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气候变化对中国国家安全的影响及应对

【摘要】:2002年7月4日,西气东输开工典礼仪式在北京隆重举行。2004年8月西气东输工程管道全线贯通。西气东输工程举世瞩目,是贯彻落实党中央西部大开发战略的重要举措。气候变化引起温度、降水、风速和风力的变化,对西气东输工程安全产生影响。

西气东输工程是国家“十五”重点工程之一,管道工程总投资1400亿元,是中国西部大开发的标志性工程,与三峡大坝南水北调并称为21世纪中国“三大建设工程”,是中国目前距离最长、管径最大、投资最多、输气量最大、施工条件最复杂的天然气管道。它以新疆塔里木为主气源地,以长江三角洲为目标市场。管道西起新疆塔里木轮南,东至上海市西郊白鹤镇,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏和上海市等9个省(区)市,全长4000千米,管径1016毫米,设计年最大供气量200亿立方米/年。

2002年7月4日,西气东输开工典礼仪式在北京隆重举行。2004年8月西气东输工程管道全线贯通。胡锦涛在贺信中指出,西气东输工程的建成,开通了我国横贯东西的一条能源大动脉,对于推进西部大开发、加快中西部地区发展、造福新疆及沿线各族群众,对于推进产业结构调整和能源结构优化、保障国家能源安全,必将发挥重大作用。2004年12月1日,我国最大的整装气田克拉2气田向西气东输管道供气,12月30日,西气东输全线实现商业运营供气,2005年8月3日,塔里木油田的天然气在供应东部沿海地区的同时,通过陕京二线向首都北京供气。西气东输工程举世瞩目,是贯彻落实党中央西部大开发战略的重要举措。实施西气东输工程将为我国发展清洁能源、调整能源结构、拉动相关行业的发展,对促进我国东西部融合、缩短东西部差距、提升我国整体经济发展水平具有极其重要的意义。

西气东输工程是一项巨型的线型工程,工程主要形式是浅埋的输气管道,沿线地面上还布设有升压井、清管井和分输站。输气管道内径1016毫米,埋置深度2米左右。管道工程经过戈壁沙漠黄土高原、太行山脉,穿越黄河、淮河、长江,地质条件复杂。气候变化引起温度、降水、风速和风力的变化,对西气东输工程安全产生影响。具体而言:

第一,气候变化引起温度、降水变化,导致下垫面生态环境改变,威胁管道安全。近10年,由于全球气候变化,导致西气东输新疆段管道沿线深层地温增加,冻深变薄,而低温增加、冻土层厚度等下垫面生态环境要素将影响西气东输管道的安全。[11]生态系统退化导致土壤质量下降,风沙危害加剧,不仅会影响到区域的生态安全,同时直接威胁输气管道的安全。西气东输线路的西北段分布有新疆库木塔的活动性沙垄,武威—靖边段的腾格里沙漠南缘和毛素乌沙漠南缘的活动沙丘。库木塔沙垄呈南北向分布,宽约11公里,高达30厘米,运动性极强,移动方向与管道垂直。如果管道覆土被风吹走,就会造成管道裸露悬空。若超过管道挠曲强度,管道就会发生折断。

第二,气候变化引起暴雨频率和强度增加,造成洪水及次生灾害发生频率、强度增强,威胁西气东输管道运行安全。西气东输管道输送的天然气是高压力(10MPa)易燃易爆物品,输气管道和工艺站场在运行过程中,在洪水的冲击下,会发生两种情形:其一是洪水直接冲击河谷或河道,使管道暴露破裂;其二是洪水冲淘坡脚引发坡体不稳或滑坡,造成管道破裂。可能发生的最严重的事故是管道破裂后短时间大量天然气体的泄漏聚集,遇明火发生燃烧和爆炸,其爆炸冲击波和燃烧热辐射最大危害距离可达1.5公里。以陕京线为例,1998年,7月31日陕西富谷县降大雨,新城川暴发山洪,洪水夹带泥石,冲刷陕京管道穿越段河床,冲毁穿越管道上部混凝土加重层,造成管道裸露开裂。2003年12月23日重庆开县发生天然气井喷,造成243人死于天然气中毒。[12]

第三,气候变化引发的其他环境变化,如地面塌陷、水土流失、河道泥沙等都将威胁西气东输管道的安全。西气东输工程东西跨度大,可以分为西区、中区和东区三部分。各区受到气候变化的影响不一,给管线的安全运行带来很大的不确定性。

西区段行政区划归新疆、甘肃、宁夏和陕西4省区管辖,管线长约2370公里,该区段大部分处于青藏高原北侧我国大地形地貌单元第二阶梯的西段,包括塔里木盆地、天山北山山地、河西走廊、银川平原和额尔多斯高原。气候变化背景下,该区如风速加大,温差增大,地表风化加剧,给埋藏在地下的管线安全带来很大压力。

中区段行政上归陕西、山西和河南三省管辖,管线长约550公里。跨越我国大地形地貌单元第二阶段东段的黄土高原和山西山地,海拔标高430~1700公里,属温带半干旱和半干旱—半湿润大陆性气候,年平均降水量300~600毫米,降水年内分配不均,雨汛期往往降大到暴雨,水土流失严重。气候变化情景下,若该区域降水增多,引起黄土湿陷,可使管道产生不均匀沉降变形,过大的湿陷变形过程中所产生的负摩擦作用可能导致输气管道弯曲变形、裸露、悬空,甚至折断。

东区段行政上归河南、安徽、江苏和上海4省市管辖,管线长约930公里,跨越了我国大地形地貌单元第三阶段的黄淮海平原、皖苏丘陵平原和长江三角洲,属暖温带半湿润和亚热带湿润季风气候,降水充沛、年均降水量700~1200毫米。水系发育,管线跨越地段河网和湖泊密布,雨汛期洪涝灾害时有发生,该区洪涝灾害事件在气候变化背景下有增多趋势,威胁管线埋藏安全等。[13]