Прогнозирование загрязнения нефтью прибрежных вод Республики Нигерия - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукЭкологические катастрофы происходят при авариях нефтепроводов, когда на значительных пространствах загрязняются нефтью почва и водные источники. В Нигерии приблизительно двадцать рек, большинство из которых протекают через богатую нефтью Нигерскую дельту и впадают в прибрежные воды Федеративной Республики Нигерия. Если происходит разлив в результате выброса из нефтяной скважины, поврежденных нефтепроводов или по какой-либо другой причине, то в большинстве случаев эти реки выносят нефть в прибрежные воды Федеративной Республики Нигерия. Поэтому создание математической модели, способной прогнозировать поведение и траекторию движения нефти, попавшей в море, актуально для Федеративной Республики Нигерия. Разработать математическую модель нефтяного загрязнения прибрежных вод Федеративной Республики Нигерия, учитывающую комплексное воздействие влияния добычи и транспортировки нефти на экосистемы, конвективный перенос, процессы диффузии, растекания, испарения, биологической деструкции, поверхностные течения и влияние сезона года.В первой главе «Современное состояние проблемы загрязнения нефтью прибрежных вод Федеративной Республики Нигерия» проведены анализ и обобщение литературных данных, касающихся состояния акватории прибрежных вод, источников загрязнения нефтью, направлений ветра и морских течений. Любые загрязнения нефтью прибрежных вод Республики Нигерия неблагоприятно сказываются на морских портах Лагоса, Харкота и Калабара и затрагивают другие зоны. При температуре около 12 0C вязкость повышается до такой степени, что нефть полностью теряет свою текучесть. Эта особенность нефти «Bonny light», добываемой в Нигерии, требует разработки специфических мероприятий по ликвидации разливов нефти, так как в диапазоне сезонных температур, характерных для данной климатической зоны, происходит резкое помутнение и застывание нефти. Уравнение, описывающее распространение i-го фактора фракции с концентрацией Ci под влиянием турбулентной диффузии, ветров и течений с учетом j-й физико-химической реакции или биологического окисления имеет вид: , (1) где - концентрация загрязнения, мг/м2; t - время, с; x, y, z - декартовые координаты текущей точки, м; ось z направлена вертикально вниз; u, v, w - компоненты вектора скорости течения, удовлетворяющего уравнению неразрывности , м/с; Kx, Ky - коэффициенты турбулентной диффузии в плоскости (x, y), м2/с; Kz - коэффициент вертикальной диффузии, м2/с; - функция, определяющая деструкцию i-го фактора фракции в результате j-й реакции (испарение, растворение, биологическое окисление).Анализ литературных источников, теории и мировой практики борьбы с нефтяными загрязнениями на поверхности моря показал, что стратегия борьбы за экологическую чистоту региона должна базироваться на широком использовании современных методов математического моделирования, математической статистики современных технологиях и системах технической очистки загрязнений. Установлено, что при аварийных и чрезвычайных ситуациях, связанных с загрязнением нефтью двух основных рек Нигерии - Нигера и Бенуэ, морских портов Лагоса, Харкота, Калабара, затоплением нефтеналивных танкеров вблизи берегов Нигерии, основными факторами, влияющими на форму и динамику распространения нефтяного пятна в прибрежных водах Нигерии, являются гидрометеорологические и климатические условия, физические и химические свойства разлившейся нефти. Разработана математическая модель нефтяного загрязнения поверхности моря с учетом естественных и искусственных способов деструкции нефтяного пятна в прибрежных водах Федеративной Республики Нигерия с учетом специфических гидрометеорологических и климатических условий Нигерской Дельты. Численный эксперимент по определению направления, динамики и деструкции нефтяного пятна в прибрежных водах Республики Нигерия показал влияние сезона года, поверхностных течений, физических параметров и экологических факторов для зон аварийных и чрезвычайных ситуаций. Время, необходимое нефтяному пятну, чтобы достигнуть побережья Республики Нигерия, при выбросе на расстоянии 30 км (6006? северной широты и 40 05? восточной долготы) от берега, составило 29 часов, чтобы достичь берега в точке примерно 60 20? северной широты и 40 26? восточной долготы в сухой сезон и 21 час в точке примерно 60 20? северной широты и 40 26? восточной долготы в сезон дождей.

Основное содержание работы