基于遙感影像技術(shù)在油氣管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)排查中的應(yīng)用

房紅衛(wèi)

摘要：我國陸上油氣資源主要依靠管道進(jìn)行輸送。然而油氣管道時(shí)常穿越地形地貌復(fù)雜區(qū)域，導(dǎo)致其面臨較嚴(yán)峻的地質(zhì)災(zāi)害威脅。本文利用遙感影像技術(shù)對(duì)油氣管道環(huán)焊縫地質(zhì)災(zāi)害高后果區(qū)進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，結(jié)合遙感影像的圖像色彩（調(diào)）、形態(tài)、影紋圖案、水系、地形地貌、植被、人為活動(dòng)等六個(gè)方面，圈定線段高后果區(qū)中的隱患點(diǎn)。通過野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查核實(shí)，評(píng)價(jià)隱患點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)程度。

關(guān)鍵詞：油氣管道；地質(zhì)災(zāi)害；遙感影像；識(shí)別與解譯

前言

油氣管道分布廣闊，沿線地質(zhì)形貌復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害時(shí)常發(fā)生（帥健等，2008）。目前，崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生十分頻繁，地災(zāi)影響因子本身的隨機(jī)性和不確定性以及發(fā)生物理過程的非線性，導(dǎo)致對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)極度困難甚至很難實(shí)現(xiàn)（沈良峰等，2006；李世海等，2006；孔紀(jì)名等，2010）。因此，為減少不必要的生命財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)油氣管道地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和區(qū)劃是非常必要的。

1.油氣管道地質(zhì)災(zāi)害類型及危害

地質(zhì)災(zāi)害對(duì)運(yùn)營期的油氣管道產(chǎn)生較大的影響，尤其是會(huì)導(dǎo)致管道本體、對(duì)伴行路、閥室、站場(chǎng)以及其他地面設(shè)施的破壞。其中，對(duì)管道本體的危害形式最多、危害機(jī)理也較為復(fù)雜。常見的地質(zhì)災(zāi)害類型如下：

1.1崩塌

崩塌對(duì)油氣管道的危害主要表現(xiàn)為砸壞管道，導(dǎo)致油氣泄漏造成財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境、安全事故。崩塌地質(zhì)體的規(guī)模、強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)方式、管道的埋深以及與管道的相對(duì)高度等因素對(duì)油氣管道的破壞程度都有一定的影響。

1.2滑坡

滑坡對(duì)管道的危害主要為：管道在滑坡下部通過時(shí)會(huì)對(duì)管道增加加載負(fù)荷。在滑坡中部通過時(shí)，油氣管道因承受運(yùn)動(dòng)的滑坡地質(zhì)體巨大的拖拽力而發(fā)生彎曲變形；在拉裂變形幅度較大的情況下，甚至?xí)?dǎo)致管道斷裂。油氣管道在滑坡地質(zhì)體上部通過時(shí)，管道懸空會(huì)造成管道斷裂。

1.3泥石流

泥石流對(duì)油氣管道的危害情況較多。根據(jù)油氣管道通過泥石流區(qū)域和方式的不同，一般有兩種方式（穆樹懷等，2014）：其一，油氣管道在流通區(qū)通過時(shí)，泥石流對(duì)管道的危害有下切侵蝕，造成管道暴露，使管道遭受泥石流的沖擊，泥石流對(duì)岸坡的侵蝕可造成坍塌，使管道暴露或臨空；其二，油氣管道在堆積區(qū)通過時(shí)，泥石流淤埋管道會(huì)造成管道的下切侵蝕和側(cè)蝕現(xiàn)象。

2.遙感影像地質(zhì)災(zāi)害識(shí)別與解譯

長(zhǎng)期以來，遙感影像在油氣管道線性高后果區(qū)地質(zhì)災(zāi)害排查以及環(huán)境宏觀調(diào)查中發(fā)揮著重要的作用（張景華等，2009）。除此之外，遙感技術(shù)在地震（活動(dòng)性斷裂）、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測(cè)和研究中也起到了舉足輕重的作用。地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造活動(dòng)、氣象以及人為活動(dòng)等因素可以反映出地質(zhì)災(zāi)害體（泥石流、崩塌、滑坡）的情況和分布規(guī)律。

油氣管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)排查通過遙感影像的圖像色彩（調(diào)）、形態(tài)、影紋圖案、水系、地形地貌、植被、人為活動(dòng)等六個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于油氣管道沿線中崩塌的地質(zhì)體來說，地形地貌的標(biāo)志起到了尤為重要的指示作用；對(duì)于泥石流來說，可以借助遙感影像圖的色彩（調(diào)）、植被、人為活動(dòng)、形態(tài)等方面的影像標(biāo)記情況予以評(píng)價(jià)。

