Loading...

Simulation of Oil Spill in Harbors, Case Study: Rajaee Port

Moghaddas, Mohammad Rahim | 2017

116 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 55762 (09)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Civil Engineering
  6. Advisor(s): Raie, Mohammad
  7. Abstract:
  8. Oil spills in marine environments lead to serious environmental disasters and have significant short-term and long-term effects on the aquatic life cycle, the health of people living on the coasts, the region's ecology, and social and economic activities. Shipping and marine transportation are responsible for many oil accidents. For this reason, harbors- as one of the most important marine transportation infrastructures- are always exposed to oil spills which in addition to economic losses, can lead to disruption of ports' performance.To reduce the environmental and economic damages caused by oil spill incidents, it is necessary to prepare the harbors to deal with and clean up oil pollution as soon as possible. One of the most effective tools available to create this preparation is the simulation of these incidents with the help of numerical modeling, which helps to predict the path of oil slicks at the time of the incident.The purpose of this study is to numerical modeling of the oil spill transport and diffusion by using the finite volume method (FVM) in Shahid Rajaee port in the vicinity of Bandar Abbas, Hormozgan. In the first stage, we simulated the governing currents in the area using bathymetry data, tidal data, and boundary conditions. Then, in the second step, using the results of hydrodynamic flow modeling, the transport and diffusion of light and heavy oil pollution was simulated. The results of the present study predict the oil slicks’ movement path, its extent, thickness, and the amount of evaporation and sedimentation in the contamination area. As it was expected, light oil slick has a lower effect on the aquatic environment due to evaporation; while heavy oil remains in the water environment for a longer time.The results of the oil spill simulation show that wind and evaporation are the main processes governing light oils (such as gasoline) spill into the port due to the volatility of these materials. However, heavy oils spill is more affected by the state of tides and its slick can be deposited in the harbor bed for a long time, becoming a source of permanent pollution of the harbor water. Also, due to the fact that heavy oils settle faster and easier due to their heavy density, it is necessary to prevent and deal with them in time.
  9. Keywords:
  10. Oil Spill ; Oil Pollution ; Environmental Assessment ; Shahid Rajaee Port ; Finite Volume Method ; Ports

