[发明专利]确定山区输油管道泄漏扩散路径的方法、系统和电子设备

说明书

本发明涉及输油管道技术领域，尤其涉及一种确定山区输油管道泄漏扩散路径的方法、系统和电子设备，方法包括：得到输油管道所在山区的山体模型，并计算每个流体质点在输油管道所在山区的山体表面上受到的流动阻力和重力分量的合力，以及每个流体质点在相应合力作用下的加速度，确定单位步长时间后每个流体质点在山体模型中所对应的网格，记录并根据每个单位步长时间后的每个流体质点在山体模型中所对应的网格，得到输油管道泄漏出的流体的扩散路径。当山区的输油管道发生泄漏时，泄漏初速度比较大，本发明考虑泄漏初速度对于泄漏扩散路径的影响，使确定出的泄漏扩散路径更加准确，且效率高。

背景技术

在远距离输送原油或成品油的过程中，长距离输油管道具有运输量大、运费低、输送平稳、能耗小等优势，但长距离输油管道跨越距离长，沿途经过高山深谷、河流纵横、林木密布、地质灾害频发的区域，一旦发生自然灾害或人为破坏造成管道泄漏，高压高速的大量泄漏物将会破坏周边生态环境甚至威胁民众的生命财产安全。

国家标准《油气输送管道完整性管理规范》(GB 32167-2015)提出将输油管道高后果区分为三个等级并给出了相应的距离范围。标准同时指出，“当输油管道附近地形起伏较大时，可依据地形地貌条件、地下管涵等判断泄漏油品可能的流动方向，对距离进行调整”。但具体如何调整，并没有给出说明。目前对高后果区距离判定主要基于人工现场识别、记录和判断，对经验有一定的要求。因此，为完善管道完整性中的高后果区识别工作，开展管道安全事故应急处理，需研究山区复杂地表状态下泄漏油品的动态扩散路径和扩散范围。

目前对于复杂地形条件下的输油管道泄漏扩散研究主要基于CFD仿真模拟技术。CFD仿真主要以流体力学物理方程对油品的流动过程进行控制。油品山区地表泄漏扩散的CFD仿真结果可以给出泄漏扩散过程中油品的空间分布以及物理场的分布，可以为油品的扩散机理研究提供数据支持，但是它存在建模复杂和模拟计算时间过长等弊端，无法快速提供大尺度空间下的泄漏油品的扩散路径和扩散范围。

通过对大量山区地表泄漏扩散的研究，山体的地形特征和原油的泄漏速度在很大程度上影响着山区管道的泄漏扩散行为，当泄漏速度较低时，原油总是向着沟壑、山谷聚集流动。水文研究领域通过分析地表水流从高处向低处，在山谷地带水量大、山脊地带水量小的自然规律，逐步形成了一种基于地表流水物理模拟的地形特征提取算法，如SFD8算法等。但SFD8算法主要应用在山地水系的提取，仅考虑了流体在重力作用下的运动迁移的主方向，造成泄漏扩散路径判断不准等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种确定山区输油管道泄漏扩散路径的方法、系统和电子设备。

本发明的一种确定山区输油管道泄漏扩散路径的方法的技术方案如下：

S1、获取输油管道所在山区的地理高程数据，根据地理高程数据对输油管道所在山区的图像进行网格划分，得到所述输油管道所在山区的山体模型，并计算每个流体质点在所述输油管道所在山区的山体表面上受到的流动阻力和重力分量的合力，以及每个流体质点在相应合力作用下的加速度，其中，流体质点表示：在所述输油管道泄漏出的流体中预设的虚拟点位置，所有流体质点用于表征：所述输油管道泄漏出的流体所处的空间位置；

S2、根据任一流体质点的泄漏初速度以及加速度，计算单位步长时间后该流体质点所处的位置，并确定该流体质点所处的位置在山体模型中所对应的网格，直至确定单位步长时间后每个流体质点在所述山体模型中所对应的网格；

S3、重复执行S2，记录并根据每个单位步长时间后的每个流体质点在山体模型中所对应的网格，得到所述输油管道泄漏出的流体的扩散路径。本发明的一种确定山区输油管道泄漏扩散路径的系统的技术方案如下：

本发明的一种确定山区输油管道泄漏扩散路径的系统的技术方案如下：

包括网格划分计算模块、计算确定模块和重复调用模块；