輸油氣管道工程建設生態環境影響與水土保持防治初步分析

魏紅軍，胡 波，朱紹平

（1.中國石油化工股份有限公司管道儲運分公司儀長輸油處，武漢430077；2.長江科學院水土保持研究所，武漢 430010；3.中國石油化工股份有限公司管理儲運公司，江蘇徐州 221008）

輸油氣管道工程建設生態環境影響與水土保持防治初步分析

魏紅軍1，胡 波2，朱紹平3

（1.中國石油化工股份有限公司管道儲運分公司儀長輸油處，武漢430077；2.長江科學院水土保持研究所，武漢 430010；3.中國石油化工股份有限公司管理儲運公司，江蘇徐州 221008）

油氣長輸管道敷設作為典型的線性工程建設，在管線建設與運營過程中會對區域自然生態及社會環境造成一定的擾動，尤其是加重了管道沿線區域水土流失，影響了區域可持續發展。基于此，以輸油氣管道工程建設的生態環境影響為切入點，根據輸油氣管道的工程建設特點，分析了輸油氣管道建設水土流失的典型特征，并進一步探討了輸油氣管道的水土流失防治策略和方法，相關結果為輸油氣管道工程建設的水土流失綜合防治提供了一定的科學借鑒。

輸油氣管道工程；生態環境影響；水土保持防治

能源供應的及時與充分是經濟社會平穩發展的基礎，而保障石油供給安全是保障能源安全的核心問題［1］。管道運輸具有一次性投資少、運輸成本低、安全性高等獨特優勢，適合長距離運輸易燃、易爆的石油天然氣［2］。管道及其配套設施的建設不僅能夠改善我國的石油安全現狀，還能均衡國家的經濟布局［1］。

近年來，隨著世界經濟的穩步增長以及世界各國對能源需求的快速發展，全球油氣管道的建設步伐加快，建設規模和建設水平都有很大程度的提高［2］。截至2009年底，我國已建成天然氣管道約3.1×104km，原油管道約1.7×104km，成品油管道約1.4×104km，形成了初具規模的跨區域油氣管網，架構了我國“北油南運”、“西油東進”、“西氣東輸”、“海氣登陸”的油氣空間輸送格局［3，4］。然而，管道工程作為典型的線性工程建設，在管線建設與運營過程中都會對區域自然環境、生態環境以及社會環境造成一定的擾動，尤其是加重了管道沿線的土壤侵蝕和水土流失，影響區域生態環境的可持續發展［5－7］。隨著我國“十二五”、“十三五”期間大規模油氣管道的建設，輸油氣管道的生態環境影響將愈加顯著。基于此，本文以輸油氣管道工程建設的生態環境影響為切入點，從水土保持角度初步探討輸油氣管道的水土流失防治問題。

1 我國輸油氣管道現狀與發展趨勢

近年來，隨著世界經濟的快速發展、能源需求的急劇增長及能源結構的調整，油氣長輸管道敷設量與日俱增［8］。目前，全世界油氣管道干線長度已超過250×104km［2，8］，甚至超過了世界鐵路的總里程，成為世界能源運輸的主要手段；發達國家和中東產油區的油品運輸已實現管道化，發達國家的原油管輸量占總輸量的80%，天然氣管輸量達95%［8，9］。美國自1865年就建成世界上第一條輸油管道，至今其輸油管道已超過29×104km，輸氣管道已超過30×104km［2］。

對于我國而言，目前僅形成了初具規模的跨區域油氣管網［3］。1958年和1963年，我國分別建成了克拉瑪依至獨山子的第一條輸油管道和四川巴渝的第一條輸氣管道［9］，截至2009年底，建成油氣管道總長度約6.2×104km［3，4］。

相較于發達國家，我國油氣管道的建設歷史較短，輸油氣管道建設處于發展階段。按照我國管道工業建設的高峰劃分，輸油氣管道發展可劃分為3個階段：第一個建設階段處于20世紀70年代，伴隨大慶、遼河和勝利等東部大型油田的開發，中國建成了連接東北、華北和華東地區的東部輸油管網；第二個建設階段是20世紀80－90年代，伴隨新疆塔里木、吐哈、四川和長慶等西部油氣田的開發，中國在西部地區建成了連接油氣田和加工企業的長輸油氣管道和川渝輸氣管網；目前，隨著中國東部和西部地區油氣田的進一步開發和國外油氣資源的引進，特別是天然氣工業的快速發展，中國油氣管道建設進入了第三個高潮［3］。油氣資源的管道運輸將成為我國能源輸送的必然發展趨勢。

