【论文精选】长输天然气管道线路选择方法和方案分析
1 概述
长输天然气管道具有距离长、覆盖面广、输送压力高、气源和分输节点多的特点,历来是管道线路选择的难点问题[1]。近些年发生的管道爆炸、泄漏事故,给国家和人民造成了巨大的损失,暴露出了长输天然气管道线路选择存在的问题。
长输天然气管道的线路选择与布局对整个社会的发展关系重大,管道的选线不仅决定着工程的造价,而且决定着管道的安全性,同时对管道具体设计、施工有指导意义。因此,在长输天然气管道选线时要准确分析管道经过的具体位置,必要时,须实地勘察了解地形地貌,合理布设管道线路。目前,长输天然气管道的线路选择缺乏与城乡规划的衔接和协调,大多停留于管道工程设计层面,涉及技术规范较多,因此,亟需建立一套完善的线路选择与布局方法,来指导长输天然气管道的线路选择与布局[2]。
2 线路选择步骤
第1步:项目建设条件分析。主要分析内容包括管道线路选择应与上位规划相衔接,管道线路选择应符合各类规范,管道线路选择要符合国家法律法规。
第2步:确定管道线路选择的原则。依据相关规范和分析,确定管道线路选择的原则。
第3步:确定多个管道线路选择方案。根据管道线路选择的原则,可制定多个不同的管道线路选择方案。
第4步:方案分析论证。从行业准入性、规划相容性、敏感性要素三个方面对制定的线路选择方案进行分析论证。
第5步:确定最佳线路选择方案。根据分析论证结果,综合对比,确定管道最优线路选择方案。
3 项目建设条件分析
①上位规划的要求
长输天然气管道由于压力高,危险性较高,一般应避开城市敷设,部分进入城市规划区的输气管道线路走向应符合当地城市规划中用地要求,管道线路选定后应纳入城镇体系规划的强制性内容,应划出控制和保护范围,并按照强制性内容的相关规定进行实施和管理。
②工程设计相关规范要求
长输天然气管道线路选择主要依据的规范有:GB 50251—2015《输气管道工程设计规范》(以下简称GB 50251—2015)、GB 50253—2014《输油管道工程设计规范》(以下简称GB 50253—2014)、GB 50183—2004《石油和天然气工程设计防火规范》(以下简称GB 50183—2004)。上述各规范对于具体管道敷设间距有相关的要求,在线路选择过程中,若规范条文为强制性要求时,应取以上各规范中规定的管道敷设间距的最大值;对于非强制性条文的规定,不应低于各类规范中规定的管道敷设间距的最小值。
③相关法律法规的要求
长输天然气管道线路选择过程中应尽量避开文物保护区、风景名胜区、自然保护区、基本农田、水源地等重要区域。因特殊情况不能避开的,要符合相应的法律法规。涉及的主要法律有:《中华人民共和国文物保护法》、《中华人民共和国石油天然气管道保护法》。涉及的主要法规包括:《风景名胜区条例》、《自然保护区条例》、《基本农田保护条例》、地方水资源保护条例等。长输天然气管道线路选择过程中对上述重要区域须按照法律法规实施相应的保护措施。
4 管道线路选择的原则
长输天然气管道线路选择要依据GB 50251—2015、GB 50253—2014、GB 50183—2004,结合线路所经地区的地形地貌、生态环境、交通、人文、经济、规划等条件,满足技术、经济、安全等方面要求。管道线路选择中应遵循以下原则。
①线路走向应符合地区天然气管网总体规划布局,在确保主供目标市场用气安全可靠的前提下,合理兼顾其他地区目标市场的用气。
②线路走向应根据地形与地质情况、沿线进气与供气点的地理位置以及交通运输、动力等条件,经多方案比选后确定[3]。
③线路应尽量顺直、平缓,尽量减少穿(跨)越工程量。
④在保证安全间距的前提下,线路尽量靠近现有公路敷设,以便于管道建设和后期维护管理。
⑤大中型河流穿(跨)越工程和压气站位置的选择,应符合线路走向。局部走向应根据大、中型穿(跨)越工程和压气站的位置进行调整。
⑥线路必须避开重要的军事设施、易燃易爆物品仓库、国家重点文物保护区。
⑦线路应避开城镇规划区、飞机场、铁路车站、海(河)港码头、国家级自然保护区等区域。当受条件限制管道需要在上述区域内通过时,必须征得主管部门同意,并采取安全保护措施[4]。
⑧除管道专用公路的隧道、桥梁外,线路严禁通过铁路或公路的隧道、桥梁、铁路编组站、大型客运站和变电站。
⑨管道应避开滑坡、崩塌、泥石流、沉陷等不良工程地质区、矿产资源区、严重危及管道安全的地震区,当受条件限制必须通过时,应采取防护措施并选择合适位置,减小通过距离。
⑩尽量避免对自然环境和生态平衡的破坏,防止水土流失。管道应有利于自然环境和生态平衡的恢复,保护沿线人文景观,使线路工程与自然环境、城乡生态相协调[5]。
