5 北京市天然气输配管网应对地质灾害措施
综合北京地质条件、管网情况、灾害趋势3方面的情况，北京市天然气输配管网防灾减灾特点概括为：地质复杂，潜在危害大；管网庞大，防灾底子薄；灾害增多，应对措施难。
北京市天然气管网从1958年到2008年经过了50年的建设发展历程，供应规模已达到80亿m3/a，相当于东京1998年的供气量。但由于经济水平和防灾意识等原因，燃气管网防灾措施远没有达到日本同等规模时期水平，与现状东京燃气相差更远。随着北京经济水平的提高，城市规模的扩大，以人为本的理念的加深。提高北京燃气管网安全性，采取应对地质灾害的必要措施，已受到广泛重视。燃气管网防灾系统是一个逐步发展和完善的过程，通过对目前北京燃气管网分析。结合国内外经验，在防灾系统建设初期，防灾措施概括起来可从以下4个方面着手：
(1) 重要燃气设施规划选址避开地质条件差的地区。
(2) 管线改造与建设加强防护措施。
(3) 细分控制区域减小灾害损失。
(4) 建立防灾减灾监控系统。
5.1 重要燃气设施规划选址避开地质条件差地区
2020年北京市天然气供应量由2008年55亿m3，增加到120亿m3，六环路全环建设4.OMPa天然气管线，北六环和东北六环附近建设两座天然气接收站。
根据北京燃气规划，将在高丽营建门站，但其位置正处在断裂带附近，由于门站运行安全对北京天然气供应起着举足轻重的作用，高丽营门站将占全网供应能力的1/4，一旦发生事故将导致北京市天然气管网供应瘫痪。因此，建议在规划选址时应避免潜在地质灾害地区。
5.2 管线改造和建设加强保护措施
5.2.1 管道工程采取增强其安全性的措施
在地质灾害风险较大区域敷设的管线，管材应选用抗震性能好的材料，在接口连接处应采用柔性接头。管道穿越市区断裂带时，管道应与其正交；并敷设套筒内，周围填充砂料；管道及套筒应采用钢管；穿越地裂缝的管道两侧应增设紧急切断阀门。在北京市区东部和北部以及断裂带地区建设管线时，应进行地质灾害对管线影响评估，建成后应加强地质条件恶劣地区周边管线的巡检。
5.2.2 采用地下综合管沟敷设管线
实践证明管沟敷设是管线防止地质灾害的有效方法。法国巴黎的地下市政设施[12]十分完善，早在19世纪就利用了地下排水渠道的上部空间敷设电话线、电线、煤气管道等公共服务管道设施。2005年日本东京，为预防可能发生的大地震，在繁华区地下40m深处，开始建设被称为“防震生命线”的共同管沟工程[13]。此管沟内有电话、电气、天然气、上下水道等管线。目前。东京市内11OOkm的干线道路下，已经建成119km的共同沟，根据日本政府计划。今后所有干线道路下都将兴建公共管沟。
北京市越来越多的管线要求地下敷设，如通信、电力电缆等，随着城市建设的发展，地下管线的增多，给工程建设和维护管理带来了更大的困难。管沟敷设方法不仅能有效地防止地质灾害，便于维护管理，而且还可以防止由于地铁杂散电流对管线的腐蚀。但由于管沟敷设投资大，地质条件要求高，不可能在短时间得到普及，但对于重要管线集中路段应采用管沟敷设方式。据悉随着京包路的建设，沿线地下需敷设高压天然气，高压电缆、电信、上下水等重要管线，而京包路附近地下水开采过量，地沉下降速度加快，沿公路还要建设城铁，因此，京包路地下管线应采用管沟敷设方式。目前北京中关村西区采用了包括电力主管廊、电信主管廊、天然气主管廊、热力主管廊、给水管廊的综合管廊工程[4]，实践证明效果良好。
5.3 细分控制区减少损失
5.3.1 重要区域的划分
北京市是悠久的历史文化名城。有如：故宫、北海、天坛、圆明园、颐和园重要的名胜古迹。但是由于要对此地区附近用户供气，天然气管线无法避免地要在此周围敷设。天然气管线是这些古迹潜在的危险源，一旦发生地质灾害导致管线天然气泄漏引发的大火，其损失是无法估量的。为此应对这些地区重点保护。另外，大学、医院、图书馆、电视台、政府机构及重要军事设施也应该列入重要保护区域。
