CN108108525A - 基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法及装置。所述方法包括：步骤101，判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；步骤102，根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；步骤103，根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；步骤104，根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；以及步骤105，根据获取的环境参数，计算出气体泄漏扩散位移。

Description

基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法及装置

技术领域

本发明涉及气体运输领域，更具体地涉及一种基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法及装置。

背景技术

石油及天然气是地质勘探的主要对象，是广泛用于现代工业的重要原料。石油及天然气的运输分为路上运输和海上运输。陆上运输主要采用管线运输，其好处在于时效性好、可以不受白天黑夜和天气的限制，但是灵活性差。海上运输主要采用大型油轮等运输方式，其好处在于海运运费低、运量大，但是时间较长。

在采用管线的运输过程中，为了防止因管线缺陷而导致的隐患，各个厂商都采用了各种各样的应急响应系统。目前在石油及天然气行业中采用的应急响应系统可以提供现场图像、现场声音、事故位置等具体信息。所述应急响应系统采用了地理信息系统(Geographic Information System，简称为GIS)技术和空间技术，从而能够存储、管理、应用和分析地理数据和地图信息，并且能够将空间数据图形化、信息化。同时，其还可以利用音频技术和通信技术帮助指挥调度相关资源。具体而言，应急响应系统可以利用地理信息技术定位事故地点，并查询周边环境与应急设施；应急响应系统可以利用通信技术，各个有关部门之间建立通信联系，以达到资源统一调配。

然而，现有的应急响应系统只能查看与事故相关的信息以及事故现场的处置进展，并不能合理地模拟推演事故的影响范围以及事故的损失。如此一来，加大了事故处理人决策指挥的难度，从而容易出现意外状况，进而造成事故的影响范围进一步扩大。

因此，需要一种对于气体泄漏事故进行模拟推演的方法及装置。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供了一种基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法及装置，其不仅能够查看与事故相关的信息以及事故现场的处置进展，而且能够合理地模拟推演事故的影响范围以及事故的损失，从而有利于事故处理人决策指挥，避免事故的影响范围进一步扩大。

根据本发明的一方面，提供了一种基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，包括：

步骤101，判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；

步骤102，根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；

步骤103，根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；

步骤104，根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；以及

步骤105，根据获取的环境参数，计算出气体泄漏扩散位移。

在实施例中，所述判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动包括：

获取所述管线内的介质压力以及环境压力、气体的绝热指数；

判断三者之间的关系满足公式1还是公式2；

其中，公式1为：公式2为：其中p为所述管线内介质压力、p₀为所述环境压力、k为所述气体的绝热指数，

当所述三者之间的关系满足所述公式1时，判断在管线中流动的气体属于音速流动；当所述三者之间的关系满足所述公式2时，判断在管线中流动的气体属于亚音速流动。

在实施例中，所述计算出气体泄漏量包括：

当在管线中流动的气体属于音速流动时，根据公式3计算出气体泄漏量，

其中公式3为：其中m为气体泄漏量、C_d为气体泄漏系数、A为管线裂口面积、M为气体的分子量、P为管内气体的压力、R为气体常数、T为气体温度、t为泄漏时间，其中

当所述管线裂口形状为圆形时，C_d为1.00；

当所述管线裂口形状为三角形时，C_d为0.95；

当所述管线裂口形状为长方形时，C_d为0.90。

在实施例中，所述计算出气体泄漏量包括：

当在管线中流动的气体属于亚音速流动时，根据公式4计算出气体泄漏量，

其中公式4为：其中m为气体泄漏量、C_d为气体泄漏系数、A为管线裂口面积、M为气体的分子量、P为管内气体的压力、R为气体常数、T为气体温度、Y为气体膨胀因子、t为泄漏时间，

其中根据公式5获得所述Y，

公式5为：

其中，

当所述管线裂口形状为圆形时，C_d为1.00；

当所述管线裂口形状为三角形时，C_d为0.95；

当所述管线裂口形状为长方形时，C_d为0.90。

在实施例中，所述计算出扩散浓度分布包括：

根据公式6计算等价喷射孔径，其中公式6为：其中D为等价喷射孔径、D₀为裂口孔径、ρ为周围环境条件下的气体的密度、ρ₀为泄漏气体的密度；

根据公式7并且基于所述计算出的等价喷射孔径计算所述扩散浓度分布，其中公式7为：其中C(x)为在喷射轴线上距孔口处的气体的质量浓度、x为测定距离、b₁＝50.5+48.2ρ-9.95ρ²、b₂＝23+41ρ。

