夏半年强风条件下波浪对平湖油气管道安全的影响分析
|
摘要
强风天气过程影响下的波浪近底层水体运动(波致底流速)是海底动力条件的重要驱动因素之一,因此,强风天气过程引起的波致底流速分布可能对海底管道冲刷和埋设状态变化产生潜在影响。本研究基于SWAN模式的海浪模型,对平湖油气管道区域波致底流速进行推算;将平湖管道区域波致底流速分布与管道埋深状况有机结合,探讨波浪对管道埋深状态变化的影响。结果显示,夏半年(7月~9月),因其近SE向为主的典型强风向和地形因素影响,波致底流速在舟山群岛靠外侧海域(约KP85~KP100段)形成明显的相对高值区。近年来,平湖油气管道裸露和悬空管道的增幅,主要出现在夏半年管道KP85~KP100段区域,该区域与波致底流速相对高值区基本重合。综合已有研究成果表明,夏半年的典型强风过程的波浪作用可能对管道KP85~KP100段区域动力条件产生一定的影响,使水体挟沙能力加强,对海底造成区域性冲刷,是造成该区域管道冲刷、管道裸露、悬空及埋深状态变化的重要原因。
The wave orbital motion near the bottom(Ubot)caused by strong wind is one of the most important factors in marine sediment dynamics.The Ubot may have potential influence on the submarine pipeline's scouring and status.Based on SWAN model,the Ubotin the area of the Pinghu pipeline may be calculated.Based on inspecting data in recent years,the vibration regularity of Pinghu submarine pipeline's status is analyzed.This article discusses the effect of wave action on submarine pipeline's scouring and status by synthesizing all kinds of factors.The result shows that the formation of an apparent high value region of Ubotis on the outer surface of the Zhoushan Archipelagos(KP85~KP100)under strong SE wind in summer.The result also shows that the status of pipeline scouring in KP85~KP100 has been aggravated during summer,causing the pipeline to be exposed.In conclusion,summer wind conditions may influence the wave-induced near-bottom orbit velocity in KP85~KP100 section area,thus leading to pipeline's scouringrapidly,seriously affecting the submarine pipeline's exposing and suspending.
The wave orbital motion near the bottom(Ubot)caused by strong wind is one of the most important factors in marine sediment dynamics.The Ubot may have potential influence on the submarine pipeline's scouring and status.Based on SWAN model,the Ubotin the area of the Pinghu pipeline may be calculated.Based on inspecting data in recent years,the vibration regularity of Pinghu submarine pipeline's status is analyzed.This article discusses the effect of wave action on submarine pipeline's scouring and status by synthesizing all kinds of factors.The result shows that the formation of an apparent high value region of Ubotis on the outer surface of the Zhoushan Archipelagos(KP85~KP100)under strong SE wind in summer.The result also shows that the status of pipeline scouring in KP85~KP100 has been aggravated during summer,causing the pipeline to be exposed.In conclusion,summer wind conditions may influence the wave-induced near-bottom orbit velocity in KP85~KP100 section area,thus leading to pipeline's scouringrapidly,seriously affecting the submarine pipeline's exposing and suspending.
引文
[1]崔征科,蔡春麟,等.影响东海海底管道安全的灾害因素[J].山东青岛:海洋地质前沿,2014,30(1):48-54.
[2]刘盈溢,吕林,等.波流作用下海床稳定性和海底管道局部冲刷分析[J].浙江杭州:浙江大学学报(工学版),2012,(6):1135-1142.
[3]刘光生,杨元平,等.强潮海湾Spoiler海底管道冲刷机理分析[J].浙江杭州:海洋学研究,2016,34(2):53-59.
[4]黄潘阳,叶银灿,等.台风对春晓气田群海底管道安全的影响研究[J].湖北武汉:船海工程,2012,41(4):154-157.
[5]李泽文.南海北部外陆架灾害地质因素及其对海底管道的影响研究[D].山东青岛:中科院海洋研究所,2011.
[6]高伟.海南东方岸外陆架底形变化特征及对海底管线状态的影响[D].山东青岛:中国海洋大学.2008.
[7]刘杜鹃,胡涛骏,等.舟山海域海洋灾害地质因素分类及其分布规律[J].山东青岛:海洋湖沼通报,2014(3):154-160.
[8]刘力搴,庞重光.台风作用下自由沉物周边海底冲刷过程的模拟研究[J].北京:泥沙研究,2014(3):20-27.
[9]上海东海海洋工程勘察设计研究院.2016年平湖油气管道海底管道路由检测技术报告[R].上海:上海东海海洋工程勘察设计研究院,2016.
[10]朱府,叶银灿,等.舟山册子岛—镇海海底管道附近海床冲淤数值模拟研究[J].浙江杭州:海洋学研究,2014,32(1):74-81.
[11]寿玮玮.舟山群岛附近海域水动力特征及其物质输运的影响分析[D].山东青岛:中国海洋大学,2009
[12]XieDongfeng,GaoShu,WangZhengbing,etal.Numerical modeling of tidal current tansport and morphological evolution[J].International Journal of Sediment Research,2013,30(7):7-10.
