司，天津 300461；2.交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300461）

引言

本工程位于天津港大港港区西港池南端岸线，处在防波堤掩护范围内，西侧为二期码头工程，东侧为中沙项目用地，南侧为项目罐区用地。码头长度910 m，分别为1个5万t级化工品泊位、1个5万t级液化石油气泊位和1个10万t级化工品泊位，设计通过能力810万t/a。

图1 工程位置

该项目所在海域的船舶碰撞是发生溢油事故的主要原因，本次研究港池口门处船舶溢油，在不同工况条件下溢油范围和距离。

1 潮流数学模型

1.1 控制方程

质量守恒方程：

动量方程：

式中：ζ为水位；h为静水深；H为总水深，H=h+ε；u、v分别为x、y方向垂向平均流速；g为重力加速度；f为科氏力参数；φ为计算海域所处地理纬度）；CZ为谢才系数，n为曼宁系数；xε、yε为x、y方向水平涡动粘滞系数。

1.2 定解条件

初始条件：

1.3 计算域设置

模型计算域包含了整个渤海湾海域，计算域南北跨度约114 km，东西跨度110 km，如图2所示。模拟采用三角网格，用动边界的方法对干、湿网格进行处理，整个模拟区域内由6 160个节点和11 048个三角单元组成，最小空间步长约为30 m。

1.4 模型水边界输入

开边界：开边界上共设28个点进行控制（图2），采用MIKE 21全球模式提取的对应点的主要分潮调和常数值进行计算[1]。

式中：fi、σi为第i个分潮（共取四分潮：M2、S2、O1和K1）的交点因子和角速度；Hi和Gi是调和常数，分别为分潮的振幅和迟角；Voi+Vi是分潮的幅角。

闭边界：以岸线作为闭边界，其中大海域采用海图岸线数据，工程周边采用海区实测岸线数据。……