在实施例中，所述计算出喷射轴线上的速度分布包括：

根据公式8计算出所述喷射轴线上的速度分布，

其中公式8为：其中v(x)为喷射轴线上距裂口处的速度、v₀为喷射初速，

其中，Q₀为气体泄漏速度。

在实施例中，所述计算出气体泄漏扩散位移包括：

根据以下公式计算出气体泄漏w、y、z方向的扩散位移，

0<z≤10m时，w＝u₀t；

10m<z≤350m时，

z≥350m时，w＝1.77u₀t

其中，t为扩散时间、u₀为风速、w为风向方向的扩散位移、y为射流轴线方向的扩散位移、z为垂直射流轴线方向的扩散位移、t_c为轴心速度衰减到v_c时的时间、v_c匀速上升时的速度。

在实施例中，本发明的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，还包括：

步骤106，根据所述气体泄漏浓度和扩散位移，在地图上显示泄漏影响范围及浓度标准参考值。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；

第一处理模块，用于根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；

第二处理模块，用于根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；

第三处理模块，用于根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；以及

第四处理模块，用于根据获取的环境参数，计算出的气体泄漏扩散位移。

在实施例中，本发明的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置，还包括：

显示模块，用于根据计算出的气体泄漏浓度和扩散位移，在地图上显示泄漏影响范围及浓度标准参考值。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本发明实施例的附图与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，但并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明一实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的流程示意图。

图2为本发明另一实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的流程示意图。

图3为本发明一实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置的模块示意图。

图4为本发明另一实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置的模块示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本发明实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，附图所示出的本发明实施例的方法所包含的步骤，可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然本发明实施例的方法在所示的流程图中体现出了本发明的技术方案在执行时的一定的逻辑顺序，但通常而言，该逻辑顺序仅限于通过该流程图所示出的实施例。在本发明的另一些实施例中，本发明的技术方案的逻辑顺序也可以以不同于附图所示的方式来实现。

在下面的实施方式中，第一、第二等的措辞并不具有限定性含义，而是仅出于将一个构成要素与其他构成要素区分开的目的来使用。此外，除非上下文中另有明确的相反指示，否则单数表述包括复数表述。此外，包括或具有等的措辞是指说明书中所记载的特征或构成要素的存在，而不是提前排除一个以上的其他特征或构成要素的附加可能性。

此外，出于说明的便利，在附图中构成要素的大小可被夸大或缩小。例如，出于说明的便利，附图中所示的各构成要素的大小和厚度被任意地示出，因此本发明并非必须受限于图中所示。此外，在某些实施方式能够以不同的实现方式实现时，特定工艺顺序也可按照与所说明的顺序不同的顺序执行。例如，连续说明的两个工艺可实质上同时执行，或者可按照与所说明的顺序相反的顺序执行。

下面将参照附图对本发明实施方式进行详细说明。在参照附图进行说明时，将对相同或相对应的构成要素赋予相同的附图标记，并且将省略其重复说明。

总体上，在本发明实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法中，通过专业的事故后果分析数学模型，利用管线实时压力、温度和环境参数(例如，三维地形、风向、风速等)来模拟气体泄漏扩散事故，智能地推演连续泄漏和瞬时泄漏，分析气体扩散趋势和影响范围，以辅助应急抢险和救援，避免事故的影响范围进一步扩大。

图1示出本发明一实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的流程。

如图1所示，本发明的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法包括：

步骤101，判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；

步骤102，根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；

步骤103，根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；

步骤104，根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；以及

步骤105，根据获取的环境参数，计算出气体扩散位移。

具体地，在步骤101中，判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动的方法包括：

首先，获取管线内的介质压力以及环境压力、气体的绝热指数；然后，判断三者之间的关系满足公式1还是公式2。当三者之间的关系满足公式1时，则判断在管线中流动的气体属于音速流动；当三者之间的关系满足公式2时，则判断在管线中流动的气体属于亚音速流动。

