(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111639448.4 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 中交天津 港湾工程研究院有限公司 地址 300222 天津市河西区大沽南路10 02 号 申请人 中交第一 航务工程局有限公司 　 天津港湾工程质量检测中心有限公 司 (72)发明人 孙运佳　吕迎雪　韩涛　丁广佳　 李泽　孔丛颖　何平　佟德胜　 黄明汉　李景辉　李姗　杨在涛　 (74)专利代理 机构 天津市鼎和专利商标代理有 限公司 12101 专利代理师 范建良(51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 海洋污染物运动轨迹预测及滨海电厂取水 安全预警方法 (57)摘要 本发明公开了一种海洋污染物运动轨迹预 测及滨海电厂取水安全预警方法， 包括如下步 骤： (1)建立区域潮流数学模型； (2)建立粒子追 踪模型； (3)以工程取水口门为中心， 将其周围海 域划分为若干粒子源释放点； (4)计算污染物的 运动路径， 统计进入明渠污染物的通量及分布情 况； (5)制作污染物进入明渠 的概率云图； (6)根 据现场同步对污染物进行标记； (7)将污染物信 息输入到 粒子数学模型中， 预测该污染物的后续 运动轨迹并计算其运动至取水口的时间， 为滨海 电厂运营单位提出预警。 采用上述技术方案可为 滨海电厂冷源安全部门提出预警， 降低滨海电厂 因污染物 堆积导致机组停堆的风险， 提高滨海电 厂运营效率。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 114519495 A 2022.05.20 CN 114519495 A 1.一种海洋污染物运动轨迹预测及滨海电厂取水安全预警方法， 其特征在于： 包括如 下步骤： (1)建立潮流数学模型： 首先根据工程区域的特征， 建立大范围潮流数学模型， 外海边 界距离工程位置50～100km； 数学模 型基于流体不可压缩性及Navier～Stokes方程， 并服 从 Boussines q假定和静水压力假定； 利用潮汐预报软件Chinatide提供潮位边界资料， 通过对 水文实测资料进行验证， 保证该工程海域下数学模型 的各项参数有效性， 确保潮流数学模 型的准确性； (2)建立粒子追踪模型： 将呈现离散状、 无自游泳能力或弱自游泳能力进入明渠的漂浮 类污染物在数学模 型中将其概化为粒子； 粒子追踪模型采用Langevin方程来描述粒子的迁 移运动； (3)确定粒子源释放点： 以工程取水口为中心， 将其周围海域根据距离及方位分别设置 若干个粒子源释放 点； (4)统计粒子的通量及分布情况： 根据潮流数学模型和粒子追踪模型计算不同点在不 同时刻、 不同潮型释放污染物后， 粒子随潮流及明渠 取水作用下的运动轨迹， 并统计粒子通 过取水口拦污网位置的通 量及分布情况； 此时完成污染物运动轨 迹预测； (5)制作概率云图： 根据统计结果， 制作污染物进入明渠 的概率云图， 并评估污染物对 取水安全的影响， 通过概率云图可判定污染物来向的危险程度， 重点加强对该方位的监测， 通过提供观测设备的性能， 监测范围及距离越远， 预留应对措施的时间； (6)实时监测及标记： 根据现场对污染物开展实时监测， 对已进入工程区域观测范围的 污染物进行及时标记， 掌握其距取 水口位置、 方位及时间； (7)预测已标记粒子的后续运动轨迹： 将已标记粒子信 息输入到粒子数学模型中， 通过 粒子数学模型计算， 预测已标记粒子的后续运动轨迹并计算至取水 口的时间， 为工程运营 单位提出预警， 以及时采取应急措施， 包括提前调配人员及设备以提高清理能力， 或根据污 染物的类型选择不同的打捞方案 。 2.