數(shù)值模擬在長(zhǎng)輸油氣管道工程環(huán)評(píng)中的理論依據(jù)應(yīng)用

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在社會(huì)各行各業(yè)的日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中對(duì)于油氣資源的需求也越來(lái)越高。我國(guó)目前已經(jīng)初步建立完善的長(zhǎng)輸油氣管道來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于油氣的存儲(chǔ)與運(yùn)輸，這一方面給我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了許多便利，但是另一方面也對(duì)油氣管道經(jīng)過(guò)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響。因此，為了在實(shí)際情況中能夠掌握長(zhǎng)輸油氣管道經(jīng)過(guò)草原、濕地、森林等生態(tài)系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)泄漏狀況的影響程度，就需要通過(guò)數(shù)值模擬手段，在進(jìn)行假設(shè)情況下石油、天然氣等物在泄漏情況下的影響范圍與影響程度的計(jì)算。通過(guò)建立模型，結(jié)合實(shí)際情況來(lái)做好模擬工作，從而避免泄漏情況的發(fā)生以及事故應(yīng)急預(yù)案的編訂。接下來(lái)，本文將從數(shù)值模擬在長(zhǎng)輸油氣管道工程環(huán)評(píng)中的理論依據(jù)應(yīng)用中的相關(guān)內(nèi)容入手來(lái)進(jìn)行具體的闡述。

關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬；長(zhǎng)輸油氣管道工程；理論依據(jù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2017）03-0168-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.090

Abstract： in order to in the actual situation to grasp long distance oil and gas pipeline through the prairie， wetland， forest ecosystem in the condition of leak influence degree， will need to be by means of numerical simulation， the assumption of the content such as oil， natural gas in leak cases sphere of influence and impact of calculation. By establishing the model， combined with the actual situation to do a good job in simulation so as to avoid leakage situation and accident emergency plan compilation.

Key words： numerical simulation； long-distance oil and gas pipeline engineering； theoretical basis application

1 長(zhǎng)輸油氣管道工程概述

1.1 油氣管道工程分類

在實(shí)際情況中，油氣管道的種類比較多，在不同的運(yùn)輸環(huán)境、不同的運(yùn)輸對(duì)象、不同的運(yùn)輸目的下選擇油氣管道的考慮因素都有所不同。首先，按照不同的運(yùn)輸對(duì)象，常見的油氣管道有輸油管道、輸氣管道以及油氣混合運(yùn)輸管道。而根據(jù)石油種類的不同，輸油管道又有原油管道與成品油管道兩種，在實(shí)際情況中，這兩類管道并不會(huì)混合使用，需要進(jìn)行嚴(yán)格管理[1]。其次，按照輸送距離的不同，有用于企業(yè)內(nèi)部運(yùn)輸油氣的管道以及長(zhǎng)距離輸送油氣的管道，也就是我們所說(shuō)的長(zhǎng)輸油氣管道。目前，長(zhǎng)輸管道是實(shí)際情況中運(yùn)用范圍比較大的一種管道，在運(yùn)輸量上也比較高。

1.2 長(zhǎng)輸油氣管道工程特點(diǎn)

首先，顧名思義，長(zhǎng)輸油氣管道工程在實(shí)際情況中經(jīng)過(guò)的地區(qū)往往比較長(zhǎng)，需要經(jīng)過(guò)一系列的復(fù)雜地理環(huán)境。這些地理區(qū)域在生態(tài)環(huán)境方面往往比較脆弱，在人工進(jìn)行輸氣管道的施工建設(shè)已經(jīng)完成后的管道運(yùn)行過(guò)程中很容易對(duì)脆弱的生態(tài)環(huán)境平衡造成一定的影響，從而破壞我國(guó)整體生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，長(zhǎng)輸油氣管道在運(yùn)行過(guò)程中主要環(huán)境影響如表1所示。其次，由于長(zhǎng)輸管道在實(shí)際情況中跨越區(qū)域較多，不同區(qū)域之間在社會(huì)因素方面也有較大的差異，長(zhǎng)輸管道經(jīng)過(guò)人口密集區(qū)域時(shí)，往往需要充分考慮周圍地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，從而更好的實(shí)現(xiàn)工程與環(huán)境的統(tǒng)一。