其中，公式1为：公式2为：其中p为所述管线内介质压力(单位为Pa)、p₀为所述环境压力(单位为Pa)、k为所述气体的绝热指数。

在步骤102中，当在管线中流动的气体属于音速流动时，计算出气体泄漏量的方法包括：根据公式3计算出气体泄漏量。其中公式3为：其中m为气体泄漏量(单位为kg)、C_d为气体泄漏系数、M为气体的分子量、R为气体常数(单位为J/(mol·K))、T为气体温度(单位为K)、t为泄漏时间。其中，当所述管线裂口形状为圆形时，C_d为1.00；当所述管线裂口形状为三角形时，C_d为0.95；当所述管线裂口形状为长方形时，C_d为0.90。

在步骤102中，当在管线中流动的气体属于亚音速流动时，计算出气体泄漏量的方法包括：根据公式4计算出气体泄漏量。其中公式4为：其中m为气体泄漏量(单位为kg)、C_d为气体泄漏系数、M为气体的分子量、R为气体常数(单位为J/(mol·K))、T为气体温度(单位为K)、Y为气体膨胀因子、t为泄漏时间。其中，当所述管线裂口形状为圆形时，C_d为1.00；当所述管线裂口形状为三角形时，C_d为0.95；当所述管线裂口形状为长方形时，C_d为0.90。

其中根据公式5获得所述Y，公式5为：

在步骤103中，根据气体泄漏量计算出扩散浓度分布的方法包括：首先，根据公式6计算等价喷射孔径；然后，根据公式7并且基于计算出的等价喷射孔径计算扩散浓度分布。

其中公式6为：其中D为等价喷射孔径(单位为m)、D₀为裂口孔径(单位为m)、ρ周围环境条件下的气体的密度(单位为kg/m³)、ρ₀为泄漏气体的密度(单位为kg/m³)。其中，如果气体泄漏能瞬时间达到周围环境的温度、压力状况(即，ρ₀＝ρ)，则D＝D₀。

其中公式7为：其中C(x)为在喷射轴线上距孔口处的气体的质量浓度、x为测定距离、b₁和b₂为分布参数。

其中b1和b2分别满足如下等式：

b₁＝50.5+48.2ρ-9.95ρ²

b₂＝23+41ρ。

在步骤104中，根据气体泄漏量计算出喷射轴线上的速度分布的方法包括：根据公式8计算出喷射轴线上的速度分布。

其中公式8为：其中v(x)为喷射轴线上距裂口处的速度(单位为m/s)、v₀为喷射初速，ρ周围环境条件下的气体的密度(单位为kg/m³)、ρ₀为泄漏气体的密度(单位为kg/m³)、D为等价喷射孔径(单位为m)、b₁为分布参数(在步骤103中已经进行说明，因此在此省略重复的说明)、x为喷射轴线上距裂口某点的距离(单位为m)。

其中，其中，Q₀为气体泄漏速度(单位为kg/s)、Cd为气体泄漏系数、D₀为裂口直径(单位为m)。

在步骤105中，所述获取的环境参数包括：风向参数及风力参数。

在步骤105中，计算出气体泄漏扩散位移的方法为：根据下述公式计算出气体泄漏w、y、z方向的扩散位移，

0<z≤10m时，w＝u₀t；

10m<z≤350m时，

z≥350m时，w＝1.77u₀t

其中t为扩散时间(单位为s)、u₀为风速(m/s)、w为风向方向的扩散位移、y为射流轴线方向的扩散位移、z为垂直射流轴线方向的扩散位移、t_c为轴心速度衰减到v_c时的时间(单位为s)、v_c匀速上升时的速度(单位为m/s)。

根据本发明实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，由于能够根据气体泄漏量计算出扩散浓度分布、喷射轴线上的速度分布、扩散位移等，因此克服了现有技术中只能查看与事故相关的信息以及事故现场的处置进展的缺陷，从而给事故处理指挥者提供了更为有效的参考信息，使得出现意外的几率变小，防止了事故的影响范围进一步扩大。

图2为本发明另一实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的流程示意图。

如图2所示，本发明的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法包括：

步骤201，判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；

步骤202，根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；

步骤203，根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；

步骤204，根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；

步骤205，根据获取的环境参数，计算气体的扩散位移；以及

步骤206，根据所述实际的气体泄漏浓度和扩散位移，在地图上显示泄漏影响范围及浓度标准参考值。

与图1所示的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的实施例相比，图2所示的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的实施例增加了步骤206。即，图2中的步骤201至步骤205与图1中的步骤101至步骤105相似，因此为了便于说明，在此省略针对步骤201至步骤205的说明。

