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1、项目编号浙江工业大学“运河杯” 大学生课外学术科技基金项目申 请 书 项 目 名 称：散装危险化学品港口泄漏与扩散模型研究 申 请 人：陈非 申请人联系电话：13758224267（513249） 类型： 机械和控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑） 信息技术（包括计算机、软件、电信、通信迅、电子等） 数 理（包括数学、物理等） 生命科学（包括生物、药学、食品等） 能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等） 社 科（包括人文、管理、经济、社会科学等） 艺术设计（包括广告、艺术、设计等） 填 报 说 明 1、封面除“项目编号”外其他均需填写。 2、 “项目名称”
2、限 25个汉字。 3、上报申请书时附学院项目汇总清单的电子版和书面表格各一份 年份： 学院： 名 称 散装危险化学品港口泄漏与扩散模型研究 研 究 项 目 起止时间 自 2010年 12月 至 2011年 10月 成果 形式 论文 专利 软件 报告 其它 申请 经费 总 额 500 其他经 费来源 自费 姓 名 陈非 性 别 男 专业及 学 历 安全工程（本科） 项目 负责 人 出生年月 1990年 2 月 17日 联系 电话 13758224267（513249） 姓名 性别 专业 所在学院 承担任务 周寿鹏 男 教育技术学 教科 港口模型设计图绘制 施政雯 女 建筑学 建工 制作港口模型
3、査溢银 男 安全工程 教科 网上收集资料 贝晓立 男 安全工程 教科 实验的具体负责 （除负责人外不超过五人） 项 目 组 主 要 成 员 指导教师 姓名 孙莉 职称 副教授 所在学院 教科学院 研究内容、 意义及主要 技术指标摘 要（限 300 字） 研究内容：通过制作危险化学品港口泄漏扩散模型，通过该模型分 别模拟在化学品运输过程中可能出现的隐患和危险源，采用模型试验 的方法，对3种散装化学品泄露造成的污染程度，以及不同类化学品 扩散的趋势研究。得出结果，明确发生事故的主要因素，各因素影响 程度的大小，分析结论，研究安全对策。 研究意义：在散装危险化学品的运输和存储过程中，盛装化学品 的容
4、器常常发生一些意外的破裂，倒洒等事故，造成化学危险品的外 漏，如果对泄漏控制不住或处理不当，随时有可能转化为燃烧、爆炸、 中毒等恶性事故。甚至流进海中，造成严重的水体污染。因此需要采 取简单、有效的安全技术措施来消除或减少泄漏危险。这就需要我们 能够判断出化学品泄露后是如何的进行扩散和扩散的速度。技术指标： 以事故树分析(Fault Tree Analysis简称FTA)为基础，事故树是 从结果到原因描述事件发生的有向逻辑树，用它描述事故的因果关系 直观、明了，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。 通过对事故树进行演绎分析，能寻求防止结果发生的对策。 结合层次分析法，把复杂的问题分
5、解成为各组成因素，将这些因素按 支配关系分组以形成有序的层次结构，通过两两比较判断的方法确定 每一层次中因素的相对重要性，然后在递阶层次结构内进行合成以得 到决策因素相对于总目标的重要性的总顺序。该方法应用于系统工程 中定量与定性相结合的分析，同时在安全分析方法中弥补因事故树分 析(FTA)不能得到所有基本事件的发生概率而引起的无法计算问题。 1.本项目研究意义及国内外同类研究工作现状： 近年来越来越多的散装危险化学品船舶停靠在港口，散装危险化学品是指直接将货物装 入船舱进行运输，包括散装油类、散装液态危险化学品、散装液化气体和散装固体危险货物， 这类货物一旦泄露，造成严重的水体污染，处理不当
6、甚至将打破海洋的生物链。这就需要我 们能够判断出散装化学品泄露后是如何的进行扩散和扩散的速度，和将造成怎样的污染。 国内外同类研究现状：我国对危险化学品泄漏事故模型的研究起步较晚。近几 年，随着国内整体安全水平的提高和环境保护意识的增强，对危险化学品泄漏事 故的研究越来越深入。从事这方面研究工作的主要是各高校给与的科研成果。比 如南京工业大学主要研究气体扩散的模拟与仿真技术，设计开发了气态危险物质 泄漏扩散过程模拟分析的软件系统。这些是没有结合具体作业环境的，也有很多 针对具体工作场所的研究。其中多数是对工业企业内有害物质泄漏扩散模型的研 究，如南京工业大学的丁晓晔和南京理工大学的陈网桦等针对
7、工业生产过程中常 见危险源泄漏扩散进行了研究，还有江苏工业学院的葛秀坤和东莞理工学院的孙 志红合作研究工业企业事故泄漏扩散模型。此外，也有一些是针对特殊环境的事 故性泄漏扩散模型的研究，如上海大学的李萍关于隧道内危险化学品泄漏扩散及事故预防的研究；大连海事大学的杨成坤关于液态天然气船舶瞬时泄漏扩散的研 究；同样是大连海事大学的王震 7 等用高斯模型和箱模型对水运化学品泄漏事 故的蒸气扩散进行了模拟；还有江苏大学的马海涛，针对长江镇江感潮段危险化 学品泄漏模型和应急反应的研究。 相比国内,国外已经出现了数以百计的事故后果模型。如高斯（GAUS）模型、 唯象模型（又称 BM 模型） 、SUTTON
