城市天然气管网安全实时控制系统

能源科学进展　城市天然气管网安全实时控制系统　朱筱岚译　审校：刘廷元　摘要城市供气的地震安全是作者过去几十年的主要研究课题。采用一套名为ＳＵＰＲＥＭＥ　的实时安全控制系统，避免地震破坏埋地管线从而造成天然气的泄漏。ＳＵＰＲＥＭＥ使用了　３８００个新型渡谱强度传感器和远程控制装置快速切断供气．这套装置能够实时监控多处　的地震活动，解释这些活动数据，评估管道的破坏程度，目的在于判断是否需要切断供　气。这套系统是目前最高水平的采用电脑控制的安全措施，并且由先进岩土工程理论做　支撑。　关键词地震；埋地管道；破坏评价；液化；地质；控制系统　１引言　城市天然气供应是一种重要的能源，它支撑着我们日常生活的许多方面。与其他能　源相比，天然气对地震的危险更为敏感。因为作为可燃气体，由于管线破损造成的大然　气泄漏可能导致严重火灾，更危险的是可能会引起爆炸。比如据日本消防协会１９９６年的　资料显示，１９９５年的神户地震总共１７５处火灾中的８处是由天然气泄渊造成的。　０’Ｒｏｕｒｋｅ和Ｐａｌｍｅｒ对１９９４年的Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ地震的研究也得出了类似的结论。传统的　紧急处理措施是切断天然气的供应。比如，在１９９５年神户地震中，人约需要关臼１　８５９０００个阀门，川了８５天才最终恢复正常运行（天然能源，１９９６）。另外一个重要问题　。是，整整１５个小时才把所有该关的阀门关闭完。为了避免这样的延误，需要快速收集有　关供气管网状况的信息。囚此，在神户地震后，开始研究一种实时系统来减少供气管网　由于地震所引起的破坏。目标是研制一套可以快速收集信息，在必要时候实施抢险的系　统。　２城市天然气行业的地震安全措施　ＳＵＰＲＥＭＥ（ｓｕｐｅｒ－ｄｅｎｓｅ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ超密集实时地震检　测）系统一直由传统的安全措施做支撑。这里，具体介绍东京天燃气公司采川的地震安全　措施体系。　公司共有９６０万个Ｊ１ｊ户（截．Ｉ｝＝２００５年３　Ｊ＝ｊ），覆盖东京及其附近地　３１００ｋｍ　。　１　说明了供气管网的体系，这些管网分为４组。首先是７００ｋｍ的高压管道，运行压力为　１ＭＰａ或者更高　第二组即中压管道，它又可以分为两组：Ａ组压力为０．３－１．ＯＭＰａ，Ｋ度　．１７．　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　为２４００ｋｍ．Ｂ组压力为Ｏ．卜０．３ＭＰａ，长度３６００ｋｍ。服务管线为低压管线。压力仅为　２．５ＫＰａ，总长４４１００ｋｍ。图１中的讽：　阀用来降低天然气压力，总共３８００个区域调ＪＪ　阎，Ｊ｛｛来把中压降为服务管线的低压。传统的地震安全措施都集中在中高压干线上。其　基本的理论是采用高地震安全等级的设计、材料、补强（若需要）和足够的维护，从而　保证在强烈地震中管道及其配套设旌不被破坏和安全运行。２４小时远　监控这些干线中　的气体流动状态。在紧急情况下，　程师可以远程无线关闭阀门来切断供气。采川每秒　９６００比特的４００１１ｌｉＨｚ通讯线进行通讯　为了进一步保证管道运行安全，在紧急情况卜移　除管道内气体的通风竖管采用无线控制。　图１东京天然气公司管网示意图　但是低压管线在地震中更易遭破坏。特别是在神户地震中，由丁人地振动、液化和　地面变形等造成了２１０００处诸如泄漏和管道丰Ｈ曲等的破坏。