5.3.2 分区域保护措施
细分区域可在紧急情况下独立控制。以往在做天然气规划时比较重视高压管线的防护，但天然气管线防止地质灾害的关键和着眼点应是低压管网的保护措施。北京市天然气输配管网拓补结构复杂，一般一个区域由多座调压站供应，紧急情况下只要一座调压站未能实现切断，则不能停止该区域的供气。图2所示为建立中压独立控制区域示意图。
对于重要区域的保护措施，可以借鉴日本的经验，东京瓦斯公司将其管辖的供气域的低压网路划分为101个区域。每个区域的大小为30km2～40km2，每个有30个～50个中低压区域调压站[3]。在紧急情况下，只要关闭域内所有的调压站就可以完全切断供气。为了保证可靠性。每个区域都至少配备了3个地质监测装置将监测到的大地运动数值传到监控中心。以便监控中心做出切断的决定。这要求SI监测有极高的可靠性，否则不必要的切断将给用户带来不便，并且根据安全规则，中断后重新供气必须检查该区域所有用户的管道状况。同样，日本大阪天然气公司[14]通过对服务区域进行更加细小的划分，能够更加精确地控制供应，中止供气。每个分区都是彼此独立的，而且每个分区的天然气可以单独控制。该计划要求把整个服务区从目前的55个分区细分到120个，每个分区包含由5万户降到2.5万户，在遇到紧急情况时，仅对那些受损严重的地区进行暂停供气操作。
5.4 建立防灾减灾监控系统
防灾减灾关键问题是灾害发生时的应急反应与灾后快速恢复的能力，要达到这一目的必须建立防灾减灾监控系统。
截至到2008年北京燃气共有460万用户，天然气管线10873万km，其中：高压管线(大于1.OMPa)为946km，中压管线(0.1至0.4MPa)为41OOkm，低压管线为(小于5kPa)5827km。北京中压管网普遍成环状，调压站一般为超压切断，切断阀没有远程控制，这为防灾保护带来了巨大的困难。
若按5万户划分区域，360万户有75个区域，初步估计需800个切断阀，225个地震测示仪，共有1025个监测点，设备投入为10250万元。由于北京天然气管线大多埋设在公路下，施工难度大，可考虑分期实施，首先在重点区域内建设监测点，监测点与调度中心通讯可采用租公共数据网方式。
地震测示仪器与调压站的切断阀、管线切断阀连接，地震测示仪能够将土体运动信号独立的传输给调度中心和所属区域的调压站、干线阀门站，调度中心经过专家诊断软件迅速判断是否切断阀门，并下达指令。
快速恢复供气可以减少经济损失，震后恢复方案的制定要根据管线的受损，灾情预警情况而定。合理分布的地震监测仪可以为调度中心提供地震发生过程的历史数据，先进的软件平台(如GIS)和专家诊断系统可为地下管线评估提供科学依据。为谨慎起见，一般切断阀打开，恢复供气都采取人工方式。
天然气管网防灾减灾系统可纳入现有的北京市天然气管网调度监控系统中。目前此系统场站监控点为3000个，2009年将对此系统进行升级改造，升级改造后的系统应具备防灾减灾部分功能。
总之，建立防灾减灾监控系统是以能够及时有效应对和快速恢复为目标，这赖于准确地质运动信号的获取、可靠的信号传输、科学的判断及高效的控制。
6 结语
天然气管线遍布北京大街小巷，天然气中低压管线，在地质灾害中易损坏漏气，漏气后容易发生火灾，从而造成生命和财产的损失。因此，管线建设和运行应采用必要措施。建立天然气管网防灾减灾监控系统，北京燃气可在现有的监控系统中增加重点区域的地震监测点，切断阀监测点，实现中低侧的安全实时控制，建立先进的关闭系统。
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