8、 模型、FEM3 模型、箱及相似模型、 ALO2HA 模型、SLAB 模型、DEGADIS 模型等等。美国、英国、德国等国家, 在 80 年代初便完成了以 Buro 、Coyote、Thorney Island 为代表的一系列大规模 现场泄漏扩散试验。在 90 年代,又针对毒性物质的泄漏扩散进行了现场试验研究。 试验物质多为液氨、LNG、LPG、氟化氢等。实验数据包括源项特点(直径、质 量流率、释放流体等)和周围的大气环境(风速、大气稳定度)，为计算提供一些初 始条件，同时也提供了验证数值模型的一些物理量：危险物浓度、射流温度、射 流速度、液滴大小等。尽管实验使用过很多不同的物质，但是只有很少
9、的实验测 量了射流速度和液滴大小，并且由于受到模型尺寸、人身安全和周围环境的不确 定因素等一些原因限制了模型的适用范围，因此计算初始条件的确定和模型的验 证有一定的难度。 此外，国际上许多国家采用世界银行化学事故分析软件包 WHAZAN 来计 算和预测化学物质泄漏后引起火灾、爆炸和中毒的影响范围。ShelGlobal Solution 公司提供了 ShelFRED ,ShelSCOPE 和 ShelShepherdl 3个序列的模拟软 件涉及泄漏、火灾、爆炸和扩散等方面的风险评估软件,也做了大量试验,使得这 方面的理论更成熟、更完善 。2、 主要研究内容、目标、方案和进度及拟解决的关键问题：
10、研究内容：制作危险化学品港口泄漏扩散模型，通过该模型分别模拟在化学品 运输过程中可能出现的隐患和危险源，采用模型试验的方法，对3种散装化学品 泄露造成的污染程度，以及不同类化学品扩散的趋势研究。 （1）基于知识的分析方法：在基线泄露与扩散模型预测时，可以采用基于 知识的分析方法来找出目前的泄露与扩散模型和基线安全标准之间的差距。 基于知识的分析方法又称作经验方法，它牵涉到对来自类似事故的“最佳惯例” 的重用。采用基于知识的分析方法，项目不需要付出很多精力、时间和资源，只 要通过多种途径采集相关信息，识别港口化学品泄露与扩撒的风险所在和当前的 安全措施，与特定的标准或最佳惯例进行比较，从中找出不
11、符合的地方，并按照 标准或最佳惯例的推荐选择安全措施，最终达到消减和控制危险的目的。 2）以定性分析为基础，定性分析是通过一系列的试验去完成，如果试验结 果与预期相符，称为得到一个“正试验” ，或称试验阳性，也就是说某组分在试 样中是存在的；反之，得到一个“负试验”或试验阴性表示某组分不存在。从而 能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在规 律。目标：给出3类化学品泄露后扩散的趋势和造成的污染，以及该通过如何处 理能达到最佳的防护。 方案： 第一阶段（2011年1月2011年3月）：文献检索，确定评价方法； 第二阶段（2011年4月2010年6月）：市场调研，包括政
12、府监管单位、危 险化学品港口企业，收集企业应急预案； 第三阶段（2011年7月2011年8月）：各个试验结果进行汇总，初步并建 立结果； 第四阶段（2011年9月2011年10月）：模型的修改，定型；第五阶段（2011年11月2011年12月）：准备资料，撰写论文和结题报告；以上方案和进度都在导师的指导下进行，导师给出实验的可行性和需要改 进的地方，并加以督促。关键问题：3类化学品的收集和实验地点的确立，港口模型的制作实验时防护所需要的器具来源3、与本项目有关的工作条件（包括研究工作基础、实验条件等）：目前，我们专业项目组，已经做了前期的探索研究，分别成功申报了三届大学 生创新新苗科技计划项目
13、，在危险化学品港口装卸、运输事故案例分析，泄漏扩 散模型研究上取得了一定的进展，已在公开学术期刊上发表论文3 篇。项目组 的连续性为该项目的顺利进行提供了一定的研究基础，同时也为该项目的顺利研 究提供了一定的优势。 1 危险化学品港口装卸作业危险性分析与对策, 中国安全科学学报，2009.12 2 层次分析法在港口起重作业装卸事故树研究中的应用, 中国水运，2010.01 3 浙江省危险化学品航运公司应急现状分析和对策研究，中国水运， （已录用） 另外项目组成员学习成绩有益，都在学院担任了一定的职务，更重要的是对科研 保持着浓厚的兴趣，我们一定可以完成任务，并取得优异的成绩。 4、预期成果形式、去向和效益： 预期成果：演习模型一个，公开在学术期刊上并发表学术论文一篇； 去向和效益：演示化学品的扩散趋势，使有关部门能够有效的进行防护和处理污 染，做到第一时间的环保 5、经费预算（单位：元）： 设备费 材料费 资料费 其他 合计100 300 50 50 500 6、院（系）部推荐意见：年 月 日 （盖章） 7、专家组意见及建议金额：年 月 日 8、科研处意见：年 月 日 （盖章） 9、校团委意见：年 月 日 （盖章）