[13]谢东风,潘存鸿,等.近50a来杭州湾冲淤变化规律与机制研究[J].北京:海洋学报,2013,35(4):121-128
[14]王梅菊,史剑,等.平均波周期参数化方案及在SWAN模式中的应用[J].山东青岛:海洋湖沼通报,2017(1):23-28.
[15]肖文军,堵盘军,等.上海沿海海上搜救预测模型系统的研究和应用[J].北京:海洋预报,2013,30(4):79-86.
[16]国家海洋局东海预报中心.上海海洋灾害风险评估与区划技术报告[R].上海:东海预报中心,2016.
[17]王卫远,何倩倩,等.杭州湾海域50年一遇波浪数值模拟研究[J].海洋学研究,2013,31(4):44-48.
[18]龚昊,陈沈良,等.海南岛东北部海滩侵蚀与恢复对连续台风的复杂响应[J].北京:海洋学报,2017,39(5):68-77.
[19]童宵岭,时连强,等.1211号台风对浙江象山皇城海滩剖面的影响分析[J].江苏南京:海洋工程,2014,32(1):84-90.
[20]陆琦,刘阿成,等.舟山群岛岱衢洋海床的活动性研究及其工程意义[J].天津:海洋通报,2010,29(4),385-391.
[21]胡日军.舟山群岛海域泥沙运移机动力机制分析[D].山东青岛:中国海洋大学,2009.
[22]HEMANTHAWWIJESEKERA,DAVIDWWANG,WILLIAMJ,etal.High sea-floor stress induced by extreme hurricane waves[J].Geophysical Research Letters,2010,37:L11604.
[23]CHRISTOFFERSENJ.B,JONSSONI.C.Bed friction and dissipation in a combined current and wave motion[J].Ocean Engineering,1985,12:387-423.
[2]刘盈溢,吕林,等.波流作用下海床稳定性和海底管道局部冲刷分析[J].浙江杭州:浙江大学学报(工学版),2012,(6):1135-1142.
[3]刘光生,杨元平,等.强潮海湾Spoiler海底管道冲刷机理分析[J].浙江杭州:海洋学研究,2016,34(2):53-59.
[4]黄潘阳,叶银灿,等.台风对春晓气田群海底管道安全的影响研究[J].湖北武汉:船海工程,2012,41(4):154-157.
[5]李泽文.南海北部外陆架灾害地质因素及其对海底管道的影响研究[D].山东青岛:中科院海洋研究所,2011.
[6]高伟.海南东方岸外陆架底形变化特征及对海底管线状态的影响[D].山东青岛:中国海洋大学.2008.
[7]刘杜鹃,胡涛骏,等.舟山海域海洋灾害地质因素分类及其分布规律[J].山东青岛:海洋湖沼通报,2014(3):154-160.
[8]刘力搴,庞重光.台风作用下自由沉物周边海底冲刷过程的模拟研究[J].北京:泥沙研究,2014(3):20-27.
[9]上海东海海洋工程勘察设计研究院.2016年平湖油气管道海底管道路由检测技术报告[R].上海:上海东海海洋工程勘察设计研究院,2016.
[10]朱府,叶银灿,等.舟山册子岛—镇海海底管道附近海床冲淤数值模拟研究[J].浙江杭州:海洋学研究,2014,32(1):74-81.
[11]寿玮玮.舟山群岛附近海域水动力特征及其物质输运的影响分析[D].山东青岛:中国海洋大学,2009
[12]XieDongfeng,GaoShu,WangZhengbing,etal.Numerical modeling of tidal current tansport and morphological evolution[J].International Journal of Sediment Research,2013,30(7):7-10.
[13]谢东风,潘存鸿,等.近50a来杭州湾冲淤变化规律与机制研究[J].北京:海洋学报,2013,35(4):121-128
[14]王梅菊,史剑,等.平均波周期参数化方案及在SWAN模式中的应用[J].山东青岛:海洋湖沼通报,2017(1):23-28.
[15]肖文军,堵盘军,等.上海沿海海上搜救预测模型系统的研究和应用[J].北京:海洋预报,2013,30(4):79-86.
[16]国家海洋局东海预报中心.上海海洋灾害风险评估与区划技术报告[R].上海:东海预报中心,2016.
[17]王卫远,何倩倩,等.杭州湾海域50年一遇波浪数值模拟研究[J].海洋学研究,2013,31(4):44-48.
[18]龚昊,陈沈良,等.海南岛东北部海滩侵蚀与恢复对连续台风的复杂响应[J].北京:海洋学报,2017,39(5):68-77.
[19]童宵岭,时连强,等.1211号台风对浙江象山皇城海滩剖面的影响分析[J].江苏南京:海洋工程,2014,32(1):84-90.
[20]陆琦,刘阿成,等.舟山群岛岱衢洋海床的活动性研究及其工程意义[J].天津:海洋通报,2010,29(4),385-391.
[21]胡日军.舟山群岛海域泥沙运移机动力机制分析[D].山东青岛:中国海洋大学,2009.
[22]HEMANTHAWWIJESEKERA,DAVIDWWANG,WILLIAMJ,etal.High sea-floor stress induced by extreme hurricane waves[J].Geophysical Research Letters,2010,37:L11604.
[23]CHRISTOFFERSENJ.B,JONSSONI.C.Bed friction and dissipation in a combined current and wave motion[J].Ocean Engineering,1985,12:387-423.