【论文精选】汛期自然灾害对燃气设施的影响及防范

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作 者： 李旭，彭知军，张仕安，许开军，刘敏鸿

第一作者单位： 天伦燃气控股有限公司

摘自《煤气与热力》2023年6月刊

参考文献示例

李旭，彭知军，张仕安，等 .   汛期自然灾害对燃气设施的影响及防范 ［J］.    煤气与热力， 2023，43（6） ：A23-A28.

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燃 气管道

1    概述

当前全球气候变暖，汛期自然灾害多发。 2021 年汛期全国先后共出现 42 次强降雨 ^{［ 1-2 ］} ，多地降水量屡破历史极值，特别是郑州“ 7 · 20 ”特别重大自然灾害导致严重城市内涝、河流洪水、山洪滑坡等次生灾害，造成重大人员伤亡和财产损失 ^{［ 3 ］} 。

汛期常见灾害天气主要有暴雨、大风、强对流等，其中强对流天气又分为龙卷风、雷电、冰雹等。灾害天气本身以及其导致的次生灾害严重威胁燃气设施安全。汛期自然灾害具有突发性强、对燃气设施影响范围大、应急抢险难度大等特点。

部分燃气公司对自然灾害对燃气设施造成的影响关注较少，在设计、施工、运行维护、应急抢险等方面防范不足，造成不良后果。需强调的是，正常情况下自然灾害造成的事故不属于生产安全事故，但是在能够预见或者能够防范可能发生的自然灾害情况下，因防范措施不落实、应急救援预案或者防范救援措施不力，由自然灾害引发造成人身伤亡或者经济损失的事故，属于生产安全事故。

当前业内关于地质灾害对燃气设施的影响研究主要集中在长输管道，对城镇燃气设施的影响关注不足。本文针对 2021 年汛期 （ 6 — 9 月 ） 发生的 39 起自然灾害，深入分析自然灾害对燃气设施造成的影响，提出防范措施。

2    影响分析

2.1   地区分布

39 起自然灾害分布在河南、河北、福建，涉及 4 个地级市、 17 个县。共造成 592 处燃气设施受损，其中 509 处分布在农村，占比 85.98% ； 83 处在城市，占比 14.02% 。近年来随着煤改气、燃气下乡等工程的大力推进，燃气设施农村化、山地化趋势明显，与城市相比，农村燃气设施更易受到自然灾害影响，这与农村燃气设施距离远、地域范围广、沿途地质情况复杂、危房较多等因素有关。

2.2   灾害天气

我国气象灾害预警依据灾害可能造成的危害程度、紧急程度和发展态势划分为 4 级：Ⅳ级（一般）、Ⅲ级（较重）、Ⅱ级（严重）、Ⅰ级（特别严重），依次用蓝色、黄色、橙色、红色表示。

39 起自然灾害中，有 37 起灾害当地气象部门提前发布了预警信息，共涉及 83 种类别，其中 29 起灾害发布了多种类别预警信息，如 2021 年 7 月 8 日沁阳市先后发布暴雨橙色预警、雷电黄色预警、大风黄色预警、冰雹橙色预警、高温红色预警等预警信息。

2.2.1  预警级别

各预警级别出现次数与燃气设施受损数量统计见表 1 ，其中单次受损数量为燃气设施受损数量与预警级别出现次数之比。某处燃气设施受损可能同时涉及多种灾害天气预警级别，在统计预警级别的燃气设施受损数量时，各预警级别均计入该处燃气设施受损。由表 1 可知，黄色预警出现次数及造成的燃气设施受损数量最多，红色预警导致的单次受损数量最多。

表 1    各预警级别出现次数与燃气设施受损数量统计

2.2.2  灾害天气

灾害天气与燃气设施受损数量统计见表 2 。因为同一灾害天气，同一天内危害程度不断变化，预警级别也变化，为便于分析，取一天内预警级别最高者。由表 2 可知， 39 起灾害涉及暴雨、雷电、大风、冰雹、高温、地质灾害气象风险，其中暴雨、雷电、大风造成的损失较大。

