2012年12月ENVIRONMENTALSCIENCEANDMANAGEMENTVol.37No.12

Dec．2012

文章编号：1674－6139（2012）12－0193－02

原油管道泄漏对地表水环境风险评估

王磊，余曦，虎蕾

（中国石油管道建设项目经理部，北京100101）

摘要：原油管道一旦发生泄漏事故进入水体，会对河流水质及沿岸生态环境产生严重影响。本文以兰成输油

管道为例，采用Fannelop＆Waldman计算模型，对原油管道事故泄漏对地表水的影响进行定量预测。结果表将对河流造成较严重的污染。对此，提出管道泄漏的风险防范和应急措施，明：原油管道大规模泄漏入河流后，为其它管道的风险评价与控制提供参考。关键词：原油管道；泄露；地表水；环境风险中图分类号：X824

文献标识码：A

EnvironmentalRiskAssessmentonCrudeOilPipelineLeakagetoSurfacewater

WangLei，YuXi，HuLei

（PetroChinaPipelineConstructionProjectManagementDepartment，Beijing100101，China）

Abstract：Leakingcrudeoilpipelinewillhavemajorimpactsonthequalitiesofriversandcoastalecologicalenvironment．Tak-ingLanchengcrudeoilpipelineasanexample，theimpactsoftheleakagewereanalyzedquantitativelybasedontheFannelop＆

Waldmancomputationalmodel．Resultsshowthattheriversareseverelypollutedwhenthepipelineisbroken．Thispaperproposessomepreventionandemergencymeasuresforpipelineleakagerisks，providingreferencesforassessmentandcontrolofsimilarrisks．

Keywords：crudeoilpipeline；leaking；surfacewater；environmentalrisk

前言

管道泄漏是原油管道最主要的事故类型之一，一旦发生泄漏事故进入河流，由于原油难溶于水，粘溢油首先会因浮力浮于水面上；同时由于重度较大，

力和表面张力的作用而在水面上形成油膜，并借助风、浪、流的作用力在水面漂移扩散，与此同时，溢油会发生一系列溶解、乳化等迁移转化反应，会对河流水质及沿岸生态环境造成破坏

［1］

采用先进的泄漏监控系统，并在穿过重点河流的两端安装了自动关闭的阀门，一旦发生漏油事故，阀门可以在10分钟内响应并关闭。管道溢油量按最不利情况即管道断裂考虑发生全管径破裂。

假设事故溢油在10分钟内连续均匀溢出，则在根据输油流量计算，事故总溢油量截断阀关闭之前，

Q1为190t；在截断阀关闭后，根据前面国内外管道泄漏事故分析，泄漏油品量一般为截断阀之间管道油品量的5%～30%，本工程按照最大量30%计算，则溢油量Q2为22t。则发生事故的总溢油量Q为212t。

［2］

，本次模拟的不利条件是

。

本次研究以兰成输油管道为例，对管道泄漏事故造成的地表水环境风险进行定量分析，提出风险防范和应急处置措施，为其它管道风险评价与控制提供参考。

1源项分析

兰成输油管道最大输油能力为1000万吨/年，

2

2．1

河流溢油的预测模型

预测模式

对于溢油事故的模型分析在国内外研究的较

收稿日期：2012－08－31

作者简介：王磊（1979－），男，工程师，硕士，主要从事环境管理、环境

影响评价研究工作。

多，但是现有的研究成果主要集中在海洋溢油分析本报告在借鉴现有成果的基础上，结合当地自方面，

然条件，完成了管道穿越河流溢油预测模型的建立，

·193·

采用Fannelop＆Waldman点源瞬时溢油的油膜扩散模型，预测事故发生后油膜扩展影响的距离。溢油在静止水体中扩展长度预测模型为：

第一阶段（惯性扩展阶段）：L1=K11（△gW）t第二阶段（粘性扩展阶段）：L2=K12[△(1－（△gW2t/rw）第三阶段（表面张力扩展阶段）：

222

L3=1．33［σt/（ρwγw）1

3111

1

K11、K12：各扩展阶段的经验系数，取K11=K12

=1．0

u：河道水流速度，m/s

本项目预测河流穿越ρ0

ρw

段溢油影响，取u=0.82m/s；

△=1－

)]

