摘要：對燃氣管網(wǎng)的地震破壞等級進行劃分，提出了燃氣管網(wǎng)地震經(jīng)濟損失的計算方法。

關(guān)鍵詞：燃氣管網(wǎng)；  地震破壞等級；  經(jīng)濟損失；  地震災害損失評估

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，對地震災害損失進行科學地統(tǒng)計和評估，是地震應急救援和決策的基礎，也是地震災區(qū)恢復重建的重要依據(jù)^[1-2]。燃氣系統(tǒng)作為生命線系統(tǒng)中重要的能源供應子系統(tǒng)之一，是維系現(xiàn)代城市功能和區(qū)域經(jīng)濟功能的基礎設施系統(tǒng)，因此應當對燃氣系統(tǒng)地震災害損失進行正確評估。國內(nèi)外眾多學者對燃氣系統(tǒng)的地震災害進行了較為系統(tǒng)的研究，得到了一系列的研究成果^[3-6]。但對整個燃氣系統(tǒng)災后經(jīng)濟損失的評估研究較少，特別是在實際應用方面的研究成果較少。

汶川地震中，由于缺少震害損失評估的具體方法和統(tǒng)一標準，地震現(xiàn)場的地震災害損失評估效率低，準確性差，說服力不強，調(diào)查結(jié)果十分混亂，概念和邊界不清楚，現(xiàn)有的研究成果無法滿足實際需求。

本文對燃氣管網(wǎng)的地震破壞等級劃分以及經(jīng)濟損失計算方法進行分析研究，為燃氣管網(wǎng)災害損失評估提供依據(jù)。

2 燃氣管網(wǎng)地震破壞等級劃分

破壞等級劃分方法或標準是工程震害科學考察、損失評估以及震害預測等工作的基礎，一般是將破壞狀態(tài)劃分為數(shù)個等級，各個破壞等級對應不同的破壞狀態(tài)指標及宏觀描述。GB／T 24336-2009《生命線工程地震破壞等級劃分》對于管道破壞等級劃分是以平均每lo km管道內(nèi)的泄漏點個數(shù)為劃分標準：

Ⅰ級：管道受災程度：管道無破損；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：功能正常。

Ⅱ級：管道受災程度：管道局部出現(xiàn)小漏點，每10 km管道的泄漏點數(shù)小于2；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：基本正常。

Ⅲ級：管道受災程度：管道破裂、漏氣，每10 km管道內(nèi)的泄漏點數(shù)為2～5；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：基本喪失。

Ⅳ級：管道受災程度：管道斷裂并嚴重泄漏，每10 km管道內(nèi)的泄漏點數(shù)為6～12；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：功能喪失，必須大修。

V級：管道受災程度：每l0 km管道內(nèi)的泄漏點數(shù)超過12；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：需要重建。

該劃分標準比較適用于長輸管道，因為長輸管道一般線路簡單，且敷設地點相對偏僻，統(tǒng)計每10km燃氣管道內(nèi)的泄漏點數(shù)量相對比較容易。而城市燃氣管網(wǎng)一般比較復雜，在同一地段可能有多種壓力級制的管道，統(tǒng)計每10 km的燃氣管道內(nèi)的泄漏點數(shù)量難度很大。

GB／T 24336-2009在供水管道破壞等級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；供水量下降幅度達30％，則為Ⅲ級)，考慮可以在燃氣管道的破壞等級劃分中加以借鑒。但由于燃氣系統(tǒng)的特殊性，為避免次生災害的發(fā)生，當發(fā)生地震時，首先要關(guān)閉或者降壓供氣，緊急檢測及搶修，然后才逐步恢復供氣。震后一段時間內(nèi)，震害較嚴重地區(qū)因用戶恐慌而不用氣，日供氣量會降低。如只采用供氣量下降百分比的方法進行破壞等級劃分，可能會局部失真。GB／T 24336-2009在輸油系統(tǒng)中引入了功能恢復時間的理念，即系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，經(jīng)過一段時間的維護檢修，系統(tǒng)功能恢復正常?？紤]到燃氣管道和輸油管道在震害上有一些相似之處，可以在燃氣管道中加以借鑒。因此，對于城市燃氣管網(wǎng)的破壞等級，我們建議采用統(tǒng)計管網(wǎng)小時供氣量下降率、管道破壞處數(shù)量以及供氣管網(wǎng)功能恢復時問的方法綜合評價。具體評價標準如下：

Ⅰ級：燃氣管網(wǎng)受災程度：管道和設備完好，接口和焊縫無損害、無泄漏；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：功能正常。

Ⅱ級：燃氣管網(wǎng)受災程度：管道出現(xiàn)泄漏點，每10 km燃氣管道內(nèi)的泄漏點數(shù)小于2，管網(wǎng)小時供氣量下降10％，管網(wǎng)功能在1 d內(nèi)喪失；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：功能基本正常，需對管網(wǎng)進行維護。