在步骤206中，根据计算出的气体泄漏浓度和速度在地图上显示泄漏影响范围及浓度标准参考值的方法包括：在地图上标定泄漏影响，选定事故地点输入查看影响范围。并且，还可以设定至少3个浓度标准参考值，即轻微值、一般值、严重超标值。作为一实施例，当计算值<轻微值标准时，在地图上把相应的影响范围标为绿色；当轻微值<计算值≦一般值时，在地图上把相应的影响范围标为黄色；当计算值>严重超标值时，在地图上把相应的影响范围标为红色。

根据本发明实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，由于能够在地图上直观地显示泄漏影响范围及浓度标准参考值，因此给指挥者提供了更为直接、简便的参考信息，使得出现意外的几率进一步变小，更好地防止了事故的影响范围进一步扩大。

图3为本发明一实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置的模块示意图。

如图3所示，本发明的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置至少包括：

判断模块11，用于判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；

第一处理模块12，用于根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；

第二处理模块13，用于根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；

第三处理模块14，用于根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；以及

第四处理模块15，用于根据获取的环境参数，计算出气体泄漏扩散位移。

图3所示的实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置中，各个模块的实现方法可以参考图1所示的实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的步骤101至步骤105，因此在这里省略重复的说明。

根据本发明实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置，由于能够根据气体泄漏量计算出扩散浓度分布和喷射轴线上的速度分布，因此克服了现有技术中只能查看与事故相关的信息以及事故现场的处置进展的缺陷，从而给事故处理指挥者提供了更为有效的参考信息，使得出现意外的几率变小，防止了事故的影响范围进一步扩大。

图4为本发明另一实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置的模块示意图。

如图4所示，本发明的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置至少包括：

判断模块21，用于判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；

第一处理模块22，用于根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；

第二处理模块23，用于根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；

第三处理模块24，用于根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；以及

第四处理模块25，用于根据获取的环境参数，计算出气体泄漏扩散位移；以及

显示模块26，用于根据计算出的气体泄漏浓度和扩散位移，在地图上显示泄漏影响范围及浓度标准参考值。

与图3所示的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置的实施例相比，图4所示的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置的实施例增加了显示模块26。即，图4中的判断模块21、第一处理模块22、第二处理模块23、第三处理模块24、第四处理模块25分别与图3中的判断模块11、第一处理模块12、第二处理模块13、第三处理模块14、第四处理模块15相似，各个模块21-25的实现方法可以参考图1所示的实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的步骤101至步骤105。因此为了便于说明，在此省略针对步骤201至步骤205的说明。

图4所示的实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置中，显示模块26的实现方法可以参考图2所示的实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法的步骤206，因此在这里省略重复的说明。

根据本发明实施例的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，由于能够在地图上直观地显示泄漏影响范围及浓度标准参考值，因此给指挥者提供了更为直接、简便的参考信息，使得出现意外的几率进一步变小，更好地防止了事故的影响范围进一步扩大。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，其特征在于，包括：

步骤101，判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；

步骤102，根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；

步骤103，根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；

步骤104，根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；以及

步骤105，根据获取的环境参数，计算出气体泄漏扩散位移。

2.根据权利要求1所述的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，其特征在于，所述判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动包括：

获取所述管线内的介质压力以及环境压力、气体的绝热指数；

判断三者之间的关系满足公式1还是公式2；

其中，公式1为：公式2为：其中p为所述管线内介质压力、p₀为所述环境压力、k为所述气体的绝热指数，

当所述三者之间的关系满足所述公式1时，判断在管线中流动的气体属于音速流动；当所述三者之间的关系满足所述公式2时，判断在管线中流动的气体属于亚音速流动。

3.根据权利要求2所述的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，其特征在于，所述计算出气体泄漏量包括：

当在管线中流动的气体属于音速流动时，根据公式3计算出气体泄漏量，

其中公式3为：其中m为气体泄漏量、C_d为气体泄漏系数、A为管线裂口面积、M为气体的分子量、P为管线内气体的压力、R为气体常数、T为气体温度、t为泄漏时间，其中

当所述管线裂口形状为圆形时，C_d为1.00；

当所述管线裂口形状为三角形时，C_d为0.95；

当所述管线裂口形状为长方形时，C_d为0.90。

4.根据权利要求2所述的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，其特征在于，所述计算出气体泄漏量包括：

