王明波 侯浩 賈永海

中國(guó)石油西南管道公司

某管道公司所轄輸油管道分布在陜西、四川和重慶兩省一市，途經(jīng)區(qū)域多為丘陵、水系發(fā)達(dá)地區(qū)，交通不發(fā)達(dá)。管道共穿越河流142處，其中大中型河流50處、小型河流92處，穿越魚(yú)塘19個(gè)、水源敏感區(qū)10多處，管道一旦發(fā)生泄漏，會(huì)給水體造成嚴(yán)重污染，給管道保護(hù)工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。本文從水體流域基礎(chǔ)信息調(diào)研、管道應(yīng)急防控措施、水系圖數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)等三方面著手，探索強(qiáng)化水域管道應(yīng)急處置管理能力，以確保管道安全。

1 水體流域調(diào)研

1.1 建立基礎(chǔ)信息庫(kù)

管道水域高后果區(qū)是管道應(yīng)急防控的重點(diǎn)區(qū)域。為此組織站場(chǎng)認(rèn)真勘察穿越河流，梳理相關(guān)信息，建立了管道穿越流域信息數(shù)據(jù)庫(kù)。主要信息包括穿越地點(diǎn)、河流名稱(chēng)、河流寬度、河流走向、分季節(jié)流速和水位等。據(jù)此確定每處穿越點(diǎn)溢油回收位置、圍油欄敷設(shè)點(diǎn)、應(yīng)急物資儲(chǔ)備點(diǎn)，并將其位置信息制成圖集，如圖 1所示。

1.2 建立泄漏模型[1]

該管道為高壓密閉順序輸送方式，一旦發(fā)生泄漏，油品在管道內(nèi)高壓作用下經(jīng)泄漏孔以高壓射流形式噴射進(jìn)入地下土壤環(huán)境[2]。為便于計(jì)算埋地成品油管道泄漏量及泄漏強(qiáng)度，作如下假定：

（1）管道內(nèi)油品為連續(xù)、不可壓縮的定常流體。

（2）管道為光滑薄壁圓管，忽略管壁厚度對(duì)流動(dòng)的影響。

（3）泄漏孔相對(duì)于整條管道而言為一小點(diǎn)，不考慮管道橫斷面不同位置對(duì)泄漏的影響。

（4）油品受管道內(nèi)高壓作用，經(jīng)泄漏孔以高壓射流形式噴射進(jìn)入地下土壤環(huán)境，土壤被迅速侵蝕，形成小孔射流，視為自由出流狀態(tài)。

（5）形成泄漏孔之后，管道內(nèi)油品的流動(dòng)狀態(tài)瞬時(shí)達(dá)到新的平衡，處于新的穩(wěn)定、連續(xù)流動(dòng)狀態(tài)，管道內(nèi)油品流動(dòng)視為恒定流動(dòng)[3-5]。

基于以上假定，建立油品泄漏量（Q）和泄漏強(qiáng)度（Kf）關(guān)系式[6-8]：

式中： D為管道直徑， m； Kα為漏失面積比，用于表征管道破損的嚴(yán)重程度； A為泄漏孔面積， m2；Ao為管道斷面面積， m2。

式中： Kf為泄漏強(qiáng)度； Qo為管道輸量， m3/s。

據(jù)此計(jì)算出油品的泄漏強(qiáng)度，結(jié)合流域水流速度，可以確定應(yīng)對(duì)油品泄漏的應(yīng)急響應(yīng)和處置時(shí)間，以最短時(shí)間控制泄漏擴(kuò)散。

2 水域污染應(yīng)急救援措施

2.1 強(qiáng)化應(yīng)急體系建設(shè)

各站隊(duì)將流域調(diào)研結(jié)果寫(xiě)入一河一案、水系防控體系圖中。定期組織應(yīng)急演練，檢驗(yàn)應(yīng)急預(yù)案的實(shí)用性，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題制定并落實(shí)整改措施，修改完善應(yīng)急預(yù)案（圖 2）。公司定期組織區(qū)域應(yīng)急聯(lián)合演練，明確各相關(guān)單位和人員的職責(zé)，理順工作關(guān)系，磨合完善應(yīng)急機(jī)制，檢驗(yàn)修改應(yīng)急預(yù)案，提高應(yīng)急預(yù)案的實(shí)用性和可操作性。檢查應(yīng)對(duì)突發(fā)事件所需應(yīng)急隊(duì)伍、物資、裝備、技術(shù)措施等，發(fā)現(xiàn)不足及時(shí)調(diào)整補(bǔ)充，做好應(yīng)急準(zhǔn)備，提高應(yīng)急處置能力。

2.2 加強(qiáng)管道沿線(xiàn)監(jiān)管

采用GPS巡檢系統(tǒng)加強(qiáng)巡護(hù)管控，提升巡護(hù)質(zhì)量。設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，對(duì)巡檢人員工作情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)查看和處理巡檢信息，定期通報(bào)巡檢情況，嚴(yán)格考評(píng)巡檢人員，落實(shí)獎(jiǎng)金兌現(xiàn)，確保巡護(hù)到位。對(duì)管道經(jīng)過(guò)水域和人口密集支線(xiàn)管道加密巡護(hù)頻次，規(guī)定輸油站站長(zhǎng)、副站長(zhǎng)徒步巡線(xiàn)次數(shù)。探索無(wú)人機(jī)在管道巡護(hù)、防汛、搶險(xiǎn)等方面的應(yīng)用。

