埋地成品油管道小孔泄漏土壤入渗规律研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:voyager4032
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随着我国经济的快速发展,对作为重要的战略能源的成品油的需求量日益增长。目前我国成品油主要的运输方式为埋地管道运输。由于腐蚀、误操作及三方破坏等原因输油管道会发生小孔泄漏事故,事故不仅影响能源安全造成经济损失,泄漏油品还会入渗周围土壤引发次生环境污染。管道小孔泄漏事故泄漏的油品流量小,不易检测。因此,研究成品油管道小孔泄漏事故所泄漏的油品在土壤中的入渗规律对于预测泄漏油品累计入渗量和入渗湿润锋面运移情况以及后续事故处理具有重要的指导意义。本文针对成品油管道发生小孔泄漏事故后,泄漏油品在管道周围土壤内入渗的累计入渗量和湿润锋面运移速度这两个土壤入渗关键参数进行实验研究。本研究按照国际土壤颗粒分级制度选取三种具有代表性的土壤(粗砂粒、细砂粒、粉粒)作为实验介质。选取92#汽油、0#柴油和水作为入渗流体,测得不同入渗流体在各实验土壤中的完整特征曲线并使用RETC软件计算出特征曲线函数。通过分析,粒径较小的土壤在相同实验条件下基质势能更大,对92#汽油、0#柴油及水的持有力更强,对入渗流体在其中运移会造成更大阻碍。因此,成品油管道铺设时会于管壁侧设置细砂防渗层降低泄漏影响。本研究为模拟成品油管道小孔泄漏后于分层土壤中的入渗情况,设计了土壤分层入渗实验,通过实验结果分析,实验流体入渗的湿润锋面运移速度为92#汽油最快、水其次、0#柴油最慢。在不同粒径的土壤中,累计入渗量主要由土壤的孔隙度,初始含水率及饱和含水率决定,相同的入渗流体入渗实验中,累计入渗量为粗砂粒最大,细砂粒次之,粉土最小。为准确描述入渗流体的累计入渗量以及湿润锋面运移规律,本研究对传统的Gree n-Ampt入渗数学模型的参数和形式进行修正,并引入阻渗率这一概念用来综合描述分层土壤界面对流体入渗的阻碍作用。相比传统的入渗数学模型以及Hydrus-1D入渗软件的计算结果,本研究修正后的入渗数学模型计算结果更为准确得描述了92#汽油、0#柴油及水在分层土壤内入渗的湿润锋面运移情况及累计入渗量,可为成品油管道长时间稳定小流量的小孔泄漏累计入渗量预测以及入渗湿润锋面运移研究提供指导和参考。
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