虽然可以改进低压管道的抗　地震能力，但是由于以下几个原因使之不可行：　●管道总长太长从而难以采取立即行动；　●Ｊ｛｛户地上管道是刚户的财产，天然气公司无权控制。　因此，在大地震中，低压管道可能山现许多泄漏。所以，通过监测强度自动控制切　断供气来解决这一问题比较合理。　两种装置实现了低压管线的安全理念。一是区域调　，它平时Ｊ｛ｊ米将中压降为低　压。配备了ｓＩ传感器，可以监测地震波的强度。ｓＩ这项技术最先由Ｈｏｕｓｈｅｒ于１９６１年　提山，其值与地面运动速度的最大值相当（Ｔｏｗｈａｔａ等人，１９９６）　１　．，‘　ＳＩ＝　＾■　ｔｒ。ＳＶ（２０％临界阻尼比）　、　。　ｄ　（１）　‘．－｜～‘　式中，ｓｖ＝自然时间　内观测到的地震运动的相对速率反应波。注意　的平均取值为　．１８．　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　０．１至２．５秒。ＳＩ传感器在附录Ｉ以及Ｋｏｇａｎｅｍａｒｕ等人（２０００）的文章中有详述。选抒　ＳＩ的原因在于东京天然气公司的经验表明，超过３００ｇａｌ的最火加速度不一定会破坏嗽　入的管网。最火地面速度可能与ＳＩ相当。但是这里提ＳＩ是考虑到整个体系的反应。　目前，如果ＳＩ值超过３０￣４０ｃｍ／ｓ，区域调节阀就会切断供气。第二个切断供气的　装置是微机运作的“智能仪表”，它安装在与所有单个用户的接口处。当发现地震加速度　超过２００ｃｍ／ｓ　时就切断供气。在这些现有成就背景下，本文介绍最新的ＳＵＰＲＥＭＥ系统功　能。　４　ＳＵＰＲＥＭＥ系统的结构　ＳＵＰＲＥＭＥ系统采用新型ＳＩ传感器，这是该系统的一大特色。新型传感器可以监洲和　解释地面加速度的最大峰值（ＰＧＡ）、加速度随时间的变化以及实时基础上的ＳＩ值。它们　从记录下米的表面运动探测底士的液化状况。在３８００个控制低压管道气压的调节阀站都　安装了这种传感器。因为供气区域共３１００ｋｍ　，所以平均下来每个监测站监测０．９　ｋｍ　。　系统还安装了２０个液化感应器米监测地下孔隙水的压力　Ｉ直接探测液化状况（Ｍｏｒｉ等　人，１９９９；Ｓｈｉｍｉｚｕ等人，２００２）。表１显示了系统中数据源的数量。　表１　ＳＵＰＲＥＭＥ采集的数据的数目（截止２００５．１０）　数据类型　ＳＩ及加速度　无线传输　３３２，包括３００个区域调节阀站　电话网传输　３５００个新ＳＩ传感器　发生液化　气压、流量和关阀　２Ｏ个液化感应器，３００个新ｓＩ传感器　３００００　３５００个新ＳＩ传感器　所有３８００个区域调节阀　注意：ＳＵＰＲＥＭＥ系统通过３５００个站取得ＳＩ，　测３８００个调节阀　总部通过电脑下达切断命令，传感器与总部之间通过两种渠道进行通讯。其一是公　司的无线网络，它连接３３２个站：其余的３５００个站的就通过普通的电话网络来进行通　讯　虽然普通的电话网络在地震的紧急情况下与无线网络相比没有那么可靠，但是费川　性能分析表明它是可行的。公司从电信公司购买了一条特殊专用线来防止通讯阻塞。总　部在地震后２０分钟之内就可以收到８０％的所需信息。研究了一种新的数据通讯装置　（ＤＣＸ），它方便了反应速度　５新ＳＩ传感器的详述　在神户地震中，观测到一个地区的ＳＩ值大于５９ｃｍ／ｓ就切断供气。尔京天然气公司　的政策是若通过无线通讯监测到ＳＩ值超过６０ｃｍ／ｓ，就立即切断整个区域的低压供气。　若ＳＩ值在３０与６Ｏ　ｃｍ／ｓ之间，就基　进一步的信息谨慎决定。为了将其付诸实施，将　公司管辖的供气　域的低压网路划分为如图３所示的１０１个区域。每个区域的人小为　３０，－－￣４０ｋｍ　，每个有３０￣５０个ｒ义．