输油气管道工程建设生态环境影响与水土保持防治初步分析

魏红军，胡 波，朱绍平

（1.中国石油化工股份有限公司管道储运分公司仪长输油处，武汉430077；2.长江科学院水土保持研究所，武汉 430010；3.中国石油化工股份有限公司管理储运公司，江苏徐州 221008）

输油气管道工程建设生态环境影响与水土保持防治初步分析

魏红军1，胡 波2，朱绍平3

（1.中国石油化工股份有限公司管道储运分公司仪长输油处，武汉430077；2.长江科学院水土保持研究所，武汉 430010；3.中国石油化工股份有限公司管理储运公司，江苏徐州 221008）

油气长输管道敷设作为典型的线性工程建设，在管线建设与运营过程中会对区域自然生态及社会环境造成一定的扰动，尤其是加重了管道沿线区域水土流失，影响了区域可持续发展。基于此，以输油气管道工程建设的生态环境影响为切入点，根据输油气管道的工程建设特点，分析了输油气管道建设水土流失的典型特征，并进一步探讨了输油气管道的水土流失防治策略和方法，相关结果为输油气管道工程建设的水土流失综合防治提供了一定的科学借鉴。

输油气管道工程；生态环境影响；水土保持防治

能源供应的及时与充分是经济社会平稳发展的基础，而保障石油供给安全是保障能源安全的核心问题［1］。管道运输具有一次性投资少、运输成本低、安全性高等独特优势，适合长距离运输易燃、易爆的石油天然气［2］。管道及其配套设施的建设不仅能够改善我国的石油安全现状，还能均衡国家的经济布局［1］。

近年来，随着世界经济的稳步增长以及世界各国对能源需求的快速发展，全球油气管道的建设步伐加快，建设规模和建设水平都有很大程度的提高［2］。截至2009年底，我国已建成天然气管道约3.1×104km，原油管道约1.7×104km，成品油管道约1.4×104km，形成了初具规模的跨区域油气管网，架构了我国“北油南运”、“西油东进”、“西气东输”、“海气登陆”的油气空间输送格局［3，4］。然而，管道工程作为典型的线性工程建设，在管线建设与运营过程中都会对区域自然环境、生态环境以及社会环境造成一定的扰动，尤其是加重了管道沿线的土壤侵蚀和水土流失，影响区域生态环境的可持续发展［5－7］。随着我国“十二五”、“十三五”期间大规模油气管道的建设，输油气管道的生态环境影响将愈加显著。基于此，本文以输油气管道工程建设的生态环境影响为切入点，从水土保持角度初步探讨输油气管道的水土流失防治问题。

1 我国输油气管道现状与发展趋势

近年来，随着世界经济的快速发展、能源需求的急剧增长及能源结构的调整，油气长输管道敷设量与日俱增［8］。目前，全世界油气管道干线长度已超过250×104km［2，8］，甚至超过了世界铁路的总里程，成为世界能源运输的主要手段；发达国家和中东产油区的油品运输已实现管道化，发达国家的原油管输量占总输量的80%，天然气管输量达95%［8，9］。美国自1865年就建成世界上第一条输油管道，至今其输油管道已超过29×104km，输气管道已超过30×104km［2］。

对于我国而言，目前仅形成了初具规模的跨区域油气管网［3］。1958年和1963年，我国分别建成了克拉玛依至独山子的第一条输油管道和四川巴渝的第一条输气管道［9］，截至2009年底，建成油气管道总长度约6.2×104km［3，4］。

相较于发达国家，我国油气管道的建设历史较短，输油气管道建设处于发展阶段。按照我国管道工业建设的高峰划分，输油气管道发展可划分为3个阶段：第一个建设阶段处于20世纪70年代，伴随大庆、辽河和胜利等东部大型油田的开发，中国建成了连接东北、华北和华东地区的东部输油管网；第二个建设阶段是20世纪80－90年代，伴随新疆塔里木、吐哈、四川和长庆等西部油气田的开发，中国在西部地区建成了连接油气田和加工企业的长输油气管道和川渝输气管网；目前，随着中国东部和西部地区油气田的进一步开发和国外油气资源的引进，特别是天然气工业的快速发展，中国油气管道建设进入了第三个高潮［3］。油气资源的管道运输将成为我国能源输送的必然发展趋势。

2 输油气管道工程建设生态环境影响

2.1 输油气管道工程建设特点

管道工程建设一般分为3个阶段：勘察设计期、施工建设期和营运期［5］。由于各个阶段的工程特征与建设任务（表1）不同，其对生态环境的影响程度也不一样。管道工程建设的主要工程量集中在施工建设期，对区域生态环境的影响也集中于此阶段。