按照高后果清單，梳理高后果區(qū)的政區(qū)分布、地形地貌分布；依據(jù)相應(yīng)的遙感影像資料，查明高后果段的地質(zhì)條件。按照遙感影像中高后果區(qū)地質(zhì)條件、運(yùn)營期現(xiàn)狀，排查堆土、或者運(yùn)營期的其它荷載。根據(jù)高后果區(qū)的地形、地貌、地質(zhì)條件、地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的變化，判別高后果段管道存在那些地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，評(píng)價(jià)隱患點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)程度并給出治理建議。

3.工程案例

3.1地質(zhì)勘察的符合性

本高后果區(qū)勘察中線和竣工中線一致，該段工程地質(zhì)條件是：地貌為中高山夾山間谷地，地形起伏很大，地表植被稀少，以松樹為主。地層主要為第一層塊石，雜色，中密—密實(shí)，骨架物以棱角形為主，含量約75%，一般粒徑200mm～450mm，最大可見750mm，母巖成份以砂巖、灰?guī)r等為主，碎石、粉質(zhì)粘土及中粗砂充填，厚度1.0m～2.0m。局部厚度大于3.0m。第二層為石灰?guī)r、砂巖夾礫巖、礫巖夾泥巖、凝灰?guī)r，青灰色—灰白色，強(qiáng)風(fēng)化—中等風(fēng)化，裂隙較發(fā)育，巖體破碎—極破碎，無充填，鎬不可挖，厚度大于4.0m。

勘察報(bào)告中描述與現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件一致。

3.2地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)

該后果區(qū)為山間谷地地貌，地形起伏很大（圖1、2），管道沿山間溝谷縱坡敷設(shè)，位于樁AA138附近穿越河谷，護(hù)底措施損毀嚴(yán)重（圖3），河床側(cè)蝕、下切明顯，護(hù)岸局部有掏空，地災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高，建議及時(shí)修復(fù)河谷護(hù)底措施。

3.3問題臺(tái)賬

通過對(duì)該高后果區(qū)施工圖、竣工圖與當(dāng)前管道途經(jīng)地形地貌和設(shè)計(jì)系數(shù)的一致性排查，以及對(duì)本高厚果區(qū)管道規(guī)格、水工保護(hù)、變壁厚、管道埋深、安防設(shè)施、地質(zhì)災(zāi)害等的符合性排查，本高后果區(qū)問題匯總?cè)缦拢?/p>

4.結(jié)論

本文介紹了遙感影像技術(shù)在油氣管道環(huán)焊縫地質(zhì)災(zāi)害排查中的應(yīng)用，根據(jù)遙感影像可以直觀了解線段高后果區(qū)地質(zhì)條件、運(yùn)營期現(xiàn)狀。綜合考慮地形、地貌、地質(zhì)條件后可以初步篩定線段高后果區(qū)的地災(zāi)隱患點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查情況進(jìn)行評(píng)價(jià)隱患點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)程度。該方法在油氣管道地質(zhì)災(zāi)害排查中具有較為直觀、可靠合理的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾多禮.格拉輸油管道地質(zhì)災(zāi)害類型與技術(shù)措施[J].管道技術(shù)與設(shè)備， 2004（6）： 33—35.

[2]孔紀(jì)名，田述軍，阿發(fā)友，等；貴州關(guān)嶺“6.28”特大滑坡特征和成因[J].山地學(xué)報(bào)， 2010， 06（6）： 87—93.

[3]李世海，魏作安，張俊紅，許利凱，等；光纖光柵傳感技術(shù)在抗滑樁模型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].傳感器與微系統(tǒng)， 2006（03）： 84—85.

[4]穆樹懷，王騰飛，霍錦宏，等；長(zhǎng)輸管道施工誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害防治——以中緬管道云南段為例[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)， 2014， 33（10）： 1047—1051.

[5]帥健，王曉霖，左尚志，等；地質(zhì)災(zāi)害作用下管道的破壞行為與防護(hù)對(duì)策[J].焊管， 2008， 31（5）： 9—15.

[6]沈良峰，李啟明，等；基于風(fēng)險(xiǎn)管理的滑坡災(zāi)害預(yù)防思想[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)， 2006（05）： 146—151.

[7]張景華，張建龍，等；遙感技術(shù)在瀘定縣地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)， 2009（02）： 100—105.

[8]張龍飛，董斌，史琳娜，等；基于典型地質(zhì)特征分析的大同盆地V-（S30）預(yù)測(cè)研究[J].震災(zāi)防御技術(shù)， 2020， 15（01）： 102—113.

[9]張龍飛.基于V-（s30）及PGA放大效應(yīng)的大同盆地土地防震減災(zāi)適宜性規(guī)劃[J].地震工程與工程振動(dòng)， 2020， 40（05）： 216—223.

[10]張龍飛，韓曉飛，史雙雙，等；太原盆地田莊斷裂幾何特征及活動(dòng)性分段研究[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2020， 35（03）： 1205—1216.

[11]張龍飛，董斌，史雙雙，韓曉飛，等；太原盆地田莊斷裂活動(dòng)性分段及地震危險(xiǎn)性分析研究[J].大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)， 2020， 40（02）： 204—2.