域调节阀。在紧急情况下，只要关闭　域内所有的调　１　阀就可以完全切断供气。并且，每个小区域都是以３０－－－－４０ｃｍ／ｓ的速度独立切断的。为了　．１９．　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　保证可靠性，每个区域都至少配备了３个ｓＩ检测站　将监测到的ｓＩ’值传到总部，　以便　总部做出切断的决定。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。　图２供应低压天然气的小区域　ＳＵＰＲＥＭＥ采用新型ＳＩ传感器（图３）对以前的ＳＩ传感器做出如下改进：　１．它安放在一个防爆容器内，可以承受它附近的爆炸，并且不受电磁噪音的干扰。　包括容器在内，总重量仅为１．３ｋｇｆ。　２．通过温度监测来校正地震加速度计对热效应灵敏度的影响。　３．监测３个正交方向上加速度对时间的变化关系。‘标准的时间间隔为ｌＯｍｓ。灵敏度　为１１８ｃｍ／ｓ。，　最长记录时间为１２０ｓ。　４．灵敏元件汞ｌ计算器合并为一个元件，从而可以在装置中取得ＳＩ值。　５．存储过去１０次虽大的ＳＩ值地震的记录。　６．将用于计算底土的程序也并入传感装置。这种方法比以前Ｊ｛ｊ液化传感器便宜，网　为液化传感器在安装前需要钻孔眼。　ｓ澈举姻漩遵龋　∞ｌｍ黼　图３新ＳＩ传感藩的构造　图４基础和地表问的ｓＩ值的（Ｙｏｋｏｈａｍａ　市的经验数据和新提出的公式）　－２Ｏ－　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　６自动关闭调节阀　以前的ＳＩＧＮＡＬ系统仅根据ＳＩ值判断来自动关闭阀站的调节阀。因为在每个低压区　域都有３０￣５０个调节阀，所以若不全部关闭所有的调节阀就不可能完全切断供气。问题　在于由于有些调节阀没有振动得很剧烈，它们的阀门是开的。另一个问题是自动关闭不　是很可靠，需要派技术人员去阀站检查来保证阀门完全关闭好。这在大地震后十分难以　实现，需要人员介入工序，这对丁保证系统的安全运行十分重要。　ＳＵＰＲＥＭＥ系统可以完全地隔离各个低压区域。新研发的调：　阀控制系统通过通讯网　络发送信号来关闭阀门。有专门的安全措施来处理错误信号、故障和黑客的侵入。同　时，仍然采用传统的基于ＳＩ值关闭阀门的机械。因此，有两种关闭阀门的方式。它们分　别是基于ＳＩ的单独自动系统和采用ＳＵＰＲＥＭＥ的远程关闭系统。这样就不需要派技术人员　去现场。　用仿真方法米调查完全关闭各个独立区域所需的时间　模拟东京（纬度３５。３８　ｌ１　”，经度１３９　５０　１０”）７．２级的地震（地震深度２０ｋｍ）来计算人地的运动。　面的　简化公式用来计算基岩的ＳＩ值：　ｌｏｇ（Ｓ／）＝－０．７８５＋０．４９１Ｍ一０．００１４６ｒ—ｌｏｇ（ｒ）＋０．００３５９ｈ＋ｃｉ　式中　＝震级；，．＝震源距：ｈ＝深度；ｃｉ＝原地扩人系数（当Ｖｓ＝６００ｍ／ｓ时ｃｉ＝一　０．２５１），其中Ｖｓ＝横波波速。地面ＳＩ值刚原地扩大系数乘以基岩的ＳＩ值。通过模拟的　ＳＩ值来计算区域需要关闭的调　ｒＪ阀的数日。　根据该计算，自动关闭了区域内１２００个区域调节阀中的８５０个的阀门。若要在没　有ＳＵＰＲＥＭＥ的情况。卜关闭剩Ｆ的３５０个阀门，需要很多的技术人员。但是，如表２所示　的经验评估表明若要启动技术人员需要很长时间。相比之下，对于ＳＵＰＲＥＭＥ只需不足１　小时。　