 Digital Object List

 Bookmark

  • چکیده
  • فهرست مطالب
  • فهرست شکل‌ها
  • فهرست جدول‌ها
  • 1. فصل اول: مقدمه و ضرورت تحقیق
    • 1-1 مقدمه
    • 1-2 اهمیت شبیه‌سازی انتشار آلودگی نفتی در بنادر
    • 1-3 موضوع و هدف پایان‌نامه
      • 1-3-1 اهمیت بندر مورد مطالعه
        • 1-3-1-1 آشنایی با بندر شهید رجایی
      • 1-3-2 هدف از انجام تحقیق
      • 1-3-3 ساختار پایان‌نامه
  • 2. فصل دوم: مروری بر ادبیات فنی
    • 2-1 مطالعات آلودگی نفتی در بنادر
    • 2-2 مطالعات آلودگی نفتی در سواحل
  • 3. فصل سوم: معادلات حاکم بر هیدرودینامیک جریان و دینامیک لکه نفتی
    • 3-1 معادلات حاکم بر هیدرودینامیک جریان
      • 3-1-1 معادلات سه بعدی حاکم بر جریان در دستگاه مختصات کارتزین
        • 3-1-1-1 معادلات آب‌های کم‌عمق
        • 3-1-1-2 معادلات انتقال شوری و دما
        • 3-1-1-3 معادلات انتقال برای یک کمیت اسکالر
        • 3-1-1-4 مدل آشفتگی
        • 3-1-1-5 معادلات حاکم در دستگاه مختصات کارتزین و سیگما
      • 3-1-2 معادلات دو بعدی حاکم بر جریان در دستگاه مختصات کارتزین
        • 3-1-2-1 معادلات آب‌های کم‌عمق
        • 3-1-2-2 معادلات انتقال شوری و دما
        • 3-1-2-3 معادلات انتقال برای یک کمیت اسکالر
      • 3-1-3 تنش اصطکاکی بستر
      • 3-1-4 تنش اصطکاکی باد
      • 3-1-5 پتانسیل جزر و مد47F
      • 3-1-6 حل عددی
        • 3-1-6-1 گسسته‌سازی مکانی
        • 3-1-6-2 یکپارچه کردن زمان62F
        • 3-1-6-3 شرایط مرزی
    • 3-2 معادلات حاکم بر دینامیک لکه نفتی
      • 3-2-1 معرفی نفت
        • 3-2-1-1 فرآیند‌های هوازدگی
        • 3-2-1-2 اجزای نفت
      • 3-2-2 مدل‌سازی انتشار
      • 3-2-3 مدل‌سازی انتقال
      • 3-2-4 فرآیندهای هوازدگی موجود در مدل نشت نفت
        • 3-2-4-1 متغیرهای حالت
          • 3-2-4-1-1 جرم نفت فرار
          • 3-2-4-1-2 جرم نفت سنگین
          • 3-2-4-1-3 مقدار آسفالتن‌ها
          • 3-2-4-1-4 مقدار واکس
          • 3-2-4-1-5 محتوای آب
          • 3-2-4-1-6 قطر قطرات نفت
          • 3-2-4-1-7 مساحت لکه نفتی
          • 3-2-4-1-8 حالت غوطه‌وری
        • 3-2-4-2 تبخیر
          • 3-2-4-2-1 توصیف با جزئیات فرآیند تبخیر
          • 3-2-4-2-2 عبارت (حالت) ساده وابسته به زمان فرآیند تبخیر
          • 3-2-4-2-3 فرمول‌های عمومی تبخیر
        • 3-2-4-3 انحلال
        • 3-2-4-4 امولسیون‌سازی یا اموله شدن
        • 3-2-4-5 رسوب‌گذاری
        • 3-2-4-6 تجزیه بیولوژیکی
        • 3-2-4-7 فتواکسیداسیون
        • 3-2-4-8 پراکنش قائم
        • 3-2-4-9 مشخصات فیزیکی نفت
          • 3-2-4-9-1 دینامیک ویسکوزیته95F
          • 3-2-4-9-2 دینامیک چگالی97F
  • 4. فصل چهارم: برپایی مدل و ارائه نتایج
    • 4-1 مقدمه
    • 4-2 منطقه مورد مطالعه
      • 4-2-1 شرایط آب و هوایی منطقه
      • 4-2-2 عوامل مولد جریان در منطقه
    • 4-3 انتخاب نرم‌افزار مورد استفاده در تحقیق
      • 4-3-1 مدل عددی کوهیرنس100F
      • 4-3-2 مدل عددی پوم104F
      • 4-3-3 مدل جنومی113F
      • 4-3-4 مدل عددی مایک21 و مایک3
    • 4-4 مدل هیدرودینامیک مایک21
      • 4-4-1 داده‌های مورد استفاده در شبیه‌سازی هیدوردینامیک جریان منطقه
      • 4-4-2 برپایی مدل جریان بندر شهید رجایی
      • 4-4-3 آنالیز حساسیت
        • 4-4-3-1 تهیه فایل عمق‌سنجی و شبکه‌بندی مدل
        • 4-4-3-2 نیروی کوریولیس
        • 4-4-3-3 پتانسیل جزر و مد
        • 4-4-3-4 لزجت گردابه‌ای138F
        • 4-4-3-5 مقاومت بستر
        • 4-4-3-6 اصطکاک باد
        • 4-4-3-7 شرایط مرز باز
        • 4-4-3-8 دوره شبیه‌سازی
        • 4-4-3-9 عدد کورانت
      • 4-4-4 واسنجی (کالیبراسیون) مدل و جمع‌بندی آنالیز حساسیت
      • 4-4-5 نتایج شبیه‌سازی
    • 4-5 مدل‌سازی انتقال و انتشار آلودگی نفتی در بندر شهید رجایی
      • 4-5-1 مقدمه
      • 4-5-2 مدول نشت نفت مایک21
      • 4-5-3 برپایی مدل
      • 4-5-4 نتایج حاصل از شبیه‌سازی پخش و انتشار آلودگی نفتی در بندر شهید رجایی
        • 4-5-4-1 نتایج حاصل از سناریوی شماره 1
        • 4-5-4-2 نتایج حاصل از سناریوی شماره 2
        • 4-5-4-3 نتایج حاصل از سناریوی شماره 3
        • 4-5-4-4 نتایج حاصل از سناریو شماره 4
        • 4-5-4-5 نتایج حاصل از سناریوی شماره 5
        • 4-5-4-1 نتایج حاصل از سناریوی شماره 6
        • 4-5-4-1 نتایج حاصل از سناریوی شماره 7
        • 4-5-4-2 نتایج حاصل از سناریوی شماره 8
  • 5. فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها
    • 5-1 جمع‌بندی
    • 5-2 نتایج حاصل از شبیه‌سازی هیدرودینامیک
    • 5-3 نتایج حاصل از شبیه‌سازی پخش و انتشار آلودگی نفتی
    • 5-4 پیشنهادها
  • مراجع
  • چکیده
    • چکیده
    • فهرست مطالب
    • فهرست شکل‌ها
    • فهرست جدول‌ها
    • 1. فصل اول: مقدمه و ضرورت تحقیق
...see more