DB21-T 2846-2017输油管道工程气候可行性论证规范

ICS07.060

A47

备案号：58514-2018DB21

辽宁省地方标准

DB21/T2846—2017

输油管道工程气候可行性论证规范

Governingstipulationsforclimatefeasibilitystudyforoilpipelinedesignand

construction

DB21/T2846—2017

前言

本标准按照GB/T1.1给出的规则起草。

本标准由辽宁省气象局提出并归口。

本部分的附录A、B为资料性附录。

本标准起草单位：沈阳区域气候中心。

本标准主要起草人：龚强，朱玲，顾正强，蔺娜，晁华，徐红，汪宏宇，赵春雨，张运福，李金义，

沈历都。

II

DB21/T2846—2017

输油管道工程气候可行性论证规范

1范围

本标准规定了输油管道工程气候可行性论证的内容和要求。

本标准适用于新建、扩建、改造输油管道工程的气候可行性论证。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB50009建筑结构荷载规范

GB50736民用建筑供暖通风与空气调节设计规范

DB21/T2014气象灾害定义与分级

QX/T45地面气象观测规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

输油管道工程oilpipelineproject

用管道输送原油、成品油及液态液化石油气的建设工程。一般包括输油管线、输油站及附属设施。

3.2

参证气象站referencemeteorologicalstation

与工程区域处于同一气候背景下，气候特征、地形环境相同或相似，可为论证或评价某地区气象参

数或气象条件提供长序列基础气象观测资料的气象观测站。

3.3

专用气象站special-purposemeteorologicalstation

为获取输油管道工程沿线代表点处气象要素值而设立的气象观测站，其观测项目和年限根据工程需

求而定。

3.4

地温groundtemperature

下垫面温度和不同深度的土壤温度统称为地温。在气象上，浅层地温包括离地面5cm、10cm、15cm、

20cm深度的地中温度；深层地温包括离地面40cm、80cm、160cm、320cm深度的地中温度。单位：℃。

3.5

1

DB21/T2846—2017

最冷月thecoldestmonth

各月累年平均气温或地温最低的月份。

3.6

最热月thehottestmonth

各月累年平均气温或地温最高的月份。

4基础资料

4.1资料收集

4.1.1收集工程途径区域的气象台站观测资料，包括气象台站历史沿革资料，以及气温、降水、风速、

风向、相对湿度、地温、冻土深度、积雪深度等气象要素和天气现象观测数据。

4.1.2收集工程区域周边气象灾害调查资料。

4.1.3收集整理工程专用气象站观测数据。

4.2参证气象站选取

4.2.1参证气象站与工程所在区域气候条件和下垫面特征相似，且距离较近。

4.2.2参证气象站历史资料年限不应少于30年（不包括缺测年份）。

4.2.3根据工程长度和途径区域可同时选取多个参证气象站。

4.3专用气象站观测内容和要求

4.3.1设站原则

4.3.1.1工程沿线与参证气象站地形、地貌、土质差异较大的地点宜设站观测。

4.3.1.2管道影响深度超过参证气象站观测深度宜设站观测。

4.3.1.3地形地貌比较均一时，推荐每隔100km左右设置一个观测站。地形复杂、土质差异较大时，

需加密设置观测点。

4.3.2观测要素

至少包括气温、地温、冻土深度。地温观测层次需涵盖管道拟设计深度，并可在其上下30cm左右范

围内加密观测。

4.3.3观测时间

观测时间不应少于1个冬季，观测时段资料代表性不足或有效数据不满1个冬季时，应延长观测。管

道运行期建议持续观测。

4.3.4观测方法

观测场设置和观测、记录方法以及仪器性能须符合QX/T45的相关要求，宜采取完全自动观测方式。

4.3.5观测资料应用

将专用气象站各要素实地观测值与参证气象站同期资料进行对比，分析管道沿线实地与参证气象站

的差异，对利用参证气象站长序列资料得到的管道沿线工程气象参数进行修正。

2

DB21/T2846—2017

5论证内容

5.1气候概况

5.1.1给出工程途经区域的基本气候特征，指出区域气候特征是否具有适宜性。

5.1.2如果管道工程线路较长，应根据具体情况进行分段研究。

5.1.3主要分析工程区域气温、降水、风速、风向、相对湿度的时空分布特征，分析土壤冻结期、最

大冻土深度、地表开始冻结日期和冻土完全融化日期、地温等。

5.2高影响气象条件

5.2.1对地下管线工程的主要分析内容

a)针对管道埋深设计，分析最大冻土深度，计算各重现期最大冻土深度。

b)针对管道防洪、防积水、防塌方设计，分析日降水量≥25mm日数、≥50mm日数、≥100mm日

数，小时、日、过程最大降水量，推算不同重现期（100年、50年、30年、10年、5年、3

年）小时、日、过程最大降水量。

