NSO8055 Okeanograafiline prognoosJri Elken elken@phys.sea.eeNaftareostuse leviku prognoos

Naftakile mehaanika naftalaigu laialivalgumine hukese pinnakihi liikumine (hoovused, tuuletriiv, Stokesi triiv)

Lagrangei osakeste meetod

Naftakile lagunemine aurustumine emulsifikatsioon: nafta vees emulsifikatsioon: vesi naftas

Mudel: SeaTrackWeb Vaata ka: Dynamics of oil spot on the sea surfacehttp://www.msi.ttu.ee/~elken/Zhurbas_L04.pdf

2015-07-09Observations are now seen on oil observation start pageCoordinates can now be manually added in Degrees

2015-01-08Boom depth are now shown when creating boomPerformance bugfixes

2014-05-21New layout on start page with responsive design! Exercise designer and Exercise observation added! Enables training simulations for exercises

2014-02-21Winds, Currents and Ice visualization are within a square box. You can now move the box.Floating buoy wind drag percentage is now working as expected

2013-12-12Changed input format for entering coordinatesAIS Ships now shows all ships in time period

2010-09-03 New version 3rd of September 2010. Circulation model now also with 1 n.m., new high resoluted coastline.

https://stw.smhi.se/Seatrack web

Naftareostusega toimuvate protsesside kontseptuaalne skeem

Naftalaigu laialivalgumine: 3 faasi1. Inertsiaal-gravitatsiooniline rezhiim kiirendus = rhugradiendi jud suure koguse nafta vette sattumise algfaas, kiire laialivoolamine

2. Gravitatsioonilis-viskoosne rezhiim rhugradiendi jud = viskoosne hrdejud aeglane laialivalgumine, takistajaks on viskoossus

3. Pindpinevus-viskoosne rezhiim pindpinevusjud = viskoosne hrdejud kui kile muutub hemaks kui 0.5 cm, hakkab domineerima pindpinevusFay (1971)Praktikas on oluline gravitatsioonilis-viskoosne rezhiim (2), mis annab mudelisse mineva laigu algse pindala1: toimub kiiresti3: mjuvad aurustumine, lagunemine jne

Naftakilele mjuvate judude bilanss (1)SINTEF Manualrhugradiendi jud(kanali laius B)

SINTEF Manualviskoosne hrdejudkiiruse nihke tttuviskoosse piirikihi paksusNaftakilele mjuvate judude bilanss (2)

SINTEF ManualNaftakile laialivalgumine (1)judude bilansist: kile pikkus kanalis (laius B) sltuvana ruumalast V ja kiirusest UGravitatsioonilis-viskoosne rezhiimkile pikkuse kasv ajas sltuvana ruumalast q = V/Bkile pikkuse kasv ajas sltuvana kihi paksusest h

SINTEF ManualNaftakile laialivalgumine (2)selgitusi pideva ja hetkallika rakendamiseks

SINTEF ManualNaftakile laialivalgumine (3)kihi paksuse kahaneminemtmete kasvamine

Nafta esialgne levik, kui allikas on merephjasSINTEF

hukese pinnakihi liikumineSummeeruvad:

Hoovused esimene lhendus: mittestatsionaarne Ekmani spiraal koos rhugradiendi juga

Tuuletriivobjektidele, mis ulatuvad le veepinna, mjub tuulepinge (tuule hrdejud), mis vib panna objektid veepinnast kiiremini liikuma; avaldub kui mingi % tuule kiirusest; naftakilele ei rakendata

Stokesi triivlained on lpliku amplituudiga, seetttu lineaarne laineteooria kehtib ligikaudselt; suletud orbiitide asemel ilmnevad avatud orbiidid ning veeosakesed triivivad veepinnal laine leviku suunas; enamasti (v.a. ranna lhedal langeb kokku tuule suunaga; sageli vetakse 1.6 2 % tuule kiirusest

Lagrangei osakeste meetoddifusioonist tingitud juhuslike hlvete arvutamineA juhuslik suurus, keskmine = 0, dispersioon =1

Suppose that in a moment

a particle is located in co-ordinates

where the velocity components and horizontal and vertical eddy diffusivities are

,

, and

, respectively. Values of

,

, and

are implied to have been found by means of interpolation of the hydrodynamic model results to the space-time point

. Co-ordinates of the same particle

in a subsequent moment

, where

is a small time increment, can be expressed as

where

are the components of random displacement of the particle due to turbulent velocity fluctuations.