加強(qiáng)第三方施工管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置危及管道安全的挖沙、爆破、建房活動(dòng)，做好與公路、鐵路、水利、管道、電力、通信等建設(shè)施工方的溝通與合作。

加強(qiáng)與地方政府相關(guān)部門(mén)合作，密切企地、企警關(guān)系，及時(shí)制止管道附近挖沙、取土等違法施工活動(dòng)。

2.3 建立區(qū)域聯(lián)防機(jī)制

創(chuàng)新區(qū)域聯(lián)防管理新模式，即分區(qū)域劃分聯(lián)防站隊(duì)，按聯(lián)防站隊(duì)配備應(yīng)急搶險(xiǎn)人員、物資、設(shè)備。一旦發(fā)生險(xiǎn)情，相鄰站隊(duì)同時(shí)啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)搶險(xiǎn)，迅速集結(jié)力量，爭(zhēng)取應(yīng)急搶險(xiǎn)黃金時(shí)間。把所有站隊(duì)劃分為成都、廣元、重慶3個(gè)片區(qū)，在維搶修中心下轄廣元和重慶兩個(gè)維修班，建立了管道安全“三地”聯(lián)保和區(qū)域聯(lián)防“金三角”，使維搶修作業(yè)更加靈活、機(jī)動(dòng)、高效，保障安全生產(chǎn)。

人力資源和物資設(shè)備資源聯(lián)動(dòng)共享是區(qū)域聯(lián)防的核心。前者應(yīng)逐步健全應(yīng)急組織體系、完善應(yīng)急預(yù)案、加強(qiáng)區(qū)域應(yīng)急演練，開(kāi)展應(yīng)急培訓(xùn)。后者要根據(jù)各站隊(duì)特點(diǎn)和能力 “差異性”儲(chǔ)備，避免大而全，做到“不求所有，但求所用”。

3 應(yīng)急防控軟件助推應(yīng)急救援處置能力提升

公司編制了一款方便快捷軟件，內(nèi)置信息包括兩閥室之間管段泄油量；下游攔截點(diǎn)位置和攔油方案；人員、物資、設(shè)備情況；道路交通情況；下游環(huán)境敏感區(qū)位置和距離； 根據(jù)20年、 50年、 100年一遇洪水流速計(jì)算得出各個(gè)攔截點(diǎn)、敏感區(qū)、匯入口的流經(jīng)時(shí)間。如圖 3所示。

這款A(yù)PP可以在手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端使用。可以看到整個(gè)穿越水系總圖，顯示每條河流信息及環(huán)境敏感區(qū)位置，每個(gè)穿越點(diǎn)有對(duì)應(yīng)編號(hào)。點(diǎn)擊編號(hào)可以顯示穿越點(diǎn)位置、下游攔截點(diǎn)位置和攔截方案、下游匯入口位置、下游環(huán)境敏感區(qū)位置以及到達(dá)相應(yīng)位置的時(shí)間。每個(gè)位置都有谷歌截圖和現(xiàn)場(chǎng)航拍照片，直觀(guān)顯示收油桶和物資堆放位置、進(jìn)場(chǎng)公路等，如圖 4所示。點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的穿越點(diǎn)或者攔截點(diǎn)，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到手機(jī)地圖（百度地圖、高德地圖），并導(dǎo)航到該位置。

管理人員和基層員工通過(guò)APP可以隨時(shí)隨地查詢(xún) 相關(guān)信息，為綜合判斷、科學(xué)決策、迅速處置水域管道突發(fā)事件提供支持，提高了應(yīng)急搶險(xiǎn)效率和高后果區(qū)穿越水域管道風(fēng)險(xiǎn)防控能力。

4 結(jié)論

（1）建立了高后果區(qū)管道穿越流域信息數(shù)據(jù)庫(kù)，包含管廊帶主要大中型河流，同樣適用于管廊帶所經(jīng)流域。確定了油品泄漏強(qiáng)度模型，據(jù)此制定應(yīng)急搶險(xiǎn)措施，提升了應(yīng)急處置能力。

（2）通過(guò)啟用GPS巡檢系統(tǒng)、加強(qiáng)第三方施工管理、落實(shí)企地聯(lián)合監(jiān)管等手段保障管道沿線(xiàn)安全。

（3）創(chuàng)新區(qū)域聯(lián)防新模式，實(shí)現(xiàn)了人力資源和物資設(shè)備資源的共享。

（4）制作了手機(jī)APP，隨時(shí)隨地查詢(xún)高后果區(qū)管道穿越河流的相關(guān)信息，提高了工作效率。

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作者：王明波， 1987年生，碩士研究生，工程師，2013年西南石油大學(xué)畢業(yè)，中國(guó)石油西南管道公司管道處，主要從事管道應(yīng)急維搶修技術(shù)研究。