2 輸油氣管道工程建設生態環境影響

2.1 輸油氣管道工程建設特點

管道工程建設一般分為3個階段：勘察設計期、施工建設期和營運期［5］。由于各個階段的工程特征與建設任務（表1）不同，其對生態環境的影響程度也不一樣。管道工程建設的主要工程量集中在施工建設期，對區域生態環境的影響也集中于此階段。

2.2 輸油氣管道工程建設生態環境影響

輸油氣管道工程建設生態環境影響主要是指在施工建設期與營運期其對沿途生態環境結構、功能與過程的破壞、損害或抑制，改變了區域生態系統的動態平衡，誘發系列不穩定性因素，給沿線社會－經濟－自然復合生態系統造成系列影響，如線狀水土流失、土壤及水環境污染、景觀生態破碎、人文景觀擾動等。具體的影響過程與機制見圖1。

管道工程建設過程中必然要貫穿多種自然生態類型，對區域生態環境的影響屬于高強度、低頻率的局部地形破壞和暫時性干擾［5］，尤其是建設施工期其對區域水土流失的影響，擾動強度大、影響范圍集中，如忠縣－武漢輸氣管道工程的土石方開挖總量1.31×107m3，回填利用1.08×107m3，棄碴總量達到0.96×107m3；這些棄碴主要來源于管溝回填剩余方量及作業帶開挖量，大部分棄渣主要分散在管道沿線，在強降雨影響下極易造成水土流失［10］。而相關資料顯示，平均建設1 km的管道可能增加355 t的水土流失量［11］。隨著我國油氣資源的迅速開發，輸油氣干線管網和配套設施建設數量急劇增加，管道沿線的水土流失問題日益顯著。

表1 輸油氣管道建設特征［5］Table 1 Characteristics of oil and gas pipeline project construction

3 輸油氣管道工程建設的水土流失特點

3.1 水土流失呈線狀分布［10－12］

輸油氣管線工程呈線狀延伸，屬線狀開發建設項目［12］。輸油氣管道建設的線狀工程主要指油氣管線及為敷設管道而新建的永久道路或臨時施工道路；由于工程建設線路長、管道作業帶寬窄，工程擾動地表和損壞植被呈顯著的線狀分布，所造成的水土流失也呈線狀分布［11］。

3.2 水土流失類型多樣

管道沿線土壤侵蝕類型有水力侵蝕、風力侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕等，但主要以水力侵蝕為主。地表狀況、土壤抗蝕性能、植被類型和植被覆蓋程度以及侵蝕營力作用強度與作用時間長短的差異性，導致了土壤侵蝕程度、方式和類型的多樣化［12］；同時，輸油氣管道工程建設線狀延伸距離長、空間跨度大，工程穿越的地貌類型、土地利用類型多樣，導致工程沿線造成的新增水土流失類型復雜多樣［12］。

圖1 輸油氣管道工程建設生態環境影響Fig.1 Influence of oil and gas pipeline project construction on eco-environment

3.3 水土流失強度空間分布差異大

輸油氣管道工程施工工藝復雜多樣，包括管道開挖、頂管穿越、定向鉆穿越和圍堰開挖等各種施工方法，由于施工工藝不同，同時工程沿線地表狀況、土壤抗蝕性能、植被類型和植被覆蓋程度差異性較大，導致工程建設引發的水土流失強度在空間分布上呈現不均勻，區段差異明顯［11］。

3.4 水土流失發生時段集中

受區域氣候及施工工藝的影響，輸油氣管道水土流失主要發生于雨季中的施工建設階段，如管溝開挖的土石方臨時堆放、管道敷設、管溝回填等工藝過程，其不僅破壞了管道沿線原有地貌和植被，致使土體抗蝕能力降低，土壤侵蝕加劇；同時，施工過程中也會產生大量的棄土、棄渣，在強降雨作用下，都易發生強烈的水土流失情況［10，12］。

3.5 潛在危害時有發生

輸油氣管道建設經過山地、丘陵、河谷等地貌類型區時，由于開挖邊坡破壞。坡體支撐，易引起崩塌、滑坡、泥石流等重力侵蝕；管道穿越河流時，棄碴堆放在沖溝和河流兩岸，將直接威脅著沖溝下游和河流行洪的安全［10］。

