摘要：對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的地震破壞等級(jí)進(jìn)行劃分，提出了燃?xì)夤芫W(wǎng)地震經(jīng)濟(jì)損失的計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤芫W(wǎng)；  地震破壞等級(jí)；  經(jīng)濟(jì)損失；  地震災(zāi)害損失評(píng)估

Study on Assessment Technology for Earthquake Disaster Damage to Gas Pipe Network

Abstract: The grade of earthquake damage to gas pipe network is classified. A calculation method of economic loss for gas pipe network from earthquake is proposed.

Key words: gas damage grade；economic damage assessment pipe network；earthquake loss；earthquake disaster

1 概述

地震發(fā)生后，對(duì)地震災(zāi)害損失進(jìn)行科學(xué)地統(tǒng)計(jì)和評(píng)估，是地震應(yīng)急救援和決策的基礎(chǔ)，也是地震災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建的重要依據(jù)^[1-2]。燃?xì)庀到y(tǒng)作為生命線系統(tǒng)中重要的能源供應(yīng)子系統(tǒng)之一，是維系現(xiàn)代城市功能和區(qū)域經(jīng)濟(jì)功能的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)燃?xì)庀到y(tǒng)地震災(zāi)害損失進(jìn)行正確評(píng)估。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)燃?xì)庀到y(tǒng)的地震災(zāi)害進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，得到了一系列的研究成果^[3-6]。但對(duì)整個(gè)燃?xì)庀到y(tǒng)災(zāi)后經(jīng)濟(jì)損失的評(píng)估研究較少，特別是在實(shí)際應(yīng)用方面的研究成果較少。

汶川地震中，由于缺少震害損失評(píng)估的具體方法和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，地震現(xiàn)場(chǎng)的地震災(zāi)害損失評(píng)估效率低，準(zhǔn)確性差，說(shuō)服力不強(qiáng)，調(diào)查結(jié)果十分混亂，概念和邊界不清楚，現(xiàn)有的研究成果無(wú)法滿足實(shí)際需求。

本文對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的地震破壞等級(jí)劃分以及經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算方法進(jìn)行分析研究，為燃?xì)夤芫W(wǎng)災(zāi)害損失評(píng)估提供依據(jù)。

2 燃?xì)夤芫W(wǎng)地震破壞等級(jí)劃分

破壞等級(jí)劃分方法或標(biāo)準(zhǔn)是工程震害科學(xué)考察、損失評(píng)估以及震害預(yù)測(cè)等工作的基礎(chǔ)，一般是將破壞狀態(tài)劃分為數(shù)個(gè)等級(jí)，各個(gè)破壞等級(jí)對(duì)應(yīng)不同的破壞狀態(tài)指標(biāo)及宏觀描述。GB／T 24336-2009《生命線工程地震破壞等級(jí)劃分》對(duì)于管道破壞等級(jí)劃分是以平均每lo km管道內(nèi)的泄漏點(diǎn)個(gè)數(shù)為劃分標(biāo)準(zhǔn)：

Ⅰ級(jí)：管道受災(zāi)程度：管道無(wú)破損；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：功能正常。

Ⅱ級(jí)：管道受災(zāi)程度：管道局部出現(xiàn)小漏點(diǎn)，每10 km管道的泄漏點(diǎn)數(shù)小于2；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：基本正常。

Ⅲ級(jí)：管道受災(zāi)程度：管道破裂、漏氣，每10 km管道內(nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)為2～5；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：基本喪失。

Ⅳ級(jí)：管道受災(zāi)程度：管道斷裂并嚴(yán)重泄漏，每10 km管道內(nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)為6～12；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：功能喪失，必須大修。

V級(jí)：管道受災(zāi)程度：每l0 km管道內(nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)超過(guò)12；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：需要重建。

該劃分標(biāo)準(zhǔn)比較適用于長(zhǎng)輸管道，因?yàn)殚L(zhǎng)輸管道一般線路簡(jiǎn)單，且敷設(shè)地點(diǎn)相對(duì)偏僻，統(tǒng)計(jì)每10km燃?xì)夤艿纼?nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)量相對(duì)比較容易。而城市燃?xì)夤芫W(wǎng)一般比較復(fù)雜，在同一地段可能有多種壓力級(jí)制的管道，統(tǒng)計(jì)每10 km的燃?xì)夤艿纼?nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)量難度很大。