c)针对管道保温、加热、压力设计，分析最冷月和最热月的平均气温、地表和各深度（0.8m、1.6m、

3.2m）的极端最高、最低温度；推算最冷月管道中心点地温；推算最低地温随深度变化的垂直

廓线。

d)分析沿线闪电密度、酸雨等现象的规律和特征。

5.2.2对局部架空管线工程的主要分析内容

a)针对管道抗风设计，分析最大风速和风向、极大风速和风向，给出风极值和各重现期风速、风

压推算值。

b)针对管道承重设计，分析降雪日数、积雪深度、雨凇和雾凇等，给出相应极值和各重现期雪压

推算值。

c)针对管道防洪、防积水、防塌方设计，分析日降水量≥25mm日数、≥50mm日数、≥100mm日

数，小时、日、过程最大降水量，推算不同重现期（100年、50年、30年、10年、5年、3

年）小时、日、过程最大降水量。

d)针对管道保温、加热、压力设计，分析最冷月和最热月的平均气温、极端高、低温值和高、低

温日数，给出不同重现期（100年、50年、30年、10年、5年、3年）的极端气温推算值，也

可考虑气温、湿度、风向的组合影响。

e)分析沿线闪电密度、酸雨、冰雹等现象的规律和特征。

5.3气象灾害风险

参考DB21/T2014确定的气象灾害名称及其分级标准，设定气象致灾因子和致灾阈值，并按致灾因

子发生概率划分七个气象灾害风险等级：

——极高易发等级：该种致灾因子几乎每年都发生。

——高易发等级：该种致灾因子每年发生的概率较高。

——次高易发等级：该种致灾因子虽不是每年均发生，但也有较大的发生概率，属于时有发生。

——中等易发等级：该种致灾因子每年发生可能性一般。

——次低易发等级：该种致灾因子每年发生的概率不大。

——低易发等级：该种致灾因子每年发生可能性较小。

——极低易发等级：该种致灾因子每年发生可能性极小。

3

DB21/T2846—2017

主要气象致灾因子和致灾阈值见表1。气象灾害风险等级划分标准见表2。

表1致灾因子和致灾阈值

致灾因子评估要素致灾阈值

低温日最低气温≤-29℃，持续时间≥2d

暴雨降水量1h≥20mm或3小时≥50mm或12h≥70mm或24h

≥100mm

寒潮最低气温下降幅度24h≥8℃或48h≥10℃或72h≥12℃，日最

低气温≤4℃，风力≥5级

高温日最高气温≥33.0℃，持续时间≥3d

大风瞬时风速≥17.2m/s，或目测风力＞8级

表2气象灾害风险等级

每年灾害发生概率风险等级

98%-100%极高易发

85%-97%高易发

60%-84%次高易发

40%-59%中等易发

20%-39%次低易发

3%<19%低易发

≤2%极低易发

注：当年发生某种灾害1日或1次记当年发生，统计时段内发生该种灾害的年份数除以总年数即为该种灾害每年发生概率。

5.4采暖通风与空气调节

5.4.1按照GB50736，计算工程沿线供暖室外计算温度、冬季通风室外计算温度、冬季空气调节室外

计算温度、冬季空气调节室外计算相对湿度、夏季空气调节室外计算干球温度等参数。

5.4.2考虑建筑节能需求，可分析站场地区晴天日数、日照时数特征。

5.5冬季施工期敏感气象条件

分析冬季雨雪天气概率、冬季气温及昼夜温差、结冰期、寒潮特征、气温≤5℃日数。

5.6气象防灾减灾措施及建议

5.6.1根据冻土深度、地温等对管道埋深、管道选材提出建议，给出管道最浅深度的建议值，强调注

意不同土质、不同地貌环境下地温和冻土深度的差异。

5.6.2根据管道沿线雨强特征和地形特点，建议从防洪角度注意因强降水引起的地面沉降、山洪、泥

石流等地质灾害对管道的影响。

5.6.3从冬季施工气象条件角度，给出冬季各月具有适宜施工气象条件的日数，建议合理安排工期和

注意必要的防护措施。

5.6.4从防灾减灾的角度，建议注重工程区域附近气象监测与预警，加强重点灾害防御及应急措施部

署。

5.6.5考虑到工程主体处于野外以及工程沿线附近的区域加密自动气象站与参证站之间的差异，为了

确保工程建设和运行的安全，建议加强工程沿线的野外实地观测。

4

DB21/T2846—2017

6论证要求

6.1气象数据和引用要求

气象数据和引用应符合附录A的要求。

6.2气象要素统计分析方法

6.2.1气象要素的统计方法应符合附录B的规定。

6.2.2气候平均值宜采用近30年该气象要素的累年平均值，极值采用建国后有正式气象观测记录以来

的历史极端值。

6.2.3对不同气象要素重现期的推算可采用多种方法试验，并选取拟合最优的方法确定。

6.2.4最冷月管道中心点地温如单纯利用气象站地温观测资料计算时，在现阶段可考虑使用线性内插

的方式，利用临近层最冷月地温插值出管道中心点地温，并给出其变化范围。

5

DB21/T2846—2017

AA

附录A

（资料性附录）

数据使用说明

A.1参证气象站数据的说明

本规范所用的资料选用建国后气象站正式建站并有观测记录以来的逐时气温、逐时降水量、逐时风

速、逐日最高气温、逐日最低气温、逐日降水量、逐日降雪量、逐日最大风速、逐日极大风速、逐日各

层地温、逐日冻土深度、逐日相对湿度、逐日天气现象、逐月日照时数、年结冰期日数、年雷暴日数、

