4.3 Порядок розрахунку

Для розрахунку переносу й дифузії нафти при її аварийних розливах необхідні такі вихідні дані: об’єм розливу W₀ або його маса М_О; характеристика розкладання розлитої нафти k_Н; середня швидкість вітру V_В; коефіцієнт турбулентної дифузії D; коефіцієнт Шезі С; щільність нафти ρ_Н і води ρ_B; глибина акваторії Н м

1. Визначається вихідний радіус плями забруднення r_Н, виходячи з припущення, що товщіна нафтової плями в момент розливу складає 0,1 м:

_______

r_Н = √W₀/π/0,1 . (20)

2. Розраховується початковий для розрахунку дифузії радіус плями r_О (момент закінчення гравітаційного розтікання нафти) за формулою Блокера:

D₀ ³ = D_Н³ + 24 K t W₀ (ρ_B – ρ_H) ρ_H / π / ρ_B, (21)

де D₀iD_Н–діаметр плями в момент часу t і вихідний;

К – константа Блокера, приймається рівної 15000 хв^-1;

t – период часу, коли закінчується гравітаційне розтикання, приймається рівним 60 хвилинам;

ρ_B і ρ_H – щільність води (1,02 т/м³) і нафти (0,85 т/м³).

3. За величиною r_О визначається ширина кілець ∆r з урахуванням такої вимоги:

∆r = r_O/n_O, n_O ≥ 4. (22)

4. Розраховується крок у часі:

∆t = ∆r²/(4D) . (23)

5. Коефіцієнт турбулентної дифузії розраховується за формулою:

D = g H V_T / (M C), (24)

0,7C+ 6,приC< 60;

M={

48, при С ≥ 60.

6. Вn_Опершихкілець,починаючивідцентраплями, записуєтьсяпочатковаконцентрація С_О.Заформулою(18) або (19)розраховуєтьсяконцентрація речовини в наступний моментчасу(через ∆t). Розрахунокведеться покрокововід одного моментучасудодругоговмежахусьогорозглядуваногоперіодучасу.

7. В усі моменти часу для консервативої речовини повинна виконуватися умова:

n_О n_k

C_О∑ (2i – 1) = ∑С_kі(2i – 1),

1 1

де n_k – кількість кілець у плямі забруднення в k-тий момент часу.

8. Середня швидкість течії (м/с)розраховується за формулою:

_______

V_T=kV_В√ 3 + 10h, (25)

де k–коефіцієнт, який залежить від коефіцієнта Шезі С (прийнято С = 30), визначається за табл.1;

V_В–швидкість вітру на висоті 2 м над водною поверхнею (прийнята рівною 6,5 м/с);

h–середня для ділянки висота хвилі 1%-ной забезпеченості в даній системі хвиль (прийнята рівною 1,25 м).

Таблиця 1 –Визначення значення k в залежності від коефіцієнта Шезі С

С	10	20	30	40	50	60	70	80	90	1000
	0,0010	0,0018	0,0027	0,0034	0,0042	0,0050	0,0055	0,0060	0,0064	0,0068