CN111932120B - 一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法及系统 - Google Patents

一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法及系统，涉及燃气管网风险评估技术领域，解决评估燃气管道受地质灾害影响时未考虑燃气管道受地质灾害影响发生泄漏问题，包括：计算管线与地质灾害潜在影响范围位置关系λ、运用事件链思想得出地质灾害易发性指标S、燃气管线受影响可能性指标V、燃气管线失效后果指标C；所在区域地质灾害易发性指标S；计算遭受地质灾害后易损性指标V、在各种燃气管线泄漏致灾模式下燃气管线失效后果指标C、综合应急能力评估值β；划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级；准确掌握地质灾害发生到燃气管线受到影响、泄漏、爆炸整个过程中风险情况，降低地质灾害影响造成破坏和经济损失，确保生命财产安全。

Description

一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法及系统
技术领域
本发明涉及燃气管网风险评估技术领域，具体来说是一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法及系统。
背景技术
在我国，频发的地质灾害对城市公共基础设备设施具有非常大的摧毁性和破坏性。城镇输气管道具有一定的压力，输送介质所属的易燃易爆性，一旦地质灾害引发土壤运动和地表变形，可导致埋地管道在土体的作用下变形或断裂，从而导致燃气泄漏。燃气泄漏易造成人员伤亡及财产损毁，相关事故如“7.2贵州晴隆天然气管道燃烧爆炸事故”。因此对地质灾害发生时燃气管道泄漏爆炸风险进行评估十分具有必要性。
现有技术中，公开日为2009年8月5日，公开号为CN101499107A的中国发明专利申请《地质灾害对城市地下燃气管网造成危害的评估系统》，公开了一种地质灾害对城市地下燃气管网造成危害的评估系统，该系统是对地质灾害对城市地下燃气管网造成的危害进行评估，通过构建管网图形数据模块获取城市地下燃气管网的图形数据，地质灾害危险性区划模块获取将城市地下燃气管网分区，地质灾害危害评估模块用于对地质灾害危险性分区进行危害程度评估，权重调整模块用于对危害程度评估结果进行权重调整，评估记录模块用于记录危害程度评估结果，从而实现地质灾害对燃气管网造成危害的有效评估。但是该系统的缺点是只考虑了地质灾害发生对燃气管道的危害，而没有考虑到地质灾害导致燃气泄漏，进而可能产生的后果影响。
公开日期为2008年12月31日的文献《基于GIS的城市燃气管网抵御工程地质灾害风险评价》，郭章林等，该文献是基于地理信息系统对城市燃气管网抵御工程地质灾害风险进行评估，公开了通过对城市燃气管网遭受工程地质灾害破坏的危险源识别和相关指标的定量化处理，从城市管网抵御工程地质灾害破坏的稳定性评价、燃气管网安全设计可靠性评价、易损性评价和危险性评价四个方面，应用地理信息系统在对城市燃气管网进行空间网络模型化的基础上，得到了在工程地质灾害导致城市燃气管网失效引发事故的易损性评价结果，该方法的缺点是只考虑了各类地质灾害对燃气管道的危险性，也没有考虑到地质灾害影响燃气管道失效所带来的后果，该方法具有一定的局限性。
因此，现有技术中关于地质灾害下燃气管道的风险评估多集中在地质灾害导致燃气管道易损性、地质灾害对燃气管道的危害等方面，这些方法虽然可以有效评估燃气管道受地质灾害的影响情况，但由于没有充分考虑燃气管道受到地质灾害影响发生泄漏，进而可能导致的一系列后果，会使得到的评估结果实用性偏低，不利于后续灾害事件的排查、处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术中评估燃气管道受到地质灾害潜在影响后，管线发生泄漏导致燃爆后果整个事件的风险程度，提高评估结果的实用性，便于对地质灾害下燃气管网泄漏燃爆事件发生各个环节的潜在风险进行管控、治理。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，包括以下步骤：
步骤一，评估单元划分，将待评估燃气管网按照设定标准进行评估单元划分，判定待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ；
步骤二，运用事件链思想分析地质灾害下影响燃气管网泄漏爆炸风险的因素包括：地质灾害易发性指标S、燃气管线受影响可能性指标V、燃气管线失效后果指标C；
步骤三，计算待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S；
步骤四，计算待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V；
步骤五，计算待评估单元在各种燃气管线泄漏致灾模式下的燃气管线失效后果指标C；
步骤六，计算综合应急能力评估值β；
步骤七，划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级。
