西南某岩溶区地下水系统示踪试验与解析

以西南某典型岩溶区为例,解析示踪试验在岩溶管道连通性以及获取水文地质参数中的应用。选择落水洞为投放点,分别从落水洞西侧和东侧寻找地下水出露点作为接收点,判别落水洞地下径流的实际去向以及落水洞与接收点之间的水力联系。结合Qtracer2软件对示踪试验成果进行定量解析,确定示踪剂回收率、地下水平均流速、最快流速,估算出岩溶管道结构特征和水文地质参数。结果表明:落水洞与接收点JS01、JS03之间不存在直接水力联系;落水洞与接收点JS02存在水力联系且岩溶管道极为发育,含水介质不均匀,地下水运移路径较为通畅,为典型的紊流流态;落水洞地下径流的主要方向是由西向东,但在丰水期雨量较大期间,接收点JS04能够接收到荧光素钠,说明丰水期水位上涨后两者间会有水力联系,导致部分水量向落水洞西侧排泄。     

基于GIS的化学品管道输送监控预警系统研究与开发

管道输送以其效率高、成本低等优势在化工企业与园区中得到广泛应用。管道输送的规范管理和安全监控是管道高效安全运行的基础保障。本研究根据天津临港工业区管廊数据管理和管道泄漏检测的实际需求,设计开发了化学品管道输送监控预警系统,将GIS技术和泄漏检测模型有机集成,实现了数据的统一管理和综合查询、管道运行的远程监控和管道泄漏检测及空间定位等功能,可有效提高管廊系统日常管理效率和事故决策分析水平。系统以＂方案＂的形式组织管理所有数据,可适用于其他地区管廊的监控管理,具有较好的可推广性。     

管道流模型参数敏感性分析及其在许家沟泉域的应用

在岩溶含水系统中,作为主要排水通道的管道对泉流量动态具有一定的控制作用,而管道特征参数对流量变化亦有影响。为确定管道各参数的影响,前人以管道发育的岩溶水系统为研究对象,进行了短时间序列泉流量响应的分析探讨,而对岩溶管道不十分发育的岩溶水系统的研究较薄弱。为此,本研究结合北方岩溶水系统的发育特征,借助CFP管道流模型对管道各参数对岩溶系统流量和流态的影响程度及各参数的敏感性进行了分析,而后基于河南鹤壁许家沟泉域岩溶水文地质特征构建了泉域的MODFLOW-CFP模型,对泉域岩溶地下水渗流进行了模拟,并对不同降水保证率下的泉流量进行了预测。结果表明:管道流量与管壁渗透系数、管道坡度和管径呈正相关,而随弯曲度和埋深的增加管道流量呈先增大后减小的趋势。管壁粗糙度对流量的影响较小,且呈现出一定的波动性,尤其是当管壁粗糙度较小时,波动比较明显。经敏感性分析发现,管壁渗透系数和埋深的敏感性最高,其次为弯曲度和管道坡度,而管道直径和管壁粗糙度敏感性最低。许家沟泉域在25%降水保证率下,年最大泉流量为0.45 m3/s,平均泉流量为0.36 m3/s;在75%降水保证率下,年最大泉流量为0.41 m3/s,平均泉流量为0.31 m3/s,与实际情况吻合。该法可为我国北方岩溶区水资源评价及泉域水资源开发保护提供借鉴。     

室内管道系统抗震研究综述

根据最新震害统计资料发现,非结构构件在地震中造成的经济损失远大于结构构件。非结构构件按照地震反应特征可分为位移敏感型构件和加速度敏感型构件。其中,位移敏感型构件的破坏多受层间位移角控制,主要采用拟静力试验进行研究;加速度敏感型构件的破坏多受楼面加速度的控制,主要采用振动台试验进行研究。室内管道系统是非结构构件的重要组成部分,室内管道系统中的立管和水平管分别属于位移敏感型和加速度敏感型构件。本文系统地论述了近年来国内外学者开展的关于室内管道系统的抗震研究工作,并对室内管道系统下一步的研究工作提出了建议。     