Ⅲ級：燃氣管網(wǎng)受災程度：管道出現(xiàn)接口斷裂等破壞現(xiàn)象，每l0 km燃氣管道內(nèi)的泄漏點數(shù)為2～5，管網(wǎng)小時供氣量下降30％，管網(wǎng)功能在3 d內(nèi)喪失；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：功能基本喪失，需要搶修方可使用。

Ⅳ級：燃氣管網(wǎng)受災程度：管道出現(xiàn)斷裂、泄漏，每10 km燃氣管道內(nèi)的泄漏點數(shù)為6～12，管道失去輸氣能力，無法正常運行；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：功能喪失，需要大修方可恢復正常功能。

V級：燃氣管網(wǎng)受災程度：管道出現(xiàn)破裂、泄漏，每10 km燃氣管道內(nèi)的泄漏點數(shù)超過l2，管道輸氣功能完全喪失；燃氣系統(tǒng)功能狀態(tài)：功能完全喪失，區(qū)域管網(wǎng)需要重建。

3 燃氣管網(wǎng)經(jīng)濟損失計算

①燃氣管道的易損性分析

易損性分析是燃氣系統(tǒng)中土建、管網(wǎng)等設施的地震災害風險分析的重要環(huán)節(jié)。震害率(單位長度管道內(nèi)的破壞處數(shù)量)是評價場地地震危險性和管道易損性的綜合指標，尤其在某些不便使用更精確的分析方法的情況下，根據(jù)某個地震動強度指標判定其震害率是個相對簡單適用的方法。因此建議采用管道平均震害率來表述燃氣管道的易損性。

管道平均震害率可以通過以下兩種方法確定：a.為了獲取第一手資料，需要進入現(xiàn)場進行統(tǒng)計，利用現(xiàn)場統(tǒng)計的真實數(shù)據(jù)，來計算區(qū)域內(nèi)的管道平均震害率，計算結(jié)果比較切合實際。b.由于震后現(xiàn)場環(huán)境惡劣，通常不具備現(xiàn)場調(diào)查的條件，很難進入現(xiàn)場實地統(tǒng)計。在這種條件下，可以根據(jù)歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的豐富經(jīng)驗綜合評定確定，然后通過后續(xù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行修正。

②燃氣管網(wǎng)經(jīng)濟損失計算

由于燃氣管道分布廣，不同區(qū)域需要的管材、管徑往往不同，因此在計算管道損失時，針對震后被破壞區(qū)域，區(qū)分不同管徑、管材，分別根據(jù)破壞區(qū)域內(nèi)的管道長度、單位長度管道內(nèi)的破壞處數(shù)量、管道每處破壞處的維修費用進行綜合測算，見式(1)：

Y=LyC    (1)

式中 Y——震后城市燃氣管道的經(jīng)濟損失，元

     L——破壞區(qū)域內(nèi)的城市燃氣管道長度，km

     Y——單位長度城市燃氣管道內(nèi)的破壞處數(shù)量，處／km

     C——城市燃氣管道每處破壞處的修復費用，元/處

地震對城市燃氣管道造成的經(jīng)濟損失主要體現(xiàn)在災后修復上，主要包括破路修復費用和管道本體修復費用。根據(jù)各地城市燃氣公司對震后重建修復工程的統(tǒng)計情況，可以確定城市燃氣市政管道每處修復需要破路開挖并修復管道本體的長度，進而根據(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氣管道每處破壞處的破路修復費用標準；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氣管道每處破壞處的管道本體修復費用標準。

震后城市燃氣管道每處管道破壞處的修復費用計算公式為：

C=(C₁+C₂)β    (2)

式中 C₁——城市燃氣管道每處破壞處的破路修復費用，元／處

     C₂——城市燃氣管道每處破壞處的管道本體修復費用，元／處

     β——城市燃氣管道修復過程中，可能由于季節(jié)、施工難度等因素造成的修復費用調(diào)整系數(shù)，比如冬季施工或者不利場地施工時，調(diào)整系數(shù)取l.1，其余取l.0

4 結(jié)論與建議

①城市燃氣管網(wǎng)的破壞等級劃分建議從燃氣管道破壞處數(shù)量、震后供氣管網(wǎng)功能恢復時間以及管網(wǎng)小時供氣量下降率3個方面綜合考慮，劃分為5個等級。

②燃氣管網(wǎng)的經(jīng)濟損失評估，建議針對震后被破壞區(qū)域，區(qū)分不同管徑、管材，分別根據(jù)破壞區(qū)域的管道長度、單位長度管道內(nèi)的破壞處數(shù)量、管道每處破壞處的維修費用進行綜合測算。

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本文作者：陸景慧段潔儀 楊炯 郭艷紅 薛海強 趙亮

作者單位：北京市煤氣熱力工程設計院有限公司