GB／T 24336-2009在供水管道破壞等級(jí)劃分中引入了供水量下降百分比的規(guī)定(例如供水量下降幅度小于10％，則為Ⅱ級(jí)；供水量下降幅度達(dá)30％，則為Ⅲ級(jí))，考慮可以在燃?xì)夤艿赖钠茐牡燃?jí)劃分中加以借鑒。但由于燃?xì)庀到y(tǒng)的特殊性，為避免次生災(zāi)害的發(fā)生，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，首先要關(guān)閉或者降壓供氣，緊急檢測(cè)及搶修，然后才逐步恢復(fù)供氣。震后一段時(shí)間內(nèi)，震害較嚴(yán)重地區(qū)因用戶恐慌而不用氣，日供氣量會(huì)降低。如只采用供氣量下降百分比的方法進(jìn)行破壞等級(jí)劃分，可能會(huì)局部失真。GB／T 24336-2009在輸油系統(tǒng)中引入了功能恢復(fù)時(shí)間的理念，即系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的維護(hù)檢修，系統(tǒng)功能恢復(fù)正常。考慮到燃?xì)夤艿篮洼斢凸艿涝谡鸷ι嫌幸恍┫嗨浦?，可以在燃?xì)夤艿乐屑右越梃b。因此，對(duì)于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的破壞等級(jí)，我們建議采用統(tǒng)計(jì)管網(wǎng)小時(shí)供氣量下降率、管道破壞處數(shù)量以及供氣管網(wǎng)功能恢復(fù)時(shí)問(wèn)的方法綜合評(píng)價(jià)。具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：

Ⅰ級(jí)：燃?xì)夤芫W(wǎng)受災(zāi)程度：管道和設(shè)備完好，接口和焊縫無(wú)損害、無(wú)泄漏；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：功能正常。

Ⅱ級(jí)：燃?xì)夤芫W(wǎng)受災(zāi)程度：管道出現(xiàn)泄漏點(diǎn)，每10 km燃?xì)夤艿纼?nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)小于2，管網(wǎng)小時(shí)供氣量下降10％，管網(wǎng)功能在1 d內(nèi)喪失；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：功能基本正常，需對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)。

Ⅲ級(jí)：燃?xì)夤芫W(wǎng)受災(zāi)程度：管道出現(xiàn)接口斷裂等破壞現(xiàn)象，每l0 km燃?xì)夤艿纼?nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)為2～5，管網(wǎng)小時(shí)供氣量下降30％，管網(wǎng)功能在3 d內(nèi)喪失；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：功能基本喪失，需要搶修方可使用。

Ⅳ級(jí)：燃?xì)夤芫W(wǎng)受災(zāi)程度：管道出現(xiàn)斷裂、泄漏，每10 km燃?xì)夤艿纼?nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)為6～12，管道失去輸氣能力，無(wú)法正常運(yùn)行；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：功能喪失，需要大修方可恢復(fù)正常功能。

V級(jí)：燃?xì)夤芫W(wǎng)受災(zāi)程度：管道出現(xiàn)破裂、泄漏，每10 km燃?xì)夤艿纼?nèi)的泄漏點(diǎn)數(shù)超過(guò)l2，管道輸氣功能完全喪失；燃?xì)庀到y(tǒng)功能狀態(tài)：功能完全喪失，區(qū)域管網(wǎng)需要重建。

3 燃?xì)夤芫W(wǎng)經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算

①燃?xì)夤艿赖囊讚p性分析

易損性分析是燃?xì)庀到y(tǒng)中土建、管網(wǎng)等設(shè)施的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析的重要環(huán)節(jié)。震害率(單位長(zhǎng)度管道內(nèi)的破壞處數(shù)量)是評(píng)價(jià)場(chǎng)地地震危險(xiǎn)性和管道易損性的綜合指標(biāo)，尤其在某些不便使用更精確的分析方法的情況下，根據(jù)某個(gè)地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)判定其震害率是個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單適用的方法。因此建議采用管道平均震害率來(lái)表述燃?xì)夤艿赖囊讚p性。