表 2    灾害天气与燃气设施受损数量统计

①暴雨。预警级别主要为红色及橙色，二者造成的燃气设施受损数量占比逾 90% ，应重点关注红色及橙色预警。汛期暴雨局地性、突发性强，雨量大、危害大，易导致墙体、岩体、土壤强度下降，极易引发滑坡、山体崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降等地质灾害以及造成房屋、围墙倒塌。产生的洪水会引发桥梁、桥墩垮塌，砸坏燃气管道，甚至洪水直接冲毁燃气管道。伴随的大风易刮断或刮倒树木、电线杆，砸坏燃气设施，需重点防范。

②雷电。预警级别全部为黄色，共造成 426 处燃气设施受损。雷电天气常伴有短时大风、强降水、冰雹等，对燃气设施威胁较大。

③大风。预警级别主要集中在黄色及蓝色，共造成 360 处燃气设施受损。对于树木、电线杆倒伏问题需引起关注，汛期树木、电线杆受雨水浸泡根基失稳，在大风作用下易断裂、倒伏，压断或损坏架空燃气管道。本次统计的灾害中最大风力达 12 级。

2.3   受损类型

受损类型主要为管道断裂、管道弯曲变形、管道裸露、管道悬空或漂浮、阀井损坏、调压设施损坏、表具损坏、厂站设施损毁 8 种，受损类型分布见表 3 。

表 3    受损类型分布

由表 3 可知，管道断裂数量最多，主要原因为房屋或围墙砸塌（ 140 处）、大树或电线杆砸塌（ 89 处）以及水毁（ 21 处），主要集中在低压架空管道（ 244 处）及中压管道（ 21 处）。

管道弯曲变形集中在架空管道，管道裸露主要是埋地管道被洪水冲出，管道悬空主要由地面塌陷引起，管道漂浮主要为过河管段被洪水冲出。

在地区分布上，农村与城市燃气设施受损形式有所不同，农村管道断裂、管道弯曲变形数量最多，这与农村大面积敷设架空管道有关。城市主要表现为管道裸露、管道断裂、管道弯曲变形，具体见表 4 。

表 4    城市、农村燃气设施受损类型分布

2.4   受损原因

有 585 处明确了受损原因（见表 5 ），其中房屋或围墙倒塌（ 224 处）、大树或电线杆倒伏（ 143 处）、水毁（ 151 处）造成的燃气设施受损数量较多。

表 5    燃气设施受损原因分布

滑坡、山体崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降、水毁均属地质灾害，燃气设施受损数量总占比 36.9% 。对于灾害天气引发的地质灾害需引起大家关注，如： 2016 年 7 月 20 日，中石化川气东送天然气管道恩施崔坝段因强降雨引发地质滑坡，使天然气管道发生断裂，导致天然气泄漏爆炸，造成 2 人死亡， 9 人受伤 ^{［ 4 ］} 。 2017 年 7 月 2 日，持续强降雨引发边坡下陷侧滑，中石油晴隆沙子段天然气长输管道被挤断，导致天然气泄漏爆炸，造成 8 人死亡， 35 人受伤 ^{［ 5 ］} 。 2017 年 3 月 21 日，重庆市江北区次高压主气源管道因地质沉降导致燃气泄漏，造成重庆市 5 个行政区约 63 × 10 ⁴   户用户停气。

有 12 处随桥敷设的 燃气管道 、 15 处穿越河流的燃气管道被桥梁坍塌损毁或被洪水冲毁，因此在穿跨越河流及冲沟时需关注水毁因素。

在地区分布上，农村因房屋或围墙倒塌、大树或电线杆倒伏、水毁导致的燃气设施受损数量较多，城市因房屋或围墙倒塌、水毁造成的燃气设施受损数量较多，具体见表 6 。

表 6    城市、农村燃气设施受损原因分布

2.5   受损设施类型

本文次高压管道、中压管道、低压埋地管道、低压架空管道均指城镇 燃气管道 。受损设施中低压架空管道受损数量最多，共 379 处，由此可见架空管道更易受到自然灾害影响。受损设施类型分布见表 7 。