根据权利要求1所述的海洋污染物运动轨迹预测及滨海电厂取水安全预警方法， 其 特征在于： 步骤1中的实测水文资料主 要包括潮位、 流速、 流向资料。 3.根据权利要求1所述的海洋污染物运动轨迹预测及滨海电厂取水安全预警方法， 其 特征在于： 步骤2中的无自游泳能力或弱自游泳能力的物体包括泡沫、 秸秆、 树枝、 塑料及水 草中的一种或多种。 4.根据权利要求1所述的海洋污染物运动轨迹预测及滨海电厂取水安全预警方法， 其 特征在于： 步骤3中依工程取水口为中心， 以距离10km范围内、 每间隔1km设置一个粒子释放 点， 且以2 2.5°为一个方向。 5.根据权利要求1所述的海洋污染物运动轨迹预测及滨海电厂取水安全预警方法， 其 特征在于： 步骤4中计算不同点位在涨 急时刻、 涨停时刻、 落 急时刻、 落停时刻释放污染物后 的运动情况。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114519495 A 2海洋污染物运动轨 迹预测及滨海电厂取水安全 预警方法 技术领域 [0001]本发明属于滨海电厂保障技术领域， 尤其涉及一种海洋污染物运动轨迹预测及滨 海电厂取 水安全预警方法。 背景技术 [0002]近年海洋生物或异物影响滨海电厂厂取水安全的事件国内外曾多次发生， 且有增 多趋势， 冷源安全已成为影响滨海电厂厂安全的重要因素。 根据世界核营运者协会(WANO) 分析， 大约20％此类事件对安全相关系统有直接影响。 海生物大量聚集、 污染物突然涌入等 极端情况 下， 导致拦污结构的破坏、 机组停堆 等事故严重影响滨 海电厂的取 水安全。 [0003]由于污染物种类繁多， 且囿于科学的预测手段， 目前应对污染物的主要方式为被 动清理的方式， 即当在潮流及冷源取水作用下， 污染物堆积至取水口门的各道 拦污网之上， 再由人工进 行打捞。 对于日常运营时期， 经常性 维护能够保证电厂的安全运行。 但对于 极端 状况下， 大量污染物突然涌入取水 口门后， 由于短时间内人力物力不能满足污染物清理要 求， 导致污染物大量聚集致使拦污网结构破坏或严重堵塞拦污网而影响取水， 从而进一步 引起电厂的停堆， 影响电厂的运营效率。 [0004]海上污染物的运动受潮流、 风力及冷源取水作用综合影响， 对于特定地区， 潮流具 有周期性的特征， 因此在掌握地区潮流及取水特性情况下， 可对污染物的运动轨迹进行分 析及预测， 由此结合现场的监测， 可计算污染物到达取水口门的时间， 为滨海电厂运营单位 提供有效的预警信息， 从而为滨 海电厂的防灾减灾工作提供有效的技 术支撑。 发明内容 [0005]针对现有技术存在的问题， 本发明提供了一种海洋污染物运动轨迹预测及滨海电 厂取水安全预警方法。 [0006]本发明是这样实现的， 一种海洋污染物运动轨迹预测及滨海电厂取水安全预警方 法， 其特征在于： 包括如下步骤： [0007](1)建立潮流数学模型： 首先根据工程区域的特征， 建立大范围潮流数学模型， 外 海边界距离工程位置50～100km； 数学模 型基于流体不可压缩性及Navier～Stokes方程， 并 服从Boussines q假定和静水压力假定； 利用潮汐预报软件Chinatide提供潮位边界资料， 通 过对水文实测资料进行验证， 保证该工程海域下数学模型 的各项参数有效性， 确保潮流数 学模型的准确性； [0008](2)建立粒子追踪模型： 将呈现离散状、 无自游泳能力或弱自游泳能力进入明渠的 漂浮类污染物在数学模 型中将其概化为粒子； 粒子追踪模 型采用Langevin方程来描述粒子 的迁移运动； [0009](3)确定粒子源释放点： 以工程取水口为中心， 将其周围海域根据距离及方位分别 设置若干个粒子源释放 点； [0010](4)统计粒子的通量及分布情况： 根据潮流数学模型和粒子追踪模型计算不 同点说　明　书 1/5 页 3 CN 114519495 A 3