Введение3
Глава 1. Факторы аварийности 6
Глава 2. Физико-географическое и геологическое описание территории
локализации аварий9
2.1. Британская Колумбия 10
2.2. Альберта14
2.3. Онтарио19
Глава 3. Геоморфологические характеристики и анализ их влияния на
аварийность канадских трубопроводов 23
3.1. Геотопологические параметры и их геоэкологическая роль 23
3.2. Измерение геотопологических параметров 29
3.3. Репрезентативный трубопровод 33
3.4. Анализ влияния геоморфологических характеристик на аварийность
трубопроводов 36
Глава 4. Анализ влияния генетических типов четвертичных отложений на
аварийность канадских трубопроводов 46
4.1. Определение генетических типов четвертичных отложений 46
4.2. Анализ влияния четвертичных отложений на природообусловленные
аварии 52
4.3. Анализ влияния четвертичных отложений на аварии, вызванные
коррозией57
Заключение60
Список использованных источников и литературы62
Приложения67
Объект исследования – трубопроводы на территории Канады.
Предмет исследования – геолого-геоморфологические факторы, оказывающие влияние на аварийность трубопроводов.
Цель работы – выявить влияние геолого-геоморфологических характеристик, как главных компонентов инженерно-геологических условий, на аварийность трубопроводов Канады.
Среди анализируемых геолого-геоморфологических характеристик: абсолютная высота, относительная высота, экспозиция, уклон (крутизна) склона, горизонтальная кривизна, вертикальная кривизна, близость к структурной линии, тип элементарной поверхности, генетический тип четвертичных отложений.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования:
сбор статистических данных об инцидентах на трубопроводах Канады за период с 2008 по 2019 год;
классификация факторов аварийности канадских трубопроводов;
изучение по литературным источникам геологических и физико-географических особенностей провинций Канады, в которых отмечается высокая концентрация аварий;
измерение геотопологических параметров в точках аварий и на протяжении репрезентативного трубопровода по цифровым топографическим картам при помощи специализированного программного продукта QGIS;
определение генетических типов четвертичных отложений в местах аварий, а также вычисление суммарной длины магистральных трубопроводов, проложенных по каждому типу отложений, посредством инструментов анализа QGIS;
создание собственной базы данных местоположений исследуемых аварий с их геотопологическими параметрами и характеристикой четвертичных отложений;
вычисление значений удельной аварийности и статистическая обработка данных;
интерпретация полученных результатов.
Согласно намеченной цели и задачам, в ходе исследования использовались следующие методы:
Анализ географической, геоморфологической, геологической литературы по теме исследования;
Метод классификации;
Картографический метод;
Статистический метод;
Метод дистанционных наблюдений;
Сравнительный метод;
Обобщение и анализ полученных данных.
Теоретико-методологическую основу данного исследования составил системно-морфологический подход А.Н. Ласточкина. Выделенные им геотопологические параметры дополнены двумя морфологическими характеристиками (близость к структурной линии, тип элементарной поверхности), а также генетическим типом четвертичных отложений, поскольку геология и геоморфология являются двумя наиболее важными компонентами инженерно-геологических условий.
Данная работа является актуальной, поскольку в результате отказов трубопроводов наносится серьёзный ущерб окружающей среде и экономике. А исследования, посвящённые влиянию природного фактора на аварийность трубопроводов, позволяют предупреждать аварии ещё на стадии проектирования сетей трубопроводов и избежать негативных экологических и экономических последствий, обеспечивают рациональную эксплуатацию трубопроводной системы, а также необходимы при разработке инженерных решений по предотвращению аварийных ситуаций.
Проведён детальный анализ влияния геолого-геоморфологических характеристик на аварийность трубопроводов Канады. Изучение особенностей рельефа выполнено руководствуясь системно-морфологическим подходом А.Н.Ласточкина, согласно которому земная поверхность может быть рассмотрена, как совокупность граничащих друг с другом однозначно выделяемых элементарных поверхностей, характеризующихся собственным сочетанием геотопологических параметров. Другим анализируемым компонентом инженерно-геологических условий послужил генетический тип четвертичных отложений. Для статистической обработки и последующего анализа была создана база данных, содержащая информацию о геоморфологических характеристиках и генетическом типе четвертичных отложений, наблюдаемых в местах аварий. Анализ производился по относительному показателю удельной аварийности, выражающейся в количестве аварий c определённым значением геотопологического параметра (или генетическим типом четвертичных отложений) на метр трубопровода, проложенного по поверхностям с таким же значением геотопологического параметра (или с тем же генетическим типом четвертичных отложений).
Подводя итоги проделанной работы, можно сделать следующие выводы. Установлены максимальные значения удельной аварийности для следующих инженерно-геологических условий:
на абсолютных высотах от 20 до 165 м и от 750 до 1040 м;
на склонах с относительной высотой от 80 м и более (для относительной высоты от 80 до 100 м в 3 раза больше среднего значения);
на крайне нестабильных сильновогнутых в плане поверхностях (в 4,4 раза больше среднего значения);
на сильновыпуклых в профиле поверхностях (в 2,8 раз больше среднего значения);
на склонах с уклоном от 15 до 30º (в 3,8 раз больше среднего значения);
на поверхностях северо-западной, западной, юго-западной и юго-восточной экспозиций;
на расстоянии до 50 м от килевой линии;
а также на вдолькилевых поверхностях (в 5,7 раз больше среднего значения);
на аллювиальных отложениях для природообусловленных аварий (в 2,8 раз больше среднего значения);
на техногенных образованиях для коррозионных аварий (в 6,8 раз больше среднего значения).
Исходя из полученных данных, наиболее опасным для трубопроводов оказалось местоположение вблизи постоянных водотоков или, другими словами, при пересечении трубопроводом водных преград. Также крайне опасным является расположение трубопровода на крутых склонах. А с точки зрения развития коррозии, среди различных типов четвертичных отложений выделились техногенные грунты благодаря их неоднородности состава.