表 7    受损设施类型分布

架空管道：受损原因主要为房屋或围墙倒塌、大树或电线杆倒伏，管材主要为镀锌钢管，其中螺纹连接 315 处，焊接连接 60 处。

中压管道：受损原因主要为水毁（ 94 处）、地面塌陷（ 39 处），受损类型主要为管道裸露（ 104 处）、管道断裂（ 21 处），管材主要为 PE 管（ 126 处）。

长输管道：受损原因主要为水毁，受损类型为管道漂浮或裸露。

厂站：受损原因主要为围墙倒塌。

在地区分布上，燃气设施受损情况在城市与农村都主要集中在低压架空管道、中压管道。城市与农村燃气受损设施类型分布见表 8 。

表 8    城市、农村燃气受损设施类型分布

2.6   受损燃气管道材质

有 557 处明确了管材（分布见表 9 ），主要集中在镀锌钢管（ 361 处）及 PE 管（ 164 处），这与当前架空管道主要为镀锌钢管、埋地管道主要为 PE 管有关。

表 9    城市、农村受损燃气管道管材分布

3    防范建议

3.1   设计施工

设计应关注自然灾害影响，燃气设施尽量避开泄洪区、洪涝灾害和地质灾害地段，若无法避开，应采取相应保护措施，不同地理区域的地质灾害防治可参照 SY/T 6828 — 2017 《油气管道地质灾害风险管理技术规范》。

农村地区尽量减少架空管道，宜埋地敷设，以减少房屋、围墙坍塌以及树木、电线杆倒伏破坏架空管道的风险。确需采取架空安装的，应避开危房、土坯房、危墙，尽量采取焊接连接方式。

施工应严格照图施工，保障工程施工质量，做好管道保护措施，验收时重点关注。

3.2   运行维护

全面辨识汛期灾害天气及其引发的次生灾害（特别是地质灾害），实施分级管控，完善管网运行监测体系，关键位置设立监测预报预警装置，搭建灾害预警平台，提高监测自动化、智能化水平 ^{［ 6-7 ］} 。有条件的燃气公司可以为燃气设施购买保险，减少灾害造成的经济损失。加强管道巡护。合理配备巡线人员，提高员工技能。引入无人机等技术手段，及时掌握因自然灾害导致人员无法抵达的特殊地段的管道信息。汛期重点做好以下措施。

①安排专人收集气象预警信息，第一时间掌握雷电、强降雨、大（台）风等灾害天气预警信息，加强与属地政府对接，主动获取河流水位以及泄洪信息，及时采取应对措施，做好防汛物资准备。

②严格执行领导带班值班及 24 h 值班制度，做好应急值守工作，做到早预警、早准备、早防范，出现重大险情及时上报。

③对于厂站，检查厂站周边是否存在滑坡、泥石流风险；关注站房、围墙（挡土墙）是否开裂、漏水；及时加固维修建筑物及相关设施设备，疏通排水沟、雨污水井等排水设施；易积水区域增设围堰，备好排水泵和应急防汛器材。

④对于管网设施，关注易发生滑坡、泥石流、塌陷、山体崩塌等地质灾害区域的管段，及时整改消除隐患；对穿跨越河流、泄洪区等易受自然灾害影响的管段加大巡线频次；暴雨、雷电、大风等灾害天气发生后及时对燃气设施进行全面排查；对遭受重大自然灾害而受损严重的燃气设施，应进行全面泄漏检测，必要时进行安全评估。