当在管线中流动的气体属于亚音速流动时，根据公式4计算出气体泄漏量，

其中公式4为：其中m为气体泄漏量、C_d为气体泄漏系数、A为管线裂口面积、M为气体的分子量、P为管内气体的压力、R为气体常数、T为气体温度、Y为气体膨胀因子、t为泄漏时间，

其中根据公式5获得所述Y，

公式5为：

其中，

当所述管线裂口形状为圆形时，C_d为1.00；

当所述管线裂口形状为三角形时，C_d为0.95；

当所述管线裂口形状为长方形时，C_d为0.90。

5.根据权利要求4所述的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，其特征在于，所述计算出扩散浓度分布包括：

根据公式6计算等价喷射孔径，其中公式6为：其中D为等价喷射孔径、D₀为裂口孔径、ρ为周围环境条件下的气体的密度、ρ₀为泄漏气体的密度；

根据公式7并且基于所述计算出的等价喷射孔径计算所述扩散浓度分布，其中公式7为：其中C(x)为在喷射轴线上距孔口处的气体的质量浓度、x为测定距离、b₁＝50.5+48.2ρ-9.95ρ²、b₂＝23+41ρ。

6.根据权利要求5所述的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，其特征在于，所述计算出喷射轴线上的速度分布包括：

根据公式8计算出所述喷射轴线上的速度分布，

其中公式8为：其中v(x)为喷射轴线上距裂口处的速度、v₀为喷射初速，

其中，Q₀为气体泄漏速度。

7.根据权利要求6所述的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，其特征在于，所述计算出气体泄漏扩散位移包括：

根据以下公式计算出气体泄漏w、y、z方向的扩散位移，

<mrow> <mi>y</mi> <mo>=</mo> <mn>0.114</mn> <msqrt> <mrow> <mn>12.4</mn> <msub> <mi>v</mi> <mn>0</mn> </msub> <msub> <mi>D</mi> <mn>0</mn> </msub> <mi>t</mi> </mrow> </msqrt> </mrow>

<mrow> <mi>z</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <mn>12.4</mn> <msub> <mi>v</mi> <mn>0</mn> </msub> <msub> <mi>D</mi> <mn>0</mn> </msub> <mi>t</mi> </mrow> </msqrt> </mrow>

0<z≤10m时，w＝u₀t；

10m<z≤350m时，

<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>w</mi> <mo>=</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <mn>0</mn> <mi>t</mi> </msubsup> <mn>0.69</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>u</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msqrt> <mrow> <mn>12.4</mn> <msub> <mi>v</mi> <mn>0</mn> </msub> <msub> <mi>D</mi> <mn>0</mn> </msub> <mi>t</mi> </mrow> </msqrt> <mo>+</mo> <mi>D</mi> <mo>/</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>v</mi> <mi>c</mi> </msub> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>c</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>0.16</mn> </msup> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>c</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>;</mo> </mrow>

z≥350m时，w＝1.77u₀t

其中，t为扩散时间、u₀为风速、w为风向方向的扩散位移、y为射流轴线方向的扩散位移、z为垂直射流轴线方向的扩散位移、t_c为轴心速度衰减到v_c时的时间、v_c匀速上升时的速度。

8.根据权利要求7所述的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演方法，其特征在于，还包括：

步骤106，根据所述气体泄漏浓度和扩散位移，在地图上显示泄漏影响范围及浓度标准参考值。

9.一种基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于判断在管线中流动的气体属于音速流动还是亚音速流动；

第一处理模块，用于根据判断结果以及获取的管线裂口形状及温度，计算出气体泄漏量；

第二处理模块，用于根据所述气体泄漏量，计算出扩散浓度分布；

第三处理模块，用于根据所述气体泄漏量，计算出喷射轴线上的速度分布；以及

第四处理模块，用于根据获取的环境参数，计算出的气体泄漏扩散位移。

10.根据权利要求9所述的基于地理信息系统的气体泄漏事故模拟推演装置，其特征在于，还包括：

显示模块，用于根据计算出的气体泄漏浓度和扩散位移，在地图上显示泄漏影响范围及浓度标准参考值。