通过分析待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ，运用事件链的思想，综合考虑得出地质灾害易发性指标S、燃气管线受影响可能性指标V、燃气管线失效后果指标C，结合综合应急能力评估值β，来划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级，该方法对地质灾害从发生到燃气管线受到影响、泄漏、爆炸的整个过程、整个体系进行的评估，而不是仅对其中某个环节进行评估，该方法有利于准确掌握地质灾害发生到燃气管线受到影响、泄漏、爆炸整个过程、整个体系的风险情况，从而采取相应的防范和治理措施将城市燃气管网由于地质灾害影响所造成的破坏和经济损失降至最低，确保人民生命财产安全。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤一，计算待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ的公式为：
Figure BDA0002627052500000041
其中，λ表示待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤三，计算待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S的计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000042
其中，S1表示地质灾害的稳定性，ip表示人工开挖影响因子，ie表示地质灾害预警修正因子，k表示人工防治修正因子。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤四，计算待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V的计算公式如下：
V＝max(Va,Vb,Vc,Vd,Ve,Vf)
其中，Va表示滑坡管道易损性，Vb表示崩塌管道易损性，Vc表示泥石流管道易损性，Vd表示地面塌陷易损性，Ve表示地裂缝易损性，Vf表示地面沉降易损性。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的滑坡管道易损性的计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000051
所述的崩塌管道易损性计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000052
所述的泥石流管道易损性的计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000053
所述的地面塌陷易损性计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000054
所述的地裂缝易损性计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000055
所述的地面沉降易损性计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000056
其中，ai权重表示第i个滑坡管道易损性影响因素的权重，ai分值表示第i个滑坡管道易损性影响因素的分值，bi权重表示第i个崩塌管道易损性影响因素的权重，bi分值表示第i个崩塌管道易损性影响因素的分值，ci权重表示第i个泥石流管道易损性影响因素的权重，ci分值表示第i个泥石流管道易损性影响因素的分值，di权重表示第i个地面塌陷管道易损性影响因素的权重，di分值表示第i个地面塌陷管道易损性影响因素的分值，ei权重表示第i个地裂缝管道易损性影响因素的权重，ei分值表示第i个地裂缝管道易损性影响因素的分值，fi权重表示第i个地面沉降管道易损性影响因素的权重，fi分值表示第i个地面沉降管道易损性影响因素的分值，i为计数因子。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤五，计算待评估单元在各种燃气管线泄漏致灾模式下的燃气管线失效后果指标C的计算公式为：
C＝∑wiCi
其中，wi表示各种根据历史泄漏事故统计得到的各类破坏模式出现的比例，Ci表示第i个燃气管线泄漏致灾模式，其中i为计数因子，i＝1,2,3,4。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤六，计算综合应急能力评估值β的计算公式如下：
β＝b1v1+b2v2+b3v3
其中，b1、b2、b3分别为表示工程抢险队伍、消防、医疗的应急反应能力，v1、v2、v3分别为工程抢险队伍、消防、医疗的权重。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的工程抢险队伍、消防、医疗的应急反应能力的计算公式为：
bi＝1+0.2e-di/4
其中，bi表示抢险单位的应急反应能力，di为抢险单位距待评估单元的距离，单位为km，i为计数因子，i＝1,2,3。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的步骤七，划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级的具体方法为：