The random displacements

can be expressed through eddy diffusivity and time increment; such approach is typical for random walk models. In the simplest case of uniform diffusivity field these expressions are

where

and

- are values of

and

in the space-time point

, A is the Gaussian random value with zero mean and unite variance.

_1248703928.unknown

_1251291128.unknown

_1251539579.unknown

_1251541905.unknown

_1251551550.unknown

_1257290500.unknown

_1251541594.unknown

_1251293136.unknown

_1251293152.unknown

_1251291163.unknown

_1248703937.unknown

_1248703949.unknown

_1248703929.unknown

_1248614824.unknown

_1248614833.unknown

_1248616181.unknown

_1248614829.unknown

_1248614809.unknown

_1248614817.unknown

_1248614806.unknown

Lagrangei osakeste meetod arvutusvrgulIgal osakesel on lisaks koordinaatidele

naftat iseloomustavad suurused

osake peatub, kui

nafta on aurunud vi lagunenudvi juab randa

SINTEF nafta lagunemise mudeli skeem

Naftakile aurustumine (1)SINTEF ManualNafta on lahutatud i pseudokomponentideks vastavalt destillatsioonikveraleCd on empiiriliselt mratud tuule hrdetegur

Naftakile aurustumine (2)SINTEF Manualallpool olev empiirika erineb kujult hoovuste ja lainetuse korral kasutatavatest kirjeldustest, kuid phimttelist vahet polehrdetegurhrdekiirus sltub tuule kiirusest

SINTEF ManualNafta omadused sltuvad aurustumise osakaalust fTermodnaamika, mis pole kesoleva kursuse otseseks eesmrgiks

Volume of oil and water-in-oil emulsion remaining on the sea surface is shown as a percentage of the original volume spilled Naftakile lagunemineITOPF

Group Density ExamplesGroup Iless than 0.8Gasoline, Kerosene Group II0.8 - 0.85Gas Oil, Abu Dhabi CrudeGroup III0.85-0.95Arabian Light Crude, North Sea Crude Oils (e.g. Forties)Group IVgreater than 0.95 Heavy Fuel Oil, Venezuelan Crude Oils

Emulsifikatsioon: stabiilsed ja ebastabiilsed olukorradDaling et al., 2003vistlus dispersiooni ja emulsifikatsiooni vahelEmulsification of crude oils refers to the process whereby sea water droplets become suspended in the oil. This occurs by physical mixing promoted by turbulence at the sea surface. The emulsion thus formed is usually very viscous and more persistent than the original oil. The formation of these emulsions causes the volume of pollutant to increase between three and four times. This slows and delays other processes which would allow the oil to dissipate. Stabiilsed on: viksed naftatilgad vees ja suured veetilgad naftas

Emulsifikatsioon: erineva nafta kitumine ajasDaling et al., 2003

Emulsifikatsioon: laboratoorsed katsederinevad fraktsioonid

Emulsifikatsioon: nafta vees (1)empiirika (C*, D, Fbw), lejnud suurused raskesti mratavadSINTEF Manualnaftatilkade vette haaramise kiirus123

Emulsifikatsioon: nafta vees (2)empiirilised seosed phivalemisse minevate suuruste mramiseksSINTEF Manual12

SINTEF ManualEmulsifikatsioon: nafta vees (3)empiirilised seosed phivalemisse minevate suuruste mramiseks3

SINTEF ManualEmulsifikatsioon: vesi naftas (1)emulsiooni veesisalduse W muutust1/2 on tuulest sltuv poolestusaeg (empiiriline)

Emulsifikatsioon: vesi naftas (2)poolestusaja leidmise empiiriline valem

Daling et al., 2003

SINTEF ManualEmulsiooni omadused sltuvad veesisaldusesttihedusviskoossus

Naftareostuse kitumise eritingimused merejga oludes