李伟
国家管网集团东部原油储运有限公司新乡输油处 河南 新乡453000
摘要：气象灾害是自然灾害中最为频繁而又严重的灾害，对安全生产造成较大影响，其引发的灾难事故时有发生，受到了各级政府部门的高度重视。气象部门在经济社会发展和防灾减灾救灾工作中，发挥着重要的服务保障作用。中国气象局和国家安全生产监督管理总局联合印发《关于进一步强化气象相关安全生产工作的通知》，对深化气象为安全生产服务保障工作，有效预防气象安全生产事故和气象因素直接造成或诱发的相关重特大生产安全事故的发生提出了要求，明确提出，各级气象、安全生产监督管理部门按照各自职责，准确把握气象安全生产工作的规律和特点，推行气象安全风险管控，共同抓好安全生产气象灾害风险评估和隐患排查工作。本文以服务中缅油气管道等易燃易爆场所为例，总结开展易燃易爆场所气象灾害风险管控和隐患排查治理服务的经验，为易燃易爆场所管控气象灾害风险提供参考。
关键词：油气管道；地质灾害；北斗卫星；微位移；监测预警
引言
油气长输管道一般具有长距离输送、沿山地等危险环境敷设、埋深较浅、采用薄壳钢管等特征，因此易受到地质灾害影响。加之输送易燃易爆介质，具有较高的安全风险隐患。为有效降低地质灾害对油气长输管道造成的危害，地质灾害监测预警成为油气长输管道生产安全管理的重点。本文对油气长输管道地质灾害监测预警技术进行探讨。
1北斗卫星微位移监测模块
北斗微位移监测模块用于采集、存储及向数据平台回传卫星观测数据，监测模块采用高精度北斗微位移监测设备，由北斗天线、北斗接收机、通信设备、避雷针、市电避雷器组成，其中接收机、市电避雷器、通信设备布设于防雨机柜中，通过与周边北斗地面基准站的数据进行差分计算，可实现高精度监测。常用的北斗地面基准站有两种形式:一是国家建设的地基增强网，由若干台遍布全国范围的地面基准站组成;二是自建用户基准站。为保证监测精度，要求监测点距离北斗地面基准站在10km以内，如果监测点距离国家设立的基准站较远，则需自建地面基准站。
2地质灾害类型
油气长输管道地质灾害类型丰富，包括滑坡、崩塌、水毁等。滑坡破坏性极大，能够诱发不同类型的滑动破坏，对管道形成牵引、推挤破坏。崩塌是比较常见的地质灾害，下落的岩土在重力作用下冲砸破坏油气管道，造成安全事故。按照水毁发育地段不同，水毁灾害包括坡面水毁、河沟道水毁、台田地水毁，是地质灾害中发育范围最为广泛的灾害，对管道、挡墙、截排水沟造成损坏。在水流冲刷作用下，易使埋深较浅的油气管道出现悬空、漂管等情况，威胁油气管道安全。
3智能光纤预警系统构成
智能光纤预警系统主要由光纤传感系统和信号识别系统组成。首先，光纤传感系统通过实时收集管道附近土壤的振动信号来监测入侵事件。?-OTDR分布式光纤传感系统使用窄线宽激光源，输出后向瑞利散射光干涉的结果。当地面发生入侵事件时，会导致土壤振动。产生的压力将作用于与管道放置在同一凹槽中的光纤。由于光弹性效应，相应位置处的光纤的折射率将改变。这将导致该点的光相位发生变化。由于干涉作用，相位的变化将引起后向瑞利散射光的强度变化。因此，当入侵者在某一时刻入侵时，相应位置的强度将不同于前一时刻没有入侵时的强度，而在其他位置检测到的光强度保持不变。根据振动发生前后的时间跟踪信号之间的差异，可以准确定位干扰的位置。
3地质灾害监测技术
3.1 分布式光纤监测系统
分布式光纤传感技术是近年发展起来的极具应用价值的地质灾害监测技术，经过不断地试验研究，并借鉴其他光纤传感技术的应用经验，该技术在斜坡变形监测应用中的相关问题逐步得到解决，并积累了一定经验。
在斜坡变形监测中，当光纤敷设工艺完备时，通过影响关系式，可确立光纤布里渊频移与斜坡变形、环境温度之间的线性变化关系，从而实现对斜坡变形的分布式监测。
3.2位置解算方法
北斗微位移监测模块每小时一次采集自身位置与北斗卫星的距离和对应时间，根据所在区域北斗卫星网在天空的分布情况不同，每次接收来自3颗或更多颗北斗卫星的信号。该信号通过解算获得地灾监测点在三维空间的位置，用坐标［x1，y1，z1］表示，此时位置信息包含的误差包含时钟差、电离层误差、大气折射误差、卫星轨道误差等，监测精度为米级。地面基准站在布设时精确位置已知，用于接收多颗卫星信号，将其获取的观测值与已知的标准值对比，即可获取到基准站位置的时钟差、电离层误差、大气折射误差、卫星轨道误差，得到校正值。监测站与基准站位置相近，各类误差也大致相等，监测站在接收卫星信号时，也同步接收基准站发送的校正。
3.3GPS监测系统
根据GPS监测结果可对油气长输管道中的简易裂缝监测结果进行统计，发现在监测期中斜坡体整体变形量以及变形速率［7］。目前，针对滑坡监测的GPS监测系统测量分辨率为1μm。通常需要在斜坡体中埋设10个左右的监测墩，其中两个为基准点。即使建立了GPS监测系统，地表巡查仍是地质灾害监测工作中的重要一项。通过人工巡视，可进一步对地质灾害体的变形特点与实际情况进行分析.
3.4提升气象灾害风险管理综合效益
易燃易爆场所对气象服务需求十分迫切，通过开展气象灾害风险管控和隐患排查治理服务，不但可以加强安全生产气象灾害风险管理，强化气象相关安全生产工作，还可以大大提高专业气象服务效益。实践证明，面向易燃易爆场所的气象服务还有很大的市场和需求，通过开展气象灾害风险管控和隐患排查治理服务，有利于满足市场服务需求，发挥部门技术优势，更好地为防灾减灾救灾和安全生产提供气象服务保障。以气象灾害风险管控和隐患排查治理服务为途径，为易燃易爆场所提供定制化、精细化和综合全面的气象服务，可以有效提升气象灾害风险管理的综合效益。
3.5数据传输系统
地质灾害数据传输的主要功能是将野外实时采集的数据信息传输至智能分析平台。在构建传输网络时，基于远程无线传输技术将是首选方式，针对某些地质灾害隐患区域，可以考虑通过部署卫星通信模块进行补充［11］。通信发送终端与灾害现场监测点连接，出于低功耗考虑，在非传输状态下通信发送终端处于睡眠状态，当接收到发送指令后可立即被唤醒，并在10s内完成数据发送。监测现场供电装置必不可少，供电装置可采用由单晶硅太阳能板、充电电路、铅酸蓄电池、电压变换电路、开关控制电路等组成的太阳能供电系统。
结束语
通过将形变数据与同时期的降雨量数据进行对比，发现当出现暴雨等降雨增多的情况下，滑坡体的位移也相应地发生加剧变化。因此，可以开展降雨监测，研究降雨数据与位移数据之间的相关关系，确定诱发滑坡的降雨阈值，提高预警工作的准确性。北斗卫星微位移监测数据很好地展现了滑坡位移过程，并对灾害体运移趋势进行了预测预警，建议在接下来的汛期，应当对管道所在处滑坡体微位移状态进行更多的分析研究，及时更新预警信息，提前采取防治措施。
参考文献
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