表２凭经验估计的在紧急检查时所需技术人员数　地震后的观测时间（ｈ）　２　４　６　１２　２４　３６　４８　在破坏区域（％）　８　２０　２６　３１　３１　６２　１００　在未破坏区域（％）　１２　４３　５７　７０　７０　８５　１００　浊：蔡于１９９５年神户地震　按神户地震的破坏经验估计地震中破坏的电话线占总茸的５％。只需要派遣技术人　员去远　通讯线破坏了的地方和需要手动关闭的地方去进行手动处理。　７对受监控的ＳＩ值插值　ＳＵＰＲＥＭＥ系统中，每０．９ｋｍ　的供气区域中仅有一个监测站。很难ＪｒＩ４一个站点得剑的　数据来推测整个区域的破坏情况。为了克服这一问题，引用了地理信息系统（ＧＩＳ）在这　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　些站点间进行插值　目前的ＧＩＳ从６００００个采样孑Ｌ中取得底士的信息。这些信息一部分由东京天然气公　司采集，另一部分由市政当局提供。数字化的采样孑Ｌ信息包括位置、深度、十壤种类、　标准穿透测试（ＳＰＴ）的锤击数、水面高度、地下水面高度。它实现了基于单独采样孔的　精密分层（如　５所示）。注意地震放人系数受表层土的厚度和性质影响很人。此外，表　层土有四种地理类型：冲击平原、废弃的水渠、天然人堤等，它们都会影响液化的可能　性（比如Ｗａｋａｍａｔｓｕ，１９９１）。　为了评价地震运动处液化的可能性，川下面的方法米进行ＳＩ值插值：将３８００个监　测点的ＳＩ值换算为朱监测的６００００个采样孑Ｌ处的ＳＩ值。为了达到这一目的，首先川下　式计算采样孔处接近表面２０ｍ士壤中平均横波波速（用　，。来表示）。　：　里　（２）　－２０　．，　式中表面２０ｍ土壤的亚层，每层厚度为　，每层中横波波速为　，。因为实际中很少测　量　的值，就通过ＳＰＴ—Ｎ值朋经验公式米计算　（日本公路协会１９９６）；　对于沙土；　：８０Ｎ　（ｍ／ｓ）　（３ａ）　对于粘士：　：．１ＯＯＮ　（ｍ／ｓ）　（３ｂ）　接下来，用图４所示的经验关系代替平均　２０。从Ｙｏｋｈａｍａ地震中１５０个站监测得到这　些关系（Ｔ￣ｍｕｒａ等人，２０００）。注意Ｙｏｋｏｈａｍａ在东京天然气公司的供气　域内　详细的　地震监ＮＳｎ地面调查得到：　＝　躲≈一０．７８５　ｉｏｇ（　．　。）＋２．１　８　（４）　式中的基础代表一个ｒｌ：程基础，该处的　为６００ｍ／ｓ或者更高。采用这个放大系数，测　得的ＳＩ值就可以转换为基础处的，接下米将基础处的值转换为附近采样孑Ｌ表面的ｓＩ　值。　，（采样孔处）＝　（采样孔处）×ｓＩ（基础）＝五（采样孔处）×（　）　（５）　注：式（５）中由于监测点汞Ｉ采样孑Ｌ距离近，认为１：程基础处的ＳＩ值是公共值。　对采样孑Ｌ处的ＳＩ值进行插值可以得到感兴趣处的ＳＩ值。为了实现插值，将感兴趣　地区的地质划分为两种。由于表面地质对地震扩火系数有很大的影响，两种地质地　采　用不同的插值公式。第一种地质是十壤较硬的区域。往东京一起附近地区，较硬的十壤　为小ｄｌａｌｌ梯田。第二种地质是土壤较松软的区域，包括冲击平原、天然河堤、河漫滩革　本沼泽、废弃的河渠、开尾的土地、．山间的小山谷以及类似的地方　幽（略）标ｆＪｌＪ　ｊ　公　２２—　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　司管辖范嗣内的软硬两种地理情况。为了实现插值，从相同的地理状况组选择５个５ｋｍ　以内距离最近的孔站。川　表示测餐点剑参考站的距离，ＳＩ的插值就可以表示为：　，寸善　　（６）　式中，１／　刚于较近孔点的数据增加权重。附录ＩＩ说明了这一观点。　联立式（５）　Ｉ式（６）就可以得出在任意感兴趣点处的ＳＩ的插值。