4 輸油氣管道工程水土保持防治初步分析

根據輸油氣管道建設特征及工程沿線水土流失特點，初步分析了輸油氣管道工程水土保持防治策略（圖2）。

4.1 “點線”聯合防治

油氣管道工程總體呈現線狀分布，為有效實施水土保持防護、減緩水土流失，需要對管道沿線進行全程防治。但輸油氣管道沿線還存在一些散落的點狀工程，包括站場（首站、末站、分輸站等）、穿越點（河流、鐵路、公路等處）、棄渣場、取土場等；管道工程建設造成的新增水土流失在呈“線”狀分布的同時，也具有“點”狀分布的特點［12］；所以，在油氣管線工程建設水土保持方案編制及實施中，需要綜合考慮輸油氣管道的“點、線”特征，采用全程“點、線”聯合防治的全局思想，以敏感點、特殊點、典型點為防治要點，綜合現狀工程的全局分段施工特點，有針對性、目的性的實施水土保持防治措施。

4.2 水土流失防治分區

油氣管道工程線狀延伸相對較長、影響區域跨度較大，因此不同區域的水土流失特征、地形地貌特點、再塑地貌特征、建設和生產特點、開發利用方向和社會經濟狀況差異性較大，如全程采用相同的復合防護技術措施，在不同區域的實施效果必將不同，將會降低水土保持措施的生態環境效益。因此，在進行水土保持方案編制及實施中，需根據不同的沿線區水土流失特征、地形地貌特點、開發利用方向和社會經濟狀況等要素，劃分水土流失防治分區，實施區域差異性復合防護措施模式。為有效減緩水土保持措施實施的時滯性，除了采用沿線影響域的空間分區，還應當采用時間尺度上的分區段施工策略。

4.3 復合防護技術措施

輸油氣管線工程建設中水土流失類型的多樣性和復雜性決定了水土保持防治措施的多元性，需采用綜合防護模式才能實現有效降低水土流失強度。目前，輸油氣管線工程水土保持措施主要有工程措施、臨時措施、植物措施。

圖2 輸油氣管道工程建設水土流失防治策略Fig.2 Strategy of preventing oil-gas pipeline project from losses of soil and water

工程措施主要包括漿砌石擋土墻、漿砌石網格護坡、排水溝、表土剝離及覆土等；植物措施主要包括三維植被網、植物生長袋、苗木移植等；臨時措施主要包括臨時攔擋（表土剝離臨時堆土等）、臨時排水溝、臨時沉沙池、施工場地硬化層拆除等。

在實施復合防護技術措施時，需要考慮防護措施的互補性和有效性，避免不同措施的重復和無效，最大程度地提升復合防護措施的水土保持防治效率。

4.4 規避和集中防護

輸油氣管道水土流失主要發生于雨季中的施工建設階段。因此油氣管道工程的建設施工期應盡量避開雨季，當無法避開時，應注意做好水土保持防護措施，針對不同的施工工藝、施工階段，結合項目區水文氣象條件，采用分期分階段的水土保持復合措施，避免水土流失現象的發生；而在油氣管線工程建設水土保持方案編制和實施中，水土流失的預測、監測和防治，都要以施工建設期為重點［12］，以施工建設期的水土保持防治為集中實施階段。

4.5 規避和風險評估

由于輸油氣管道建設的延伸性以及跨越性，為有效規避潛在危害，建設過程中應盡量規避生態地質脆弱區、自然和人文景觀重點保護區、重點水源地等脆弱及敏感區域，當無法規避時，應進行水土流失生態風險評估，針對不同的風險程度設置不同的水土保持防護模式，將潛在危害降低到最低。

5 結 語

隨著我國經濟快速發展與油氣資源需求劇增，輸油氣管道憑借其運輸量大、效率高、費用低、能耗小等獨特優勢，已成為我國能源輸送的發展重點。隨著輸油氣管道數量的急劇增加，輸油氣管線工程建設對區域自然生態及社會環境造成一定的影響，尤其是加重了管道沿線區域水土流失。基于此，本文以輸油氣管道工程建設的生態環境影響為切入點，初步探討輸油氣管道的水土流失防治問題，具體結果與結論如下：

（1）輸油氣管道沿線水土流失有呈線狀拓展、類型復雜多樣、強度空間差異大、發生時段集中、潛在危害時有發生等顯著特點。

（2）輸油氣管道的水土流失防治應有全程“點線”聯合防治的整體思想、水土流失防治分區的處理模式、復合防護技術措施的技術手段、規避和集中防護與規避和風險評估等輔助策略。

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（編輯：劉運飛）

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

水利部公益性行業科研經費項目（20091050）；長江科學院博士啟動金項目（CKSQ2010079）

魏紅軍（1970-），男，河北阜城人，工程師，主要從事油氣管道管理、安全環保、工程建設的研究，（電話）13385287163（電子信箱）weihongjunwh＠163.com。