2 數(shù)值模擬中的資料搜集工作

在實(shí)際情況中，長(zhǎng)輸油氣管道的石油泄漏污染的擴(kuò)散主要是通過(guò)地下水的流動(dòng)而傳播的。因此，對(duì)于長(zhǎng)輸管道工程環(huán)境影響評(píng)定工作的數(shù)值模擬技術(shù)的關(guān)鍵就是需要根據(jù)實(shí)際環(huán)境來(lái)建立起一個(gè)完善合理的地下水流動(dòng)模型。通過(guò)這個(gè)地下水流動(dòng)模型的模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于石油污染物擴(kuò)散的模擬。因此，想要建立起與貼合實(shí)際環(huán)境的地下水流動(dòng)模型就需要做好完善的資料收集，通過(guò)對(duì)于環(huán)境中各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)的收集與整理來(lái)為模型建立提供必要的依據(jù)[2]。其中，資料收集工作的對(duì)象主要有以下兩方面。首先長(zhǎng)輸油氣管道的工程實(shí)際概況，包括油氣管道的建設(shè)規(guī)模、油氣管道在通脆弱生態(tài)環(huán)境時(shí)的具體鋪設(shè)情況、長(zhǎng)輸油氣管道的整體建設(shè)結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)輸油氣管道運(yùn)輸對(duì)象的特點(diǎn)等。其次，是長(zhǎng)輸油氣管道跨越地區(qū)的水文情況。在實(shí)際情況中的自然地下水系統(tǒng)是一個(gè)涵蓋大量信息、復(fù)雜多樣且不斷變化的的自然生態(tài)系統(tǒng)，因此需要通過(guò)對(duì)于各項(xiàng)地下水水文信息的詳細(xì)收集來(lái)實(shí)現(xiàn)模型建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理。

3 地下水流動(dòng)模型的建立

3.1 模型概化

首先，要進(jìn)行地下水流動(dòng)模型的建立工作，需要根據(jù)在收集資料步驟中收集處理完成的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)實(shí)際情況中的水文情況進(jìn)行概化，從而更加直觀的對(duì)長(zhǎng)輸油氣管道周圍地區(qū)的水文條件進(jìn)行觀測(cè)。模型概化主要有三個(gè)內(nèi)容。首先是含水層的結(jié)構(gòu)概化，通過(guò)GIS技術(shù)、遙感技術(shù)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于底層結(jié)構(gòu)圖的編制，從而劃分出水文環(huán)境中脆弱地區(qū)的含水層結(jié)構(gòu)，從而為模型建立提供依據(jù)。其次，需要根據(jù)觀測(cè)地區(qū)的實(shí)際水文情況來(lái)確定地下水的水頭邊界。一般情況下，根據(jù)情況的不同，我們將水頭邊界分為水頭邊界、流量邊界以及河流邊界。最后，需要進(jìn)行初始條件的概化，就是指地下水初始狀態(tài)的收集與模型化。

3.2 參數(shù)的選取

在地下水模型的建立過(guò)程中，還需要對(duì)實(shí)際情況中水文條件以及土質(zhì)條件進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)定，通過(guò)現(xiàn)代化測(cè)定手段的使用以及相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于實(shí)際情況的參數(shù)測(cè)定。然后，需要根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)來(lái)選取必要的參數(shù)來(lái)作為地下水模型建立的依據(jù)。最后，在完成對(duì)于模型參數(shù)的選取工作之后，還需要對(duì)于模型進(jìn)行必要的校對(duì)以及驗(yàn)證，保證地下水水流模型能夠與實(shí)際情況相吻合。

4 污染物模擬預(yù)測(cè)