2.2 输油气管道工程建设生态环境影响

输油气管道工程建设生态环境影响主要是指在施工建设期与营运期其对沿途生态环境结构、功能与过程的破坏、损害或抑制，改变了区域生态系统的动态平衡，诱发系列不稳定性因素，给沿线社会－经济－自然复合生态系统造成系列影响，如线状水土流失、土壤及水环境污染、景观生态破碎、人文景观扰动等。具体的影响过程与机制见图1。

管道工程建设过程中必然要贯穿多种自然生态类型，对区域生态环境的影响属于高强度、低频率的局部地形破坏和暂时性干扰［5］，尤其是建设施工期其对区域水土流失的影响，扰动强度大、影响范围集中，如忠县－武汉输气管道工程的土石方开挖总量1.31×107m3，回填利用1.08×107m3，弃碴总量达到0.96×107m3；这些弃碴主要来源于管沟回填剩余方量及作业带开挖量，大部分弃渣主要分散在管道沿线，在强降雨影响下极易造成水土流失［10］。而相关资料显示，平均建设1 km的管道可能增加355 t的水土流失量［11］。随着我国油气资源的迅速开发，输油气干线管网和配套设施建设数量急剧增加，管道沿线的水土流失问题日益显著。

表1 输油气管道建设特征［5］Table 1 Characteristics of oil and gas pipeline project construction

3 输油气管道工程建设的水土流失特点

3.1 水土流失呈线状分布［10－12］

输油气管线工程呈线状延伸，属线状开发建设项目［12］。输油气管道建设的线状工程主要指油气管线及为敷设管道而新建的永久道路或临时施工道路；由于工程建设线路长、管道作业带宽窄，工程扰动地表和损坏植被呈显著的线状分布，所造成的水土流失也呈线状分布［11］。

3.2 水土流失类型多样

管道沿线土壤侵蚀类型有水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀等，但主要以水力侵蚀为主。地表状况、土壤抗蚀性能、植被类型和植被覆盖程度以及侵蚀营力作用强度与作用时间长短的差异性，导致了土壤侵蚀程度、方式和类型的多样化［12］；同时，输油气管道工程建设线状延伸距离长、空间跨度大，工程穿越的地貌类型、土地利用类型多样，导致工程沿线造成的新增水土流失类型复杂多样［12］。

图1 输油气管道工程建设生态环境影响Fig.1 Influence of oil and gas pipeline project construction on eco-environment

3.3 水土流失强度空间分布差异大

输油气管道工程施工工艺复杂多样，包括管道开挖、顶管穿越、定向钻穿越和围堰开挖等各种施工方法，由于施工工艺不同，同时工程沿线地表状况、土壤抗蚀性能、植被类型和植被覆盖程度差异性较大，导致工程建设引发的水土流失强度在空间分布上呈现不均匀，区段差异明显［11］。

3.4 水土流失发生时段集中

受区域气候及施工工艺的影响，输油气管道水土流失主要发生于雨季中的施工建设阶段，如管沟开挖的土石方临时堆放、管道敷设、管沟回填等工艺过程，其不仅破坏了管道沿线原有地貌和植被，致使土体抗蚀能力降低，土壤侵蚀加剧；同时，施工过程中也会产生大量的弃土、弃渣，在强降雨作用下，都易发生强烈的水土流失情况［10，12］。

3.5 潜在危害时有发生

输油气管道建设经过山地、丘陵、河谷等地貌类型区时，由于开挖边坡破坏。坡体支撑，易引起崩塌、滑坡、泥石流等重力侵蚀；管道穿越河流时，弃碴堆放在冲沟和河流两岸，将直接威胁着冲沟下游和河流行洪的安全［10］。

4 输油气管道工程水土保持防治初步分析

根据输油气管道建设特征及工程沿线水土流失特点，初步分析了输油气管道工程水土保持防治策略（图2）。

4.1 “点线”联合防治

油气管道工程总体呈现线状分布，为有效实施水土保持防护、减缓水土流失，需要对管道沿线进行全程防治。但输油气管道沿线还存在一些散落的点状工程，包括站场（首站、末站、分输站等）、穿越点（河流、铁路、公路等处）、弃渣场、取土场等；管道工程建设造成的新增水土流失在呈“线”状分布的同时，也具有“点”状分布的特点［12］；所以，在油气管线工程建设水土保持方案编制及实施中，需要综合考虑输油气管道的“点、线”特征，采用全程“点、线”联合防治的全局思想，以敏感点、特殊点、典型点为防治要点，综合现状工程的全局分段施工特点，有针对性、目的性的实施水土保持防治措施。