3.3   应急抢险

建立完善自然灾害应急预案，明确不同等级暴雨、雷电气象灾害下的应急处置措施，与属地政府预案做好衔接，定期演练。

抢险现场环境往往较为复杂，需做好抢险人员自身安全防护，如防中暑、防触电、防坠落等，科学部署，预防次生灾害发生。

在抢险过程中做好燃气设施保护，与其他抢险单位做好信息沟通，防止其他抢险活动损坏燃气设施。

做好停气告知工作。将灾情信息及受影响户数及时上报属地政府，通过媒体、公众号等相关通信手段播报，防范供气中断或恢复供气引发用气事故。

3.4   农村地区

对于燃气企业，严格落实企业主体责任，充分发挥驻村安全员和村燃气安全协管员作用，做好日常运行维护和安全巡查工作，守牢农村燃气安全管理的第一道关口。加强与村委会联系，委托其协调清理树木及垮塌的围墙以及被雨水冲断的道路等，发挥先期处置作用。加强燃气安全宣传告知，提高用户安全用气意识，教育用户发现燃气设施受损后第一时间报警，不得擅自开启调压箱进口阀门。

属地政府应强化责任担当，切实担负起辖区农村燃气监管责任。

4    结论及建议

①通过分析 39 起自然灾害，得出暴雨、雷电、大风造成的损失较大，黄色预警出现次数及造成的燃气设施受损数量最多；在受损类型方面，管道断裂、弯曲变形、裸露数量最多，原因主要为房屋或围墙倒塌、水毁、大树或电线杆倒伏；在受损设施类型方面，低压架空管道受损数量最多。与城市相比，农村燃气设施更易受到自然灾害影响，农村应关注架空管道断裂、弯曲变形问题。

②对于长输管道建立了相应的地质灾害分类、评价标准及防护措施，但对城镇燃气管道尚未建立相关标准，特别是目前我们农村燃气快速发展，管网设施规模迅速扩大，沿途地质灾害较多，亟待建立相关标准。

③完善农村燃气设施设计标准，目前国家已发布《农村管道天然气工程技术导则》，但对设计要求较为笼统，建议进一步细化完善，充分考虑农村的房屋建筑形式、自然灾害特别是地质灾害情况。

④农村燃气设施具有点多面广、运行维护成本较高等特点，目前气价主要参考所属城市气价，建议适当提高农村气价或进行补贴。

⑤推进管网互联互通建设，提高自然灾害下供气保障能力，避免大面积、长时间停气。

⑥加强生态保护，在管道作业带及管道保护范围内合理栽植植被，做好水土保持，减少地质灾害发生 ^{［ 8 ］} 。

参考文献：

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［ 3 ］中华人民共和国应急管理部 .  河南郑州“ 7 · 20 ”特大暴雨灾害调查报告［ EB/OL ］． ［ 2022-01-21 ］．  https ： //www.mem.gov.cn/gk/sgcc/tbzdsgdcbg/202201/P020220121639049697767.pdf.

［ 4 ］中国裁判文书网． 湖北省恩施市人民法院行政判决书：（ 2019 ）鄂 2801 行初 83 号［ EB/OL ］ .  ［ 2022-07-03 ］． https ： //wenshu.court.gov.cn/website/wenshu/181107 ANFZ0BXSK4/index.html?docId=e743649c643f4acda3b5ab2700a433a8 ．

［ 5 ］贵州省应急管理厅 .  中石油中缅天然气管道黔西南州晴隆段“ 6.10 ”泄漏燃爆较大事故调查报告［ EB/OL ］． ［ 2019-05-07 ］．  http ： //yjgl.guizhou.gov.cn/kp/aqsc_5888792/202111/t20211126_71812610.html.

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［ 8 ］李越，刘波 .  油气长输管道建设中地质灾害风险管理的研究与应用——以阆中 - 南充长输管道为例［ J ］ .  灾害学， 2018 （ 1 ）： 152-155 ， 161.

（本文责任编辑：林国真）

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