1)计算各类地质灾害与待评估单元耦合风险值R：
R＝λ·S·V·C·a1/β
其中，a1表示社会影响修正系数；
2)将各类地质灾害与待评估单元耦合风险值R进行标准化处理，得到各类地质灾害与待评估单元耦合风险的展示值IR如下式所示：
Figure BDA0002627052500000071
其中，Rmax表示各类地质灾害与待评估单元耦合风险值中的最大值；
3)对展示值IR进行等级划分，0＜IR≤40对应为四级，40＜IR≤60对应为三级，60＜IR≤80对应为二级，80＜IR≤100对应为一级，由此实现对地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险的评估。
一种基于所述的地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法的系统，包括：
评估单元划分与分析模块，用于评估单元划分，将待评估燃气管网按照设定标准进行评估单元划分，判定待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ；
风险因素分析模块，用于运用事件链思想分析地质灾害下影响燃气管网泄漏爆炸风险的因素，得出地质灾害易发性指标S、燃气管线受影响可能性指标V、燃气管线失效后果指标C；
易发性指标计算模块，用于计算待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S；
易损性指标计算模块，用于计算待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V；
失效后果指标计算模块，用于计算待评估单元在各种燃气管线泄漏致灾模式下的燃气管线失效后果指标C；
综合应急能力评估模块，用于计算综合应急能力评估值β；
风险等级划分模块，用于划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级。
本发明的优点在于：
(1)通过分析待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ，运用事件链的思想，综合考虑得出地质灾害易发性指标S、燃气管线受影响可能性指标V、燃气管线失效后果指标C，结合综合应急能力评估值β，来划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级，该方法对地质灾害从发生到燃气管线受到影响、泄漏、爆炸的整个过程、整个体系进行的评估，而不是仅对其中某个环节进行评估，该方法有利于准确掌握地质灾害发生到燃气管线受到影响、泄漏、爆炸整个过程、整个体系的风险情况，从而采取相应的防范和治理措施将城市燃气管网由于地质灾害影响所造成的破坏和经济损失降至最低，确保人民生命财产安全。
(2)针对常见的地质灾害下燃气管线评估多侧重于地质灾害对于燃气管道的危害和燃气管道的易损性等方面，较少考虑地质灾害导致燃气管线失效后，进而燃气泄漏造成爆炸、火灾等事故所带来的严重后果，从而将燃气管道失效后果纳入到地质灾害对燃气管道影响的风险评估中，实用性强，有利于后续灾害事件的排查和处理。
附图说明
图1为本发明实施例的一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法的原理框图；
图2为本发明实施例的一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法的燃气管段所在区域地质灾害的易发性评估体系图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
如图1所示，一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，包括以下步骤：
步骤一，评估单元划分，将待评估燃气管网按照设定标准进行评估单元划分，判定待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ；
当地质灾害发生时，会引发土壤运动和地表变形，如果其潜在影响范围内存在燃气管道，可导致埋地燃气管道在土体的作用下变形或断裂，发生泄漏，进而导致火灾、爆炸事故。根据城市地质灾害点隐患点普查结果，获取地质灾害的潜在影响范围，判断待评估单元是否处于地质灾害潜在影响范围内的公式如下：
Figure BDA0002627052500000101
其中，λ表示待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系。
所述的城市地质灾害点隐患点普查结果可从当地自然资源局或对应归口部门获取。
步骤二，运用事件链思想分析地质灾害下影响燃气管网泄漏爆炸风险的因素包括：地质灾害易发性指标S、燃气管线受影响可能性指标V、燃气管线失效后果指标C；
所述的运用事件链思想分析地质灾害下影响燃气管网泄漏爆炸风险的因素的过程为：
地质灾害下燃气管网泄漏爆炸事件可描述为，在外界条件扰动下，地质灾害发生并对其作用范围内燃气管线造成影响，导致燃气管线失效泄漏并进而发生火灾、爆炸等事件，因此本发明在构建时需考虑以下问题：
(1)会不会发生地质灾害；
(2)地质灾害会不会影响燃气管线；
