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摘要:烏蘭線輸油管道跨越多種地貌單元,沿線地質環境復雜多變,水毀災害發育,占災害調查點總數的86.56%。采用《中國石油管道地質災害風險評價系統》對烏蘭線地質災害調查結果進行定量化評價,結果表明,地質災害風險等級以較高和中為主,占70.9%;管道東段地質災害發育程度與危險性較西段高。
關鍵詞:烏蘭線輸油管道;地質災害;水毀災害
中國石油西部管道烏魯木齊至蘭州線(簡稱烏蘭線)是21世紀初期我國實施西部大開發戰略的國家級生命線工程之一,其橫穿新疆、甘肅兩省區,干線全長約1848km[1]。管道沿線地質環境復雜多變,地質災害類型多樣,對管道安全運營構成了嚴重的威脅。野外調查線路區發育的地質災害,分析研究其分布規律和主要影響因素,進行管道地質災害風險評價均具有十分重要的實際意義。
1地質環境條件
烏蘭線調查區屬北溫帶大陸性干旱、半干旱氣候區,年平均降雨量自西北向東南由烏魯木齊299.5mm降至吐魯番16mm,然后又增加至蘭州市327.7mm,管道沿線年均降雨量曲線詳見圖2。沿線最大凍土深度0.6~1.4m。區內自西北向東南分布有烏魯木齊河、白楊河、疏勒河、黑河、石羊河等5條內陸河流與黃河[2]。烏蘭線輸油管道跨越構造侵蝕中低山、構造剝蝕低山、剝蝕丘陵、堆積平原、風蝕、風積等多種地貌單元,其中以堆積平原地貌為主,約占管道跨越區總長度的75%。區內自遠古界至第四系不同時代的地層均有出露,地層發育完整,巖土體類型多樣,分布廣泛。輸油管道沿線發育有中天山北緣深斷裂、吐魯番—哈密盆地北緣斷裂、嘉峪關斷裂與馬灘隱伏斷層等12條活動性斷裂。
2地質災害類型
烏蘭線輸油管道沿線發育的地質災害類型主要有水毀災害(河溝道水毀、坡面水毀和臺田地水毀)、崩塌、滑坡(黃土滑坡、碎石土滑坡和巖體滑坡)、泥石流、黃土濕陷與采空區塌陷等6大類。調查得到各類地質災害共發育402處,主要以水毀災害為主,占災害調查點總數的86.56%;滑坡災害20處,泥石流與黃土濕陷各15處,崩塌與采空區塌陷各2處。
3地質災害分布規律及分析
3.1空間分布規律
烏蘭線自烏魯木齊首站至蘭州末站地質災害密度整體呈上升趨勢,主要受水毀災害密度分布的影響,在里程1400km(47處/50km)與1700km(79處/50km)附近區域出現密度峰值,地質災害較其它地區發育。里程1250km把管線分為東西兩段,西段管線地質災害發育微弱,25個研究單元中地質災害密度最大值為9處/50km,平均密度僅為3.6處/50km;東段管線地質災害較西段發育,12個研究單元地質災害密度最大值為79處/50km,平均密度高達25.8處/50km;東段管線地質災害平均密度是西段的7.2倍。
3.2管道地質災害分布規律
主要影響因素分析影響管道沿線地質災害發育規律的因素較多,結合該次調查及分析結果,篩選得出以下兩個主要影響因子。降水:烏蘭線沿線多年平均降雨量呈先降低再緩慢升高的變化趨勢,隨著降雨量的增加,管道地質災害發育呈上升趨勢。在吐魯番、哈密與瓜州等地區,水毀災害主要由雪融水與暴雨引發,但因降雨稀少而發育微弱;在古浪、蘭州一帶降雨量較大,不僅水毀災害發育,同時也是泥石流、滑坡、黃土濕陷等災害的主要易發區。管線西段烏魯木齊、達坂城一帶降雨量較大,而地質災害密度發育較低的主要原因是管線在建設期間已經進行了大量的水工保護,在運營期間水毀災害發育微弱。分析發現里程1600km附近災害密度曲線降低的主要原因為管線穿越耕地、草地及林地,水土保持良好,災害發育微弱。地形地貌:烏蘭線穿越的地貌類型包括構造侵蝕低山、堆積平原地貌、構造侵蝕中低山、剝蝕丘陵及黃土梁峁丘陵區等,以堆積平原地貌為主,占全線總長高達68%。堆積平原主要分布在達坂城、三個泉至煙墩段及河西走廊一帶,發育的地質災害類型主要為坡面水毀與臺田地水毀,地質災害平均密度7.5處/50km;構造侵蝕低山主要分布在烏魯木齊西山區,發育的地質災害類型主要為河溝道水毀,地質災害平均密度2.5處/50km;構造侵蝕中低山主要分布在達坂城-三個泉、甘肅老虎山及長嶺山區,發育的地質災害類型主要為坡面水毀與臺田地水毀,地質災害平均密度32.3處/50km;剝蝕丘陵主要分布在煙墩至紅柳河及甘肅北山區一帶,發育的地質災害類型主要為河溝道水毀,地質災害平均密度3.4處/50km;黃土梁峁、丘陵區主要分布在蘭州一帶,地質災害類型眾多,黃土滑坡、泥石流、臺田地水毀較其它區域發育,地質災害平均密度21.2處/50km。對比發現烏蘭線管道構造侵蝕山區與黃土梁峁區地質災害發育密度較堆積平原等其它區域高。
4地質災害風險評價
4.1風險評價方法
采用《中國石油管道地質災害風險評價系統》對地質災害現場調查結果進行定量化評價。該評價系統采用指標體系評價方法,選取的評價因子主要有風險概率、風險概率等級、后果損失評分、后果分級和風險分級等。
4.2風險評價結果及分析
烏蘭線地質災害風險等級以較高、中為主,占70.9%。由圖1可見,風險等級高與較高的風險點隨著降雨量的增加呈上升趨勢,地質災害危險性也隨著增大,在里程1450km、1700km區域,管道危險性較其它區域高。管道西段危險性大的地質災害平均發育密度與地質災害平均發育密度的比值為0.31,東段為0.52,由此可見,管道東段區域地質災害危險性較西段高。
5結論
(1)烏蘭線輸油管道地質環境復雜多變,發育的地質災害類型以水毀災害為主,災害發育密度隨著降雨量的增加而增大。(2)跨越構造侵蝕山區與黃土梁峁區的管道地質災害發育密度較堆積平原區高。(3)烏蘭線地質災害風險等級以較高和中為主,占70.9%,管道東段區域地質災害危險性較西段高。
參考文獻:
[1]中國石油管道公司.《油氣管道地質災害風險管理技術》.石油工業出版社出版.ISBN,9787502178512.
[2]范遠芳,張小趁.區域地質災害風險靜動態評估對比研究[A].第九屆全國工程地質大會論文集[C].2012年.
作者:王翔宇 單位:貴州省有色金屬和核工業地質勘查局一總隊