西北地區(qū)是我國石油、天然氣資源儲藏較為豐富的地區(qū),為將這些能源輸往全國各地,國家規(guī)劃、建設(shè)了多條油氣長輸管道,這些已建和在建工程許多途經(jīng)黃土高原地區(qū),但黃土高原水土流失嚴(yán)重,對管道運行安全影響較大。
一、水力侵蝕
水力侵蝕中的濺蝕對長輸管道的直接影響不大,但濺蝕堵塞土壤孔隙,阻止雨水下滲,為面蝕創(chuàng)造了條件。
面蝕沖走土壤表層土粒,影響土壤肥力,最終影響坡面植被恢復(fù),尤其是在長輸管道掃線作業(yè)帶內(nèi)。掃線、管溝開挖破壞植被和擾動土壤,引起水土流失。植被恢復(fù)緩慢意味著坡面徑流產(chǎn)流量較大的現(xiàn)象將在較長時間內(nèi)存在,進而可能使徑流匯集,形成侵蝕溝,影響管道安全。
溝蝕對長輸管道的安全運行影響較大。在管線周圍的溝蝕,象下切侵蝕常使管道出現(xiàn)露管現(xiàn)象,溝蝕進一步發(fā)展,還可使管道懸空。位于腰峴部位的長輸管道,溝頭溯源侵蝕也會使管道產(chǎn)生露管。若溝道下切較深,溝頭部位溝底比降較大,還會導(dǎo)致管道周圍土坡失穩(wěn),發(fā)生崩塌、小范圍滑坡等現(xiàn)象,對管道安全威脅更大,且難于處理。尤其在黃土高原的晉陜丘陵區(qū),腰峴部位坡度陡,溝壑下切深,施工條件惡劣,溝頭溯源侵蝕治理難度很大。
山洪侵蝕對堤岸和溝岸的沖刷也會對管道的安全運行產(chǎn)生較大威脅。山洪具有流蘇高、沖刷力大的特點,對河溝床的沖刷往往導(dǎo)致其底部埋設(shè)的管道出現(xiàn)露管現(xiàn)象,如果洪水含有較大塊石等物質(zhì),其對管壁的沖擊將導(dǎo)致管壁及其防腐層破損。洪水對河岸、溝邊的掏蝕,也有可能使溝坡或岸坡變得較為陡峭,從而引發(fā)滑塌等重力侵蝕,這對以“V”形方式通過河、溝的長輸管道安全十分不利。河、溝處的滑塌牽引有可能使管道發(fā)生變形、斷裂,引起極其嚴(yán)重的后果。
管道建設(shè)常導(dǎo)致微地形改變,形成新的暴雨徑流匯集路徑,使侵蝕加劇,有時雖不至于直接威脅地形改變,形成新的暴雨徑流匯集路徑,使侵蝕加劇,有時雖不至于直接威脅管道運行,但有可能破壞農(nóng)田,危機當(dāng)?shù)厝罕娚睢⑸a(chǎn)或財產(chǎn)安全,引發(fā)賠償糾紛。
除此之外,水力侵蝕還對長輸管道伴行道路產(chǎn)生較大影響。路面下滲能力差,產(chǎn)流量本身大,而黃土高原地形破碎,道路縱坡一般較陡,導(dǎo)致自產(chǎn)徑流或匯至道路上的徑流流速大,沖刷力強,道路沖毀嚴(yán)重。
二、重力侵蝕
在黃土高原地區(qū),對長輸管道產(chǎn)生較大影響的重力侵蝕形勢,主要由崩塌和滑坡。
在水力侵蝕發(fā)展到溝蝕時,往往伴隨崩塌的產(chǎn)生,崩塌導(dǎo)致溝、河岸擴張和溝頭前進,其對管線的影響與溝蝕類似,這里不再詳述。
滑坡對管線的安全運行影響巨大。如滑坡體滑動方向與管道敷設(shè)的方向一致,無論是蠕動還是快速滑動,其對管道的巨大作用力,很容易導(dǎo)致管道變形、斷裂,釀成重大事故。如滑坡體誼東的方向與管道敷設(shè)方向垂直,當(dāng)滑坡體蠕動時,會使管道發(fā)生位移,久之,可使管線斷裂;若滑坡體快速誼東,在其帶動下,可導(dǎo)致滑坡體兩端管道發(fā)生斷裂。黃土高原是滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)區(qū),成百、上千甚至幾萬立方米的滑坡體較為常見,為保護長輸管道的安全,應(yīng)特別重視滑坡的防治。
黃土高原重力侵蝕產(chǎn)生的堆積物也常導(dǎo)致伴行道路交通中斷,尤其是在雨季。
三、混合侵蝕
黃土泥流流動時似瀝青,堆積時為一堆黃土。黃土泥流有較大的動力,常對河、溝岸產(chǎn)生下切侵蝕和側(cè)蝕,此時對長輸管道的影響與溝蝕類似。黃土泥流堆積時常阻塞河溝,引發(fā)洪水災(zāi)害。若黃土泥流在管道下游的河溝內(nèi)堆積,會引起河溝水位上漲,使管道出現(xiàn)漂管現(xiàn)象;若在官道上游的河溝內(nèi)堆積,堆積物堵塞河溝引發(fā)的高水位,使水流沖刷力增大,可能使管道產(chǎn)生露管現(xiàn)象,還會產(chǎn)生洪水災(zāi)害,并誘發(fā)其他地質(zhì)災(zāi)害。
四、風(fēng)力侵蝕
黃土高原風(fēng)力侵蝕對長輸管道安全運行的直接影響不大。
黃土高原地區(qū)水土流失對長輸管道的影響往往是各種侵蝕類型交織在一起產(chǎn)生危害,因此應(yīng)對水土流失進行綜合防治。
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