根据以上原则对长输天然气管道线路选择进行方案设计。管道的线路选择不是唯一的,应有多个方案可供分析论证。
5 方案分析论证
长输天然气管道线路选择方案要从行业准入性、规划相容性、敏感性要素3个方面进行分析论证。
5.1 行业准入性分析
根据天然气能源的发展趋势及优势,以地区消耗需求量为基准,结合国家、地区有关天然气发展的一系列政策措施,论证长输天然气管道线路选择对国家和地区发展的推动,并提出其相应的发展战略。
①宏观经济发展战略
我国煤炭消耗量占整个能源消耗量的比例大于60%,对清洁能源开发的投入较少,能源结构不合理,从而造成我国能源效率低、经济效益低。天然气作为一种清洁能源,燃烧所造成的环境污染远远低于煤炭,大力发展天然气可以优化我国能源结构、改善大气环境质量,同时能为我国的经济发展提供新动力。
②行业规划准入性分析
目前,我国已经进入全面建设小康社会的决胜阶段,优化能源结构、保护环境是全面建设小康社会对能源产业提出的现实要求,调整能源结构是实现这一要求的重要环节。国家发展改革委、国家能源局2016年12月26日发布的《能源发展“十三五”规划》提出要构建智慧能源系统,发展天然气可以为能源智慧化提供重要的动力。在全球气候大会上中国政府主动承诺节能减排,为我国天然气行业的发展提供了重要的机遇。同时,发展天然气可以解决我国能源依赖问题,保障能源安全。因此,国家大力支持天然气输送工程的建设,长输天然气管道项目的建设符合国家宏观经济社会发展战略,也符合国家的行业规划准入要求。
5.2 规划相容性分析
规划相容性分析主要是论证长输天然气管道线路选择是否与城市总体规划相容、相结合。长输天然气管道线路选择必须与城市总体规划中的土地利用、建设管制等相容,同时应结合总体规划中城市的发展方向论证天然气线路选择对城市发展的优势。
①与土地利用的相容性
长输天然气管道线路选择应避免对城市发展和用地造成影响,线路宜避开城市规划区。当受条件限制,需要在城市规划区内通过时,应征得城市规划主管部门的同意,并采取安全保护措施。
②与建设管制的相容性
长输天然气管道属于重大基础设施,对于城市禁止建设区,若管制措施包含重大基础设施预留地,长输天然气管道可以在禁止建设区建设;若管制措施不包含重大基础设施预留地,长输天然气管道禁止在该区域内建设;线路宜避开环境敏感区,当线路选择受限需要通过环境敏感区时,应征得其主管部门同意并采取保护措施。
③对城市发展的优势
随着国家能源结构的调整,天然气普及率越来越高,天然气逐步取代传统能源作为城市的主要生活燃料。长输天然气管道线路选择中应结合城市燃气门站、分输站布局,强化城市用气的稳定性,推动区域建设发展。
5.3 敏感性要素分析
长输天然气管道线路选择涉及的敏感性要素较多,主要包括:自然与人文资源、土地利用,以及管道施工期间所引起的大气环境、声环境、固体废弃物等一系列影响要素分析。
①自然与人文资源
长输天然气管道穿越自然保护区应取得政府相关部门批复。涉及的林地,在施工前需经省、市林业主管部门同意,并严格按照相关法律法规办理征用林地等手续。施工单位在施工过程中应注意保护生态环境,尽量减少施工车辆、机械设备对保护区的影响。施工后,应做好生态恢复工作。长输天然气管道线路选择,应尽量避让文化遗址,对于无法避让的,要求建设单位根据政府相关文物保护要求编制文物保护方案,并依法履行报批手续。长输天然气管道穿越河流应按照相关法规和保护区总体规划进行管制,建设单位在得到政府相关部门批复后,按照省、市相关批复意见施工和管理。
②土地利用
长输天然气管道占地应属于《中华人民共和国土地管理法》第二十六条规定的“经国务院批准的大型能源、交通、水利等基础设施建设用地”,因此,对于占用的基本农田、耕地等,需要按照相关规定进行上报,在批准后方可建设。
③施工期间的环境影响
长输天然气管道施工期废水主要来自施工人员在施工作业中产生的生产生活污水、管道安装完毕后清管试压排放的废水等;施工期大气污染源主要来自地面开挖、回填、土石堆放和运输车辆行驶产生的扬尘(粉尘),施工机械(柴油机)、运输车辆排放的烟气,烟气中的主要污染物为SO2、NO2、CmHn等;施工噪声对环境的影响主要是由施工机械和运输车辆造成。这些污染物将对环境造成一定程度的污染,但这种污染是短期的。
6 确定最佳线路选择方案
根据各管道线路选择方案的分析论证结果,对各管道线路选择方案进行综合对比,从而确定最佳线路选择方案。
7 结论
①长输天然气管道线路选择应满足城市规划的相关要求,并应符合相关规范、法规要求。
②长输天然气管道线路应结合管道线路所经地区的地形地貌、生态环境、交通、人文、经济、规划等条件,满足技术、经济、安全性的要求。
③长输天然气管道线路选择需从行业准入性、规划相容性、敏感性要素这3方面进行论证。