地下水流場(chǎng)模型是進(jìn)行污染物模擬預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，在進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)時(shí)化學(xué)反應(yīng)項(xiàng)、土壤吸附以及生物都不納入考慮的范疇。污染物模擬預(yù)測(cè)必須要對(duì)假設(shè)條件、初始條件、以及模擬因子進(jìn)行明確。假設(shè)條件需要與管道現(xiàn)行工程的特點(diǎn)以及穿越敏感地段的實(shí)際狀況相適應(yīng)，將泄漏可能性最大的兩個(gè)點(diǎn)作為最大風(fēng)險(xiǎn)泄漏點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)水流到達(dá)水源保護(hù)區(qū)邊界運(yùn)動(dòng)最快的點(diǎn)以及距離保護(hù)區(qū)最近的點(diǎn)泄漏風(fēng)險(xiǎn)也最大。污染物模擬預(yù)測(cè)的初始條件主要包括三大點(diǎn)，分別為初始濃度、最低檢測(cè)濃度、初始時(shí)間。污染物初始濃度可以根據(jù)以往的石油泄漏事故狀況進(jìn)行概括，確定在45000mg/L左右為宜。最低污染物檢測(cè)濃度需要符合國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，石油類污染物、烯烴、烷烴等的濃度均不得超過(guò)0.05mg/L。漏油事故發(fā)生之前或者是剛剛發(fā)生的時(shí)間節(jié)點(diǎn)度可以作為初始時(shí)間。模擬因子的選擇會(huì)直接影響到污染物模擬預(yù)測(cè)的效果，因而必須要選擇可以反映建設(shè)項(xiàng)目污染物排放特征的代表性因子，一些會(huì)對(duì)環(huán)境造成惡劣影響的污染物常常作為模擬因子，包括會(huì)對(duì)動(dòng)植物以及人體造成嚴(yán)重危害的物質(zhì)或者是性質(zhì)較為穩(wěn)定的持久性污染物質(zhì)等等。石油的污染性較強(qiáng)且會(huì)對(duì)生態(tài)造成較大的負(fù)面影響，因而常常作為污染物模擬預(yù)測(cè)模型的模擬因子。在實(shí)際情況中，我們通過(guò)對(duì)于地下水水流模型的運(yùn)行計(jì)算，我們能夠得到在石油泄漏情況下污染物的擴(kuò)散情況預(yù)測(cè)。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，我們能夠得到在假設(shè)情況下，長(zhǎng)輸油氣管道在距離水源最近的點(diǎn)以及在發(fā)生泄漏情況時(shí)最快到達(dá)水源地區(qū)的點(diǎn)上發(fā)生油氣泄漏情況是的擴(kuò)散范圍，從而更好的進(jìn)行治理。

5 總結(jié)

在數(shù)值模擬石油污染擴(kuò)散狀態(tài)的工作中，通過(guò)對(duì)于地下水模擬軟件的使用，完成對(duì)于泄漏事故發(fā)生時(shí)污染物的擴(kuò)散狀況的預(yù)測(cè)，從而為我國(guó)的長(zhǎng)輸油氣管道周圍區(qū)域污染情況的治理提供相關(guān)依據(jù)，通過(guò)科學(xué)合理的防治手段來(lái)減少或避免泄漏事故的發(fā)生。長(zhǎng)輸油氣管道的建設(shè)是我國(guó)建設(shè)現(xiàn)代化能源體系的重要內(nèi)容，一方面我們需要大力建設(shè)油氣輸送管道的范圍，提高配送距離，但是另一方面我們也需要重視起在這一過(guò)程中油氣管道對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]馬瑩.煤礦疏干水輸送管道工程建設(shè)項(xiàng)目施工期生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016，（09）：176.

[2]宋志偉.中緬天然氣管道紅河支線建設(shè)項(xiàng)目使用林地對(duì)生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法探析[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2016，（05）：18-22.

收稿日期：2017-05-08

作者簡(jiǎn)介：仝玉霞（1981-），女，學(xué)士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)。