(3)受影响燃气管线可能导致的后果；
通过对以上问题进行分析，地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估模型应考虑以下因素、指标；
1)待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S；
待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S是指地质灾害发生的可能性，因此地质灾害易发性评估至少包含以下指标：①自然条件下地质灾害发生的容易程度；②其他易导致地质灾害发生的扰动因素；③现有管理措施对地质灾害的控制能力；④部分监测指标地灾实时预警信息修正。
2)待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V；
待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V包括以下指标：①灾害到达管道的可能性；②管道在灾害作用下被破坏情况。
3)待评估单元燃气管线失效后果指标C；
待评估单元燃气管线失效后果指标C是指地质灾害发生导致燃气管线泄漏造成的后果。
步骤三，计算待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S；
所述的地质灾害易发性指标S的计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000111
其中，S1表示地质灾害的稳定性，ip表示人工开挖影响因子，ie表示地质灾害预警修正因子，k表示人工防治修正因子。
地质灾害的易发性主要与地质灾害的稳定性、诱发因素以及人为控制等有关。地质灾害的稳定性依据城市地形地貌、岩土体类型及性质、地质构造以及地下水特征等地质环境条件，结合已有地质灾害类型和发育程度，将规划区划分为地质灾害高易发区、地质灾害中易发区、地质灾害低易发区及地质灾害不易发区，地质灾害的稳定性S1可以依据城市相关部门所提供地质灾害稳定性分级结果进行评分。由此可以确定出地质灾害稳定性S1及对应分值可以表示为：
表1地质灾害稳定性S1及对应分值
Figure BDA0002627052500000112
Figure BDA0002627052500000121
人工开挖等施工活动易引发地质灾害，因此考虑人工开挖影响因子ip。
表2人工开挖影响因子ip
评价依据 取值范围
地质灾害点50m存在人工开挖活动 1.2
地质灾害点50m不存在人工开挖活动 1
人为控制包括地质灾害预警和人工防治两部分。
地质灾害气象预警是指地质和气象部门依据当前环境发布的灾害预警。地质灾害气象预警级别越高，地质灾害发生的可能性越大。引入地质灾害预警修正因子：
表3地质灾害预警修正因子ie
描述 取值
无 1
1级预警 1.1
2级预警 1.15
3级预警 1.2
4级预警 1.25
5级预警 1.30
对不同类型的地质灾害隐患点制定避免和处理措施可有效避免地质灾害的发生。引入隐患管理因子k来对地质灾害稳定性进行修正。地质灾害隐患管理措施包括日常巡检、专业监测、风险预警以及其他可起到避免灾害发生或减弱灾害强度、后果的措施等。
表4人工防治修正因子k
措施描述 取值
重点巡检、专业监测、防治及其他风险削减措施 2
巡检并建立简易监测点 1.7
巡检 1.5
不采取措施 1
步骤四，计算待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V；
当待评估单元位于多种地质灾害的潜在影响范围内时，所述的待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V的计算公式如下：
V＝max(Va,Vb,Vc,Vd,Ve,Vf) (3)
其中，Va表示滑坡管道易损性，Vb表示崩塌管道易损性，Vc表示泥石流管道易损性，Vd表示地面塌陷易损性，Ve表示地裂缝易损性，Vf表示地面沉降易损性。
(1)滑坡管道易损性Va
滑坡易损性评估指标如下表所示。
表5滑坡管道易损性影响因素评估
Figure BDA0002627052500000131
Figure BDA0002627052500000141
滑坡管道易损性Va的计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000142
其中，ai权重表示第i个滑坡管道易损性影响因素的权重，ai分值表示第i个滑坡管道易损性影响因素的分值，i为计数因子，i＝1,2,3,4,5,6。
(2)崩塌管道易损性Vb
崩塌管道易损性评估指标如下表所示。
表6崩塌管道易损性影响因素评估
Figure BDA0002627052500000143
Figure BDA0002627052500000151
所述的崩塌管道易损性Vb计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000152
其中，bi权重表示第i个崩塌管道易损性影响因素的权重，bi分值表示第i个崩塌管道易损性影响因素的分值，i为计数因子，i＝1,2,3,4,5,6。
(3)泥石流管道易损性Vc
泥石流下管道易损性评估指标如下表所示。
表7泥石管道流易损性影响因素评分标准