最后，图８是模　拟震中位丁东京的７．２级地震的情况。过去的地震经验给出了ｓＩ值同管道破埘　数日之间　的关系。冈此，用ＳＩ值就可以估计破坏的　度，从而为关闭阀ｒＪ的决定提供支持。　８液化出现评估　除上～节提到的地震强度外，液化也是破坏埋地管道的一一个重要因素。　最有可能的管道机械破坏是由与液化相关的地面支承造成的。然而，难以估　计超过４００００ｋｍ长的低压管线的地面变形，在实际中就用液化程度来代替地　面变形程度。因此，ＳＵＰＲＥＭＥ采用远程监视信息来估计液化的程度和地点就卜　分关键。这方面的第一个成就是使用液化传感器（Ｓｈｉｍｉｚｕ等人，２００２）。　监控宣　图５液化感应器的构造　．２３．　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　液化传感器是如图５所示的一种仪器，它可以快速地检测液化的发生及其程度。感　应器通过感知嵌入管道的中空管水位的上升和管道中气压的增大来检测土壤的液化。这　。个中空管是一个在可液化沙层中的过滤器。水位检测器和压力计都安装在地面上。　虽然采用液化感应器可以方便直接地得到液化的情况。但问题在于它需要在管道上　钻孔。这增加了安装管道的费用，从而不可能在整个服务区成百上千个监测点上采用它　们。因此，．采用了第２种方法：通过解释监测的地震行为来判断。值得一提的是，液化　损坏的程度不仅取决于是否发生液化，还取决于液化土层的厚度。　Ｔｏｗｈａｔａ等人１９９６年分析了地震行为记录，进行了地震块模型测试，从而估计出了　液化底土的厚度。采用最大的水平加速度　觚以及地面上观测到的ＳＩ值，提议的方法包　括两个公式，下面是水平位移的振幅：　’．　，２　Ｄｍ觚＝　．　（７）　ａｘ　・　采用式（７）直接计算　积，延迟作用相对于加速度随时间的整个变化的双重积分要小　得多。并且，忽略诸如基线的校准和过滤等问题。这样，液化土层的厚度日就可以采Ｊ｛ｊ　如下的公式简化计算：　日：型　（８）　２　式中，　＝液化处剪切应变的幅度，其值为０．０１８７５￣相当于不排水的循环三轴试验　２．５％幅值的双倍。Ｈｏｓｏｋａｗａ等人（２００１）分析了在过去地震中管道的破坏，发现破坏程　度随着日的增大而增加，见图６。式（８）适用于在表面上没有干性未液化的硬外层简单　环境。它同时表明在ＳＩ值小于１５ｃｍ／ｓ时，不可能发生液化。　●　｛镬化土强　矬　ｌ黼　图６破坏率变化与液化土层厚度之间的关系　将该法与过去的真实情况相比，发现该方法估计的液化厚度偏高。甚至在很小的位　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　移　情况卜式（８）也表明有一定ｊ｝｝的液化厚度。而实际的情况．－Ｉｆｌ￣是沙的小变形　一５代替Ｄ　。冈此，　会引起液化。闪此，式（８）中的ｐ　平１Ｉ　应该有不随液化减小而改变的项。所以　卜｝　前的研究中，川　一１代替　，　（　＿５）　（９）　Ｈ＝———　型　——一÷１００　（ｍ）　２（８ｒｍ，一０．０１）　注意Ｓ１；ｆＩＩ　以ｃｍ和ｓ作单位。估计的液化范闱从地　水面到其卜　米。　应Ｈｊ式（９）的另一个注意事项为：估计的液化范闱要小＿Ｊ　松软沙层的厚度。换／口ｊ　话说，估计的液化层的厚度不应该包括不可液化的十层，比如便实士、粘十、松软沙层　卜面的更新世物（Ｐｉｅｉｓｔｏｃｅｎｅ　Ｍａｔｅｒｉａ１）。依据该观点，分析６ｔＳ数据库中的６００００个　：Ｉ二样上测试的液化结果得剑的，发展，一个适州］　尔京地区的新的Ｉｉ＿ｉ１门方　（Ｋａｍｅ］等　孔点来确定可能的最人的液化厚度。