4.2 水土流失防治分区

油气管道工程线状延伸相对较长、影响区域跨度较大，因此不同区域的水土流失特征、地形地貌特点、再塑地貌特征、建设和生产特点、开发利用方向和社会经济状况差异性较大，如全程采用相同的复合防护技术措施，在不同区域的实施效果必将不同，将会降低水土保持措施的生态环境效益。因此，在进行水土保持方案编制及实施中，需根据不同的沿线区水土流失特征、地形地貌特点、开发利用方向和社会经济状况等要素，划分水土流失防治分区，实施区域差异性复合防护措施模式。为有效减缓水土保持措施实施的时滞性，除了采用沿线影响域的空间分区，还应当采用时间尺度上的分区段施工策略。

4.3 复合防护技术措施

输油气管线工程建设中水土流失类型的多样性和复杂性决定了水土保持防治措施的多元性，需采用综合防护模式才能实现有效降低水土流失强度。目前，输油气管线工程水土保持措施主要有工程措施、临时措施、植物措施。

图2 输油气管道工程建设水土流失防治策略Fig.2 Strategy of preventing oil-gas pipeline project from losses of soil and water

工程措施主要包括浆砌石挡土墙、浆砌石网格护坡、排水沟、表土剥离及覆土等；植物措施主要包括三维植被网、植物生长袋、苗木移植等；临时措施主要包括临时拦挡（表土剥离临时堆土等）、临时排水沟、临时沉沙池、施工场地硬化层拆除等。

在实施复合防护技术措施时，需要考虑防护措施的互补性和有效性，避免不同措施的重复和无效，最大程度地提升复合防护措施的水土保持防治效率。

4.4 规避和集中防护

输油气管道水土流失主要发生于雨季中的施工建设阶段。因此油气管道工程的建设施工期应尽量避开雨季，当无法避开时，应注意做好水土保持防护措施，针对不同的施工工艺、施工阶段，结合项目区水文气象条件，采用分期分阶段的水土保持复合措施，避免水土流失现象的发生；而在油气管线工程建设水土保持方案编制和实施中，水土流失的预测、监测和防治，都要以施工建设期为重点［12］，以施工建设期的水土保持防治为集中实施阶段。

4.5 规避和风险评估

由于输油气管道建设的延伸性以及跨越性，为有效规避潜在危害，建设过程中应尽量规避生态地质脆弱区、自然和人文景观重点保护区、重点水源地等脆弱及敏感区域，当无法规避时，应进行水土流失生态风险评估，针对不同的风险程度设置不同的水土保持防护模式，将潜在危害降低到最低。

5 结 语

随着我国经济快速发展与油气资源需求剧增，输油气管道凭借其运输量大、效率高、费用低、能耗小等独特优势，已成为我国能源输送的发展重点。随着输油气管道数量的急剧增加，输油气管线工程建设对区域自然生态及社会环境造成一定的影响，尤其是加重了管道沿线区域水土流失。基于此，本文以输油气管道工程建设的生态环境影响为切入点，初步探讨输油气管道的水土流失防治问题，具体结果与结论如下：

（1）输油气管道沿线水土流失有呈线状拓展、类型复杂多样、强度空间差异大、发生时段集中、潜在危害时有发生等显著特点。

（2）输油气管道的水土流失防治应有全程“点线”联合防治的整体思想、水土流失防治分区的处理模式、复合防护技术措施的技术手段、规避和集中防护与规避和风险评估等辅助策略。

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（编辑：刘运飞）

Prelim inary Analysis on Influence of Oil-Gas Pipeline Project on Eco-environment and Protection of Soil and W ater Conservation

WEIHong-jun1，HU Bo2，ZHU Shao-ping1
（1.China Petrochemical corporation，Wuhan 430077，China；2.Department of Soil and Water Conservation，Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

The oil and gas pipeline（OGP）construction，as a typical linearity project，the construction and operation of OGPwill cause a series of disturbances to the regional natural ecosystem and social environment，especially the regional soil and water loss.Thesewould influence the regional sustainable development.In this paper the ecoenvironmental influence of oil and gas pipe construction（OGPC）is taken as breakthrough pointand，in view of the features of OGPC，the typical characteristics of soil and water loss caused by OGPC are analyzed.Furthermore，the strategy and methods of preventing OGP from losses ofwater and soil are discussed and can be used as a scientific reference.

oil and gas pipeline project；eco-environmental influence；characteristics；soil and water conservation

S157.2

A

1001－5485（2010）11－0089－05

2010-09-10

水利部公益性行业科研经费项目（20091050）；长江科学院博士启动金项目（CKSQ2010079）

魏红军（1970-），男，河北阜城人，工程师，主要从事油气管道管理、安全环保、工程建设的研究，（电话）13385287163（电子信箱）weihongjunwh＠163.com。