Figure BDA0002627052500000153
Figure BDA0002627052500000161
Figure BDA0002627052500000171
所述的泥石流管道易损性Vc的计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000172
其中，ci权重表示第i个泥石流管道易损性影响因素的权重，ci分值表示第i个泥石流管道易损性影响因素的分值，i为计数因子，i＝1,2,3,4,5,6,7。
(4)地面塌陷、地裂缝、地面沉降管道易损性Vd，Ve，Vf
地面塌陷、地裂缝、地面沉降致灾的范围限于地裂缝带的影响空间范围，对远离地质灾害带的外围地段和更深处不具辐射作用。
表8地面塌陷、地裂缝、地面沉降影响因素评估标准
Figure BDA0002627052500000173
Figure BDA0002627052500000181
所述的地面塌陷易损性Vd计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000182
其中，di权重表示第i个地面塌陷管道易损性影响因素的权重，di分值表示第i个地面塌陷管道易损性影响因素的分值，i为计数因子，i＝1,2,3,4。
地裂缝易损性Ve、地面沉降易损性Vf与地面塌陷易损性Vd计算方式一致。
所述的地裂缝易损性Ve计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000183
其中，ei权重表示第i个地裂缝管道易损性影响因素的权重，ei分值表示第i个地裂缝管道易损性影响因素的分值，i为计数因子，i＝1,2,3,4。
所述的地面沉降易损性Vf计算公式如下：
Figure BDA0002627052500000184
其中，fi权重表示第i个地面沉降管道易损性影响因素的权重，fi分值表示第i个地面沉降管道易损性影响因素的分值，i为计数因子，i＝1,2,3,4。
步骤五，计算待评估单元在各种燃气管线泄漏致灾模式下的燃气管线失效后果指标C；
燃气管线泄漏致灾模式包括停气模式C1、喷射火模式C2、蒸气云爆炸模式C3、地下空间爆炸模式C4。
所述的待评估单元燃气管线失效后果指标C的计算公式为：
C＝∑wiCi (10)
其中，wi表示各种根据历史泄漏事故统计得到的各类破坏模式出现的比例，Ci表示第i个燃气管线泄漏致灾模式，其中i为计数因子，i＝1,2,3,4。
由燃气公司通过爆管分析待评估单元对应停气影响户数。根据相关城市燃气突发事故应急预案中关于燃气突发事件等级划分的标准，将停气模式影响折合为重伤人数，从而用统一的标准来衡量燃气事故后果的严重程度。
停气模式C1下的燃气管线失效后果指标的计算公式为：
C1＝Ls (11)
其中，Ls表示重伤人数，Ls的计算公式为：
Figure BDA0002627052500000191
其中，Lint24指停气居民户数，若停气影响用户中存在重要客户，则停气后果等级升一级，最高为I级。
对于喷射火模式C2下的燃气管线失效后果指标的计算公式为：
Figure BDA0002627052500000192
其中，r2表示发生喷射火模式时导致人员重伤的半径，ρ2表示发生喷射火模式时导致人员重伤的半径内的人员密度最大值。
对于蒸气云爆炸模式C3下的燃气管线失效后果指标的计算公式为：
Figure BDA0002627052500000201
其中，r3表示发生蒸气云爆炸模式时导致人员重伤的半径，ρ3表示发生蒸气云爆炸模式时导致人员重伤的半径内的人员密度最大值。
对于地下空间爆炸模式C4下的燃气管线失效后果指标的计算公式为：
Figure BDA0002627052500000202
其中，r4表示发生地下空间爆炸模式时导致人员重伤的半径，ρ4表示发生地下空间爆炸模式时导致人员重伤的半径内的人员密度最大值。
步骤六，计算综合应急能力评估值β；
以距离待评估单元最近的抢险单位的距离来表征抢险单位的应急反应能力，所述的抢险单位包括工程抢险队伍、消防、医疗，所述的抢险单位的应急反应能力的计算公式为：
bi＝1+0.2e-di/4 (16)
其中，bi表示抢险单位的应急反应能力，di为抢险单位距待评估单元的距离，单位为km，i为计数因子，i＝1,2,3。
因此，综合应急能力评估值的计算公式如下：
β＝b1v1+b2v2+b3v3 (17)
其中，b1、b2、b3分别为表示工程抢险队伍、消防、医疗的应急反应能力，v1、v2、v3分别为工程抢险队伍、消防、医疗的权重，优选地v1、v2、v3的取值分别为：0.5、0.3、0.2。
步骤七，划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级：
各类地质灾害与待评估单元耦合风险值R的计算公式为：
R＝λ·S·V·C·a1/β (18)
其中，a1表示社会影响修正系数。
所述的社会影响修正系数a1是指地下空间发生爆炸后造成的相关负面影响，爆炸所处位置的重要性也极大影响了爆炸的后果，即爆炸产生的社会影响。在学校、医院、政府部门等附近发生爆炸会带来更大的恐慌，而在加油站、仓库、超市等附近发生爆炸将会带来更大的经济损失，分析泄漏燃气管线50m范围内存在的建筑信息，并获取对应最大的社会影响修正系数，该值可根据地下空间周边建筑物的类型和用途选取，具体如表9所示。