通过重新分析过去在与ＳＰＴ—Ｎ等有关的未受于扰的　人，２００２）。网此，安全系数　采Ｊ｛ｊ　０．４Ｇ表面加速度计算：　＝【Ｍａｘ（０，１一　）（１—０．０５ｚ）ｄｚ　（１　０）　＝表而液化总效果的　式中Ｍａｘ（Ｏ，１一　）代表０与１一　中的较人值，ｚ＝：＝深度（ｍ）；　指数。　的计算值与１９２３年Ｋａｎｔｏ地震中液化处的实际分布　ＪＪ＿Ｉ入。Ｊ　当｝＝ｉ＝意，　的液化处都有较火的安全余姑很好地估计山米了，但　１ｌ可能　掉了　时人门稀少处没　有目　的液化点。　液化厚度的估计值。　７表明了往估计的厚度（Ｈ　）情况卜，插值方法计算的液化　度。从这里可以看山Ｈ／日　的值是从Ａ站剑Ｂ站插值得剑的，目的是为了得剑最终１Ｊｉ＜Ｊ　图７对液化厚度估计值进行插值　９决策　需要做最后决策米决定是否应该通过远　控制关ｆｊＪ凋　１　米切断受影响地　的低门　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　供气。为了做出决策，实施了一个特别的推理。　用下面这个简单而适用的方法估计嵌入式低压管道的破坏程度；　Ｒ＝尼Ｃ。Ｃ，Ｇ　ｆ　）　（１１）　式中Ｒ＝ｌｋｍ管线上破坏点的数日：豫＝等于２．３６ｋｍ的控制破坏率：Ｇ、Ｃ＇、Ｇ分别　代表管道接口类型、表面地理状况和液化士层的厚度；　＝随地面ＳＩ值变化的函数。神　户地震中取得了第一条关于由强至ｌＯＯｃｍ／ｓ的极强的地壳运动和一定的ｓＩ值导致管道破　坏的信息。考虑强如神户地鲢的地震，分析了神户地区的管道损坏记录来取得式（１１）　中参数的值。对于没有液化的冲击平原上的螺纹连接管道的　（　）由１９９５年的神户地　震、１９９３年的Ｋｕｓｈｉｒｏ地震和１９７８年的Ｍｉｙａｇ卜Ｋｅｎ—Ｏｋｉ地震确定。管道连接系数、地　面地理状况系数ｊｆＩｌ液化程度系数用比较破坏率确定（具体值见表３）。图８比较了同填地　区和冲击平原上用式（１１）计算所得的破坏率和过去真实的破坏率。Ｒ＝３０￣４０ｃｍ／ｓ时　开始发生破坏，这时就需要进行讨论。神户地震对于东京很重要，因为两者皆为生命　线。　表３估计的在剧烈地震时管道的破坏率　系数　值　适用于　Ｃｌ　Ｌ　Ｏ　螺纹连接的钢骨　（管道接ＩＪ类型）　Ｏ．８３　套简连接的铸铁管　Ｏ．２７　防磨损连接的球墨铸铁管　Ｏ．Ｏ２　机械连接的球墨铸铁管　０．０７　机械连接的钢管　　’１．６５　慷ｌ填土的山区、梯【Ｔｌ区　（地表地理状况）　２．２４　山区的狭窄山谷（宽度＜几百米）　１．Ｏ０　ＳＰＴ－Ｎ＜ＩＯ的冲击平缘　Ｏ．８７　ＳＰＴ—Ｎ＞ＩＯ的冲击沉积处　ｃ３（液化程度）　Ｚ３　Ｌ３５００ｓ（￣ＷＩＯ）　估汁的液化厚度（Ｈ）＜ｉＯｍ　３．７　估计的液化厚度（Ｈ）＞ｌＯｍ　Ｒｏ（破坏率的峰值）　２．３６　埋在ＳＰＴ－Ｎ＜ＩＯ的冲击　原Ｉ’：的用螺纹　池　Ｓｚ）＝　（　一４．３ｏ５１１ｏ．５０９　－２６．　维普资讯 http://www.cqvip.com

能源科学进展　假　嘲　图８对比Ｈａｓｏｋａｗａ等人２００１年估计的螺纹连接管道的值和实际值　１　１未来的研发　为了取得更高的可靠性，将继续发展ＳＵＰＲＥＭＥ系统　其一是采用地面行动记录米探　测液化的发生。从Ｎｉ　ｉｇｇａｔａ、神户等地的液化十层上取得的强运动数据记录的加速度随　时间变化很有特点。因此，提出了从随时间变化的表现来探测是否开始液化的几种方法　（Ｍｉｙａｊｉｍａ等人。２０００：Ｔａｋａｄａ￣ｌｌＯｚａｋｉ，２０００；　Ｋｏｓｔａｄｉｎｏｖ等人，２００１）。