基于灾害动态演化过程的管道滑坡灾害多因素耦合预警模型

长输油气管道不可避免地要穿越地质环境条件复杂的山区,遭受各类地质灾害威胁。滑坡灾害是最为严重的地质灾害之一。为了实现管道滑坡灾害的提前预判,通常设定多项监测预警指标进行监测,但是,由于忽略了各指标之间的关联性,导致大量的错报与误报。本文通过对管道滑坡灾害动态演化过程分析,提出了管道滑坡灾害动态演化的4个阶段:①滑坡区降雨,地表入渗;②地下水位上升,坡体自重增加,岩土力学参数降低;③坡体产生局部变形;④滑坡整体失稳下滑作用于管道。提取了灾害变形、外界诱发因素、管道应力应变3种类型监测关键指标,构建了管道滑坡灾害监测指标体系,在此基础之上,提出基于灾害动态演化过程的管道滑坡灾害多因素耦合预警模型。该模型通过综合考虑灾害变形指标、外界诱发指标、管道力学指标之间的耦合关系,构建出了多维度预警等级判据。模型在贵州某天然气管道滑坡开展示范应用,先后成功发布蓝色、黄色、红色预警信息,为滑坡的应急处置与抢险提供了充足的响应时间,保障了管道的运营安全。该模型避免了因降雨过多即发出高预警等级的问题,进一步提高了预警准确度,使得预警结果更符合实际,可以为管道滑坡灾害的监测预警工作提供一定的参考与借鉴。

多影响因素下管道滑坡地质灾害预警模型研究

我国陆上油气管道总里程长、分布广阔。基于各方面的考虑,管道可能敷设在滑坡易发的山区,人类工程活动或者地震等地质活动也可能导致管道敷设地发生滑坡。滑坡能够导致管道发生变形甚至破坏,进而影响管网的正常运营。因此,研究滑坡导致管道的变形的影响因素,量化这些因素的影响力,并基于这些因素建立油气管道滑坡地质灾害预警模型是非常必要的。首先对我国东南区域四条管道沿线的滑坡灾害点进行了踏勘。结果表明,管道沿线滑坡主要以土质小型滑坡为主,同时管道变形主要受滑坡的规模和管道在滑坡体中的位置影响;随后以滑坡的规模(滑坡长度、宽度、厚度以及坡度)以及管道在滑坡体中的位置为变量展开了数值模拟分析,基于数值模拟结果量化了各因素的影响力,形成单个影响因素的影响函数,将各影响函数相乘给出整体的影响函数。以影响函数为基础,建立了分阶段的管道滑坡地质灾害预警模型。该预警模型的建立有助于管道滑坡地质灾害的监测和评估,可以有效减降低所监测区域管道滑坡地质灾害风险,为管道滑坡地质灾害的防控措施采用提供决策依据,保护管道的运营安全,具有显著的社会效益和经济效益。