表9社会影响修正系数a1
Figure BDA0002627052500000211
将各类地质灾害与待评估单元耦合风险值R进行标准化处理，得到各类地质灾害与待评估单元耦合风险的展示值IR如下式所示：
Figure BDA0002627052500000221
其中，Rmax表示各类地质灾害与待评估单元耦合风险值中的最大值。
对展示值IR进行等级划分，0＜IR≤40对应为四级，40＜IR≤60对应为三级，60＜IR≤80对应为二级，80＜IR≤100对应为一级，由此实现对地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险的评估。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，评估单元划分，将待评估燃气管网按照设定标准进行评估单元划分，判定待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ；
步骤二，运用事件链思想分析地质灾害下影响燃气管网泄漏爆炸风险的因素包括：地质灾害易发性指标S、燃气管线受影响可能性指标V、燃气管线失效后果指标C；
步骤三，计算待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S；
步骤四，计算待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V；
步骤五，计算待评估单元在各种燃气管线泄漏致灾模式下的燃气管线失效后果指标C，计算公式为：C＝∑wiCi；其中，wi表示各种根据历史泄漏事故统计得到的各类破坏模式出现的比例，Ci表示第i类燃气管线泄漏致灾模式，其中i为计数因子，i＝1,2,3,4；
燃气管线泄漏致灾模式包括停气模式C1、喷射火模式C2、蒸气云爆炸模式C3、地下空间爆炸模式C4；
停气模式C1下的燃气管线失效后果指标的计算公式为：C1＝Ls；其中，Ls表示重伤人数，Ls的计算公式为：
Figure FDA0003314683000000011
其中，Lint24指停气居民户数，若停气影响用户中存在重要客户，则停气后果等级升一级，最高为I级；
对于喷射火模式C2、蒸气云爆炸模式C3、地下空间爆炸模式C4下的燃气管线失效后果指标的计算公式分别为：
Figure FDA0003314683000000021
其中，r2、r3、r4分别表示发生喷射火模式、蒸气云爆炸模式、地下空间爆炸模式时导致人员重伤的半径，ρ2、ρ3、ρ4分别表示发生喷射火模式、蒸气云爆炸模式、地下空间爆炸模式时导致人员重伤的半径内的人员密度最大值；
步骤六，计算综合应急能力评估值β；
步骤七，划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级；具体方法为：
1)计算各类地质灾害与待评估单元耦合风险值R：
R＝λ·S·V·C·a1/β
其中，a1表示社会影响修正系数；
2)将各类地质灾害与待评估单元耦合风险值R进行标准化处理，得到各类地质灾害与待评估单元耦合风险的展示值IR如下式所示：
Figure FDA0003314683000000022
其中，Rmax表示各类地质灾害与待评估单元耦合风险值中的最大值；
3)对展示值IR进行等级划分，0＜IR≤40对应为四级，40＜IR≤60对应为三级，60＜IR≤80对应为二级，80＜IR≤100对应为一级，由此实现对地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险的评估。
2.根据权利要求1所述的一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，其特征在于，所述的步骤二，计算待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ的公式为：
Figure FDA0003314683000000031
其中，λ表示待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系。
3.根据权利要求1所述的一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，其特征在于，所述的步骤三，计算待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S的计算公式如下：
Figure FDA0003314683000000032
其中，S1表示地质灾害的稳定性，ip表示人工开挖影响因子，ie表示地质灾害预警修正因子，k表示人工防治修正因子。
4.根据权利要求1所述的一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，其特征在于，所述的步骤四，计算待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V的计算公式如下：
V＝max(Va,Vb,Vc,Vd,Ve,Vf)
其中，Va表示滑坡管道易损性，Vb表示崩塌管道易损性，Vc表示泥石流管道易损性，Vd表示地面塌陷易损性，Ve表示地裂缝易损性，Vf表示地面沉降易损性。