但是，由于　它们都需要加速度随时间的整个变化，因此难以应用到紧急情况　卜。　液化发生前加速度的强度必须高达一定程度才会引起液化。冈此，最火加速度及ｓＩ　值都必须火于某一标准。其次，亚表面的液化降低了表面水平加速度的强度，延长了加　速度的时间记录。从而，增人了位移强度。分析４５条地震运动记录，其中１９条取自液化　附近，比如Ｎｉｉｇａｔａ的Ｋａｗａｇｉｓｈｉｃｈｏ￣ｌ神户的Ｐｏｒｔ岛，提出判别液化的标准。　研究四个参数，它们分别是ＰＧＡ、ＳＩ值、零相交期的最大值（　）以及估计的位移　幅值（Ｄｍ　）。第三个参数　用于探测震动频率的变化，它是２ｘ（两个零相交期的最长　时间间隔。第四个参数Ｄ．…川式（７）计算。　Ｓｕｚｕｋｉ等人１９９８的研究表明　ｌＯ　ＰＧＡ＞１００ｇａｌ，ＳＩ＞２０ｋｉｎｅ，ｐ…＞１０ｃｍ，　曩ｌ　＞２０ｓ是判断亚表面是否液化的标准。　篁‘　图９表明了　、Ｄｍ　及液化发生之间的　Ｉ：蓦４　关系。在图１７中，“液化”代表联合四个　参数成功地判断出实际发生的液化。另一　Ｏ　方面，“遗漏”表明已知发生液化却朱探　Ｏ　ｌｉＤ∞３ｏ．ｏ　５ｏ铀＇ｏ袖　测山的错误．或者是判断出现液化但实际　《ａ－－》　却没有出现的液化。“没有”表示判断没　图９　、Ｄｍ　及液化发生的关系　有液化而实际也没有出现液化的情况。在　－　．２７．　维普资讯 http://www.cqvip.com

能　科学碰麓　五个案例中发生了错误判断　三例没有判断出实际发生的液化，两例是判断的液化在实　际情况中没有发生　：后两例　倒是　１９如每’‘Ｍ毒ｃｈｏａｃａｎ地震的墨两哥城的记录　（ｓｃ＆Ｔ），另一例是ｔｇ９９年集集地震的　ｓ｝｜ｉＧａｎ　记录。大约是那里的大表面波幅值利断　层的运动导致的判断失误　这些研究都表明，建议标准在实际应用中应有合理的可靠　性　｝　…　ｌ　ｌ１　２结论　研发一套新的实时安全控制系统　Ｖ　商ＥＪ，≥官　括３８ｏ０个新型ｓＩ传感器，川丁　应付由地震引起的城市供气管网的危害。…这套系统是　工程和信息技术的结合，这是　此套系统的一大特征。主要成果如下所示　　．１．利用ＳＩ传感器利遥控调：　阀可以很快切断供气。　２．ＳＩ传感器解释已记录的运动，探测底十是否开始液化，．这样就达到了ｌ所述的ＥＩ　的。　３．实时监控剧烈地震运动以及ＧＩＳ提供人龄的土壤数据，为测定ＳＩ值的空间分布　和测定在一大片供ｌ气区的液化程度起到了关键作用０这些的目的都在于确定哪些地区的　管道可能曲弛震和液化弓　Ｉｊ趟破坏　０　…，／　ｉ～　４．采用大量的穿孔数据霄过去管道破坏的经验　，’可以在地震后快速评估天然气管道　的受损程度。　．　‘　．　。　。　。、　５，ＳＵＰＲＥＭＥ在最近的台湾地震中的表现说明这套系统具有良好＿舳性能　。　’　　、’　、　、　。　ｌ　’　’。－ｒ　一　－（译自：《Ｊｑ　ａＩ　ｏｆ９∞姆ｃｎｎｉｃ　ａｌｌａｌ　ｄ　Ｇｅｌａ甓　ｖｉ　ｒｌｍｅｎＩ＝ａｌ￣ｎｇｉｎｅｅｒｉｎ￣　，２９０６年２月『　】７—２４９）　：ｒ　０　ｌ＿　．０・　ｌ１　　．．　　：．’　。　。　１　ｔｌ　：。　　：　：：１　：０　ｌ　ｌ。　：　．．．　．０　．　。　。　煤层次生孔隙度和渗透率与天然气组分和压力的关系　㈡　’　．；　、－　。　以提　注入　、Ｈ　监测　甲烷　的孔　致了　基岩骨架的膳起戚收缩　０一　’ｌ　．　　。ｎ　．　．”　．　．　Ｉ．　ｌ＿我们　收集了充足　傅尽　珏蓖　＿种预测煤层渗透率和孔隙瞍的方法，使其成为分　析　生　晖酶筝，（．　零餍　陟系统气组分的了种功能。。　种方法使川的数据米