3ρ0：油的密度，取848．5kg/m；3ρw：水的密度，取1000kg/m；2g：重力加速度，取9.8m/s；

ww：溢油量，m3；W=250m3；

－62yw：水的运动粘滞系数，取1.01×10m/s；

在运动的水体中，油膜随着水流迁移，也随时间溢油后油膜影响的距离为：扩展。因此，

S=ut+

1

L2

2．2

σ：净表面张力系数，取0.3N/m；t：时间，s。计算条件（1）河流水文条件

计算时河流基础水文资料见表1。

事故溢油影响段河流水文条件

表面流速（m/s）

0.82

年平均流量（m3/s）

246

含沙量（kg/m3）

1．28

m；式中：S：油膜影响的距离，

L：油膜扩展长度，m；L=L1+L2+L3

表1

水面宽（m）

150

平均水深（m）

1．0

平均流速（m/s）

0.73

（2）计算时段的确定

根据输油管道发生泄漏事故经验数据，实际的应急响应时间及当地抢险物资配备情况和交通、人员条件分析，从溢油发生到全面展开污染控制和回收工作一般区段约需2小时左右，而5小时内可以保证各项工作的全面展开。因此，本文模如果未采取有效控拟在溢油事故发生后5小时内，

表2

min时间，102030405060

m距离，109．53158．42196．22228．24256．53282．16

min时间，708090100110120

制措施，河流受到石油类的污染情况。

3计算结果与分析

根据上述参数预测了管道发生漏油事故后，预

测不同流速情况下油膜在河流中的长度随时间的变化趋势，具体结果见表2和表3。

u=0

m距离，421．71438．20454．12469．53484．47498．98

min时间，200220240260280300

m距离，526．87553．41578．78603．14626．59649．22u=0.82m/s

m距离，6606．867107．107607．068106．768606．239105．49

min时间，200220240260280300

m距离，10103．4311100．7012097．3913093．5714089．2915084．61

溢油随时间扩散距离

min时间，130140150160170180

m距离，305．77327．79348．49368．08386．74404．59

表3

min时间，102030405060

m距离，546．761063．211574．112082．122588．263093．08

min时间，708090100110120

溢油随时间扩散距离

min时间，130140150160170180

m距离，3596．894099．894602．245104．045605．376106．29

（下转第125页）

·194·

参考文献：

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櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗（上接第194页）

从表2和表3中可以看出，随着河流流速的增油膜扩散速度和范围也越大，对河流影响也越大，

在发生溢大。在正常流速情况下（u=0.82m/s），30min油膜将到达距离穿越点1.5km油事故时，

1小时后，5处，油膜将到达距离穿越点3.09km处，小时后，油膜影响范围达15km，对周边河流及沿岸生态环境造成较大的污染影响。

流两端的截断阀门，有效控制泄漏源，避免继续泄漏。（2）立即向当地政府、主管部门报告，征得政府启动风险应急预案，同时通知河流下的支持和援助，

游和周边群众做好污染防范工作。（3）采取设置拦油栅、喷洒活塞膜化学药剂、油聚集剂等措施限制漏油的扩散。（4）采用专门的撇油器回收泄漏成品油，恢复污染现场的环境。（5）加强环境监测工作，并及时发布信息。

4

4．1

风险防范与应急措施

风险防范措施

（1）在地质条件允许的前提下，重要河流穿越

5结论

（1）研究结果表明：原油管道大规模泄漏入河1

优先采用定向钻穿越的方式。（2）河流穿越段管线适当增厚管径，提高防腐等级。（3）河流穿越两侧设置截断阀室，一旦发生泄漏事故能够及时截断。（4）针对河流穿越作好事故应急预案，配备消油、隔油及灭火、抢修设备。（5）设立明显的标志桩、提示牌和警示标志。（6）增加河流穿越段线路的巡检频率，并且巡线应与当地村民加强联系，做到群防群最大限度地保护管道安全。治，4．2

泄露应急措施

（1）一旦发现油品泄漏，立即采取措施，关闭河

小时后，油膜影响范围达3.09km，油膜面积较大，将对河流及沿岸生态环境造成较严重的污染。

（2）提出了管道泄漏的风险防范和应急措施，可减缓事故对水体的影响，为同类管道项目的风险评价与控制提供参考。

参考文献：

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·125·