5.根据权利要求4所述的一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，其特征在于，
所述的滑坡管道易损性的计算公式如下：
Figure FDA0003314683000000033
所述的崩塌管道易损性计算公式如下：
Figure FDA0003314683000000034
所述的泥石流管道易损性的计算公式如下：
Figure FDA0003314683000000041
所述的地面塌陷易损性计算公式如下：
Figure FDA0003314683000000042
所述的地裂缝易损性计算公式如下：
Figure FDA0003314683000000043
所述的地面沉降易损性计算公式如下：
Figure FDA0003314683000000044
其中，ai权重表示第i个滑坡管道易损性影响因素的权重，ai分值表示第i个滑坡管道易损性影响因素的分值，bi权重表示第i个崩塌管道易损性影响因素的权重，bi分值表示第i个崩塌管道易损性影响因素的分值，ci权重表示第i个泥石流管道易损性影响因素的权重，ci分值表示第i个泥石流管道易损性影响因素的分值，di权重表示第i个地面塌陷管道易损性影响因素的权重，di分值表示第i个地面塌陷管道易损性影响因素的分值，ei权重表示第i个地裂缝管道易损性影响因素的权重，ei分值表示第i个地裂缝管道易损性影响因素的分值，fi权重表示第i个地面沉降管道易损性影响因素的权重，fi分值表示第i个地面沉降管道易损性影响因素的分值，i为计数因子。
6.根据权利要求1所述的一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，其特征在于，所述的步骤六，计算综合应急能力评估值β的计算公式如下：
β＝b1v1+b2v2+b3v3
其中，b1、b2、b3分别为表示工程抢险队伍、消防、医疗的应急反应能力，v1、v2、v3分别为工程抢险队伍、消防、医疗的权重。
7.根据权利要求6所述的一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估方法，其特征在于，所述的工程抢险队伍、消防、医疗的应急反应能力的计算公式为：
bi＝1+0.2e-di/4
其中，bi表示抢险单位的应急反应能力，di为抢险单位距待评估单元的距离，单位为km，i为计数因子，i＝1,2,3。
8.一种地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险评估系统，其特征在于，包括：
评估单元划分与分析模块，用于评估单元划分，将待评估燃气管网按照设定标准进行评估单元划分，判定待评估单元与地质灾害潜在影响范围的位置关系λ；
风险因素分析模块，用于运用事件链思想分析地质灾害下影响燃气管网泄漏爆炸风险的因素，得出地质灾害易发性指标S、燃气管线受影响可能性指标V、燃气管线失效后果指标C；
易发性指标计算模块，用于计算待评估单元所在区域的地质灾害易发性指标S；
易损性指标计算模块，用于计算待评估单元遭受地质灾害后的易损性指标V；
失效后果指标计算模块，用于计算待评估单元在各种燃气管线泄漏致灾模式下的燃气管线失效后果指标C，计算公式为：C＝∑wiCi；其中，wi表示各种根据历史泄漏事故统计得到的各类破坏模式出现的比例，Ci表示第i类燃气管线泄漏致灾模式，其中i为计数因子，i＝1,2,3,4；
燃气管线泄漏致灾模式包括停气模式C1、喷射火模式C2、蒸气云爆炸模式C3、地下空间爆炸模式C4；
停气模式C1下的燃气管线失效后果指标的计算公式为：C1＝Ls；其中，Ls表示重伤人数，Ls的计算公式为：
Figure FDA0003314683000000061
其中，Lint24指停气居民户数，若停气影响用户中存在重要客户，则停气后果等级升一级，最高为I级；
对于喷射火模式C2、蒸气云爆炸模式C3、地下空间爆炸模式C4下的燃气管线失效后果指标的计算公式分别为：
Figure FDA0003314683000000062
其中，r2、r3、r4分别表示发生喷射火模式、蒸气云爆炸模式、地下空间爆炸模式时导致人员重伤的半径，ρ2、ρ3、ρ4分别表示发生喷射火模式、蒸气云爆炸模式、地下空间爆炸模式时导致人员重伤的半径内的人员密度最大值；
综合应急能力评估模块，用于计算综合应急能力评估值β；
风险等级划分模块，用于划分地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险等级；具体方法为：
1)计算各类地质灾害与待评估单元耦合风险值R：
R＝λ·S·V·C·a1/β
其中，a1表示社会影响修正系数；
2)将各类地质灾害与待评估单元耦合风险值R进行标准化处理，得到各类地质灾害与待评估单元耦合风险的展示值IR如下式所示：
Figure FDA0003314683000000071
其中，Rmax表示各类地质灾害与待评估单元耦合风险值中的最大值；
3)对展示值IR进行等级划分，0＜IR≤40对应为四级，40＜IR≤60对应为三级，60＜IR≤80对应为二级，80＜IR≤100对应为一级，由此实现对地质灾害下燃气管网泄漏爆炸风险的评估。
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