穿越走滑断层海底管道局部屈曲研究及应变响应预测

海洋地震频繁且海底土体环境复杂,当地震导致断层土体发生永久变形后,穿越断层的海底埋地管道也将受迫发生变形。为确定变形后的管道能否正常工作,需根据实际工况对其进行应变响应预测。首先通过有限元计算软件ABAQUS建立管道与走滑断层的三维实体模型,模拟管-土间的接触作用并通过等效边界方法修正模型,得到管道局部屈曲破坏形式及应变分布情况。然后,通过调整有限元模型参数对断层交角、管道工作内压、管道径厚比对管道极限塑性应变的影响进行敏感性分析,定性分析不同敏感性因素对穿越走滑断层海底管道应变响应的影响。最后,在数值模拟数据的基础上通过MATLAB软件利用基于遗传算法优化的BP神经网络实现对管道应变响应的精确预测。结果表明:穿越走滑断层管道在发生局部屈曲时,可根据轴向压缩应变突变现象确定管道局部屈曲时对应的断层位移,并且断层交角、管道工作内压和管道径厚比都会对跨断层管道应变响应产生影响。     

斜纤蛇纹石的管道水特征研究

河北涞源斜纤蛇纹石为较小的中孔纳米管材料,通过氮吸脱附法、差热和热重曲线分析法、差示扫描量热分析法和红外光谱分析法,主要分析了其纳米管中管道水特征,明确了管道水作为有效加速剂和载体的作用,对以及对抗拉强度和介电常数的影响。研究表明斜纤蛇纹石纳米管中存在管道水(属于吸附水),去除温度在240℃±,内径为2nm～3nm的纳米管中管道水含量最高,管道水含量与纳米管分散度成反比。     

全极化探地雷达地下管道分类识别技术

常规探地雷达大多数是单极化雷达,单极化雷达只能获得单极化数据,对复杂环境中管道准确快速地识别比较困难。为了解决此问题,本文采用了全极化探地雷达识别管道的方法,提取了单一管道目标、多个管道目标中任何一个管道目标和受其他目标影响的管道目标的极化属性。结果表明,全极化探地雷达技术对处于极化属性受到影响环境下的管道目标均能较好地识别。因此,全极化探地雷达能够获得更加全面的目标体极化信息,有效地解决了复杂环境中管道准确快速识别比较困难的问题。     

上覆硬质保护层海底管道检测技术探讨

海底管道在油气工业中发挥着重要作用,为保障其安全运营必须定期进行检测掌握其在海底的状态。有的海底管道在铺设时为其安全考虑,在海底管道上方覆盖了抛石等硬质保护层,这样就导致在海底管道定期检测时一些检测仪器难以探测到硬质保护层下海底管道的位置和埋深,而浅地层剖面仪和磁力仪仍然可以不同程度地实现这种情况下的海底管道检测。文中对浅地层剖面仪和磁力仪的原理进行了介绍并对其在上覆抛石等硬质保护层海底管道检测中的应用进行了分析探讨。分析结果表明浅地层剖面仪和磁力仪组成的综合检测系统对上覆硬质保护层的海底管道探测有一定效果,可查明海硬质保护层下海底管道的位置和埋深,为海底管道的安全管理和维护提供数据支持,也可为其他类似海底管道检测提供参考。     

海底管道出露悬空环境风险的定量评价研究

海底管道是海洋油气输送的主要方式,其运行状况直接关系到海上油气田的安全和海洋生态环境的质量。本文先以海底管道出露悬空作为故障树的顶事件,分析出海洋环境中各项基本事件,构建针对海洋环境的海底管道故障树模型;再以灰色模糊识别为理论基础,量化对海底管道安全有影响的海洋环境因素,并以层次分析法对每个风险因素进行分级赋权,确定评价指标范围和权重,进而构建海洋环境条件的海底管道风险评价体系。利用该体系对平湖油气田海底管道4个区段进行环境风险评价,避免了将整段管道一同评价导致的信息均等化,评价结果不能真实反映风险等级高的区段的情况;评价结果与管道2014~2016年现场检测数据对比,两者均显示P2分区中海底管道的风险等级较高,说明了该模型具有一定的合理性和实用性。     

侧扫声呐声波掠射角对海底管道检测的影响

在侧扫声呐系统检测海底管道的过程中,声波掠射角是影响检测效果的重要因素。本文针对影响侧扫声呐声波掠射角的主要因素进行了系统研究,推导出声波掠射角与其影响因素的关系表达式,并给出了考虑管径条件下海底管道悬空高度的计算式;进行了不同声波掠射角下侧扫声呐系统检测海底管道的试验,试验结果表明,当侧扫声呐声波掠射角介于14°~20°时,检测效果最好,声波掠射角过小或过大,均会使检测结果出现较大误差。