管道平均震害率可以通過(guò)以下兩種方法確定：a.為了獲取第一手資料，需要進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，利用現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)的真實(shí)數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算區(qū)域內(nèi)的管道平均震害率，計(jì)算結(jié)果比較切合實(shí)際。b.由于震后現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，通常不具備現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的條件，很難進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地統(tǒng)計(jì)。在這種條件下，可以根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的豐富經(jīng)驗(yàn)綜合評(píng)定確定，然后通過(guò)后續(xù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

②燃?xì)夤芫W(wǎng)經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算

由于燃?xì)夤艿婪植紡V，不同區(qū)域需要的管材、管徑往往不同，因此在計(jì)算管道損失時(shí)，針對(duì)震后被破壞區(qū)域，區(qū)分不同管徑、管材，分別根據(jù)破壞區(qū)域內(nèi)的管道長(zhǎng)度、單位長(zhǎng)度管道內(nèi)的破壞處數(shù)量、管道每處破壞處的維修費(fèi)用進(jìn)行綜合測(cè)算，見(jiàn)式(1)：

Y=LyC    (1)

式中 Y——震后城市燃?xì)夤艿赖慕?jīng)濟(jì)損失，元

     L——破壞區(qū)域內(nèi)的城市燃?xì)夤艿篱L(zhǎng)度，km

     Y——單位長(zhǎng)度城市燃?xì)夤艿纼?nèi)的破壞處數(shù)量，處／km

     C——城市燃?xì)夤艿烂刻幤茐奶幍男迯?fù)費(fèi)用，元/處

地震對(duì)城市燃?xì)夤艿涝斐傻慕?jīng)濟(jì)損失主要體現(xiàn)在災(zāi)后修復(fù)上，主要包括破路修復(fù)費(fèi)用和管道本體修復(fù)費(fèi)用。根據(jù)各地城市燃?xì)夤緦?duì)震后重建修復(fù)工程的統(tǒng)計(jì)情況，可以確定城市燃?xì)馐姓艿烂刻幮迯?fù)需要破路開(kāi)挖并修復(fù)管道本體的長(zhǎng)度，進(jìn)而根據(jù)震后被破壞管道的管徑及管道所在區(qū)域路面情況，確定各類管徑城市燃?xì)夤艿烂刻幤茐奶幍钠坡沸迯?fù)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)；其次，根據(jù)管道不同管徑、不同材質(zhì)情況，確定各類管徑城市燃?xì)夤艿烂刻幤茐奶幍墓艿辣倔w修復(fù)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)。

震后城市燃?xì)夤艿烂刻幑艿榔茐奶幍男迯?fù)費(fèi)用計(jì)算公式為：

C=(C₁+C₂)β    (2)

式中 C₁——城市燃?xì)夤艿烂刻幤茐奶幍钠坡沸迯?fù)費(fèi)用，元／處

     C₂——城市燃?xì)夤艿烂刻幤茐奶幍墓艿辣倔w修復(fù)費(fèi)用，元／處

     β——城市燃?xì)夤艿佬迯?fù)過(guò)程中，可能由于季節(jié)、施工難度等因素造成的修復(fù)費(fèi)用調(diào)整系數(shù)，比如冬季施工或者不利場(chǎng)地施工時(shí)，調(diào)整系數(shù)取l.1，其余取l.0

4 結(jié)論與建議

①城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的破壞等級(jí)劃分建議從燃?xì)夤艿榔茐奶帞?shù)量、震后供氣管網(wǎng)功能恢復(fù)時(shí)間以及管網(wǎng)小時(shí)供氣量下降率3個(gè)方面綜合考慮，劃分為5個(gè)等級(jí)。

②燃?xì)夤芫W(wǎng)的經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估，建議針對(duì)震后被破壞區(qū)域，區(qū)分不同管徑、管材，分別根據(jù)破壞區(qū)域的管道長(zhǎng)度、單位長(zhǎng)度管道內(nèi)的破壞處數(shù)量、管道每處破壞處的維修費(fèi)用進(jìn)行綜合測(cè)算。

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本文作者：陸景慧段潔儀 楊炯 郭艷紅 薛海強(qiáng) 趙亮

作者單位：北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司