年大风日数、年最大积雪深度等。

A.2气象台站数据引用的说明

引用参数时应注意拟引用数据的气象站与工程沿线的距离、地形、地貌、土质等差异对数值的影响。

A.2.1地势平坦、地貌和土质均一的区域

建设地点与拟引用数据的参证气象站水平距离在50km以内，海拔高度差在100m以内时可以直接引

用。

超过上述数值时，则应使用与建设地点相邻的两个以上气象站的气象资料，对比后视情况引用。

A.2.2地势崎岖、地貌和土质非均一的区域

气候受山脉的走向、总体高度、长度、地形形态（山顶、河谷、盆地、山坡）、坡度、坡向等因素

的影响，地方性差异较大，选取参数值时宜依据邻近气象站的长年代资料和工程现场的专用气象站观测

数据对比取值。在无专用气象站现场观测的情况下，宜适当提高设计标准。

6

DB21/T2846—2017

BB

附录B

（资料性附录）

气象要素统计方法

B.1历年值的统计

历年即逐年、每年。历年值是指统计气象资料时，针对所用记录年代中的每一年求得的不同时段（年、

月、日）的统计值（平均值、总量、极值）。

B.1.1平均值

日平均值：每日三次（或四次）定时观测值或逐时观测值的和，除以观测次数所得的商。具有逐时

观测值的条件下，应采用逐时观测值统计。

月平均值：某月逐日平均值的和，除以月内所含日数所得的商。

年平均值：逐月平均值的和，除以12所得的商。

B.1.2总量

日总量：一日内某要素的累计值。

月总量：某月逐日日总量的总和。

年总量：逐月月总量的总和。

B.1.3极值

日极值：一日内出现的最高（低）值或最大（小）值。

月极值：某月逐日日极值之中的最高（低）值或最大（小）值。

年极值：逐月月极值之中的最高（低）值或最大（小）值。

B.2累年值的统计

B.2.1累年平均值

月平均值：历年月平均值（总量、总数）的和，除以年数所得的商，通常取30年的平均值。

年平均值：历年年平均值（总量、总数）的和，除以年数所得的商，通常取30年的平均值。

B.2.2累年极值

日极值：历年日极值中最高（低）值或最大（小）值，统计时段通常取气象站建站有观测记录以来

至最新时期。

月极值：历年月极值中最高（低）值或最大（小）值，统计时段通常取气象站建站有观测记录以来

至最新时期。

年极值：历年年极值中的最高（低）值或最大（小）值，统计时段通常取气象站建站有观测记录以

来至最新时期。

B.3重现期的计算方法

7

DB21/T2846—2017

B.3.1极值I型

极值I型的概率分布，其分布函数为：

F(x)expexp(xu

式中，u—分布的位置参数，即分布的众值；

—分布的尺度参数。

分布的参数与均值和标准差的关系按下式确定:

1n

V

ni

i1

1n

(V)2

n1i

i1

c

1

c

u2

其中，Vi为连续n年某气象要素极值序列（n15），系数c1和c2见表B。

表B.1c1和c2参数表

nc1c2nc1c2

100.949700.49520601.174650.55208

151.020570.51820701.185360.55477

201.062830.52355801.193850.55688

251.091450.53086901.206490.55860

301.112380.536221001.206490.56002

351.128470.540342501.242920.56878

401.141320.543625001.258800.57240

451.151850.5463010001.268510.57450

501.160660.54853∞1.282550.57722

B.3.2皮尔逊Ⅲ型

皮尔逊Ⅲ型分布的密度函数为：

(xx)1e(xx0)(xx)

f(x)()00

0(xx0)

其中、分别为形状参数和尺度参数，x0为起点坐标。

8

DB21/T2846—2017

根据已知数据序列，估计出分布函数中的参数值。再依据估计出的参数，确定不同平均再现间隔（重

现期）的数值。

B.4风压

将不同风速仪高度和时次时距的年最大风速，统一换算为离地10m高、10分钟平均的年最大风速

(m/s)。对风速仪高度与标准高度10m相差过大时，可按下式换算到标准高度的风速：

z

z

10

式中，z——风速仪实际高度(m)；

vz——风速仪观测风速(m／s)；

——空旷平坦地区地面粗糙指数，取0.15。

使用风杯式测风仪时，必须考虑空气密度受温度、气压影响的修正，可按下述公式确定空气密度：

0.001276p0.378e

10.00366t100000（单位：t/m3）

式中，t——空气温度(℃)；

p——气压(Pa)；

e——水气压(Pa)。

也可根据所在地的海拔高度z(m)按下述公式近似估算空气密度：

0.0001z

0.00125e（单位：t/m3）

选取年最大风速数据时，一般应有25年以上的资料；当无法满足时，至少也不宜少于10年的风速资

料。

在计算不同重现期最大风速v后，按贝努利公式，确定相应重现期的最大风压。

贝努利公式如下：

12

02

2（单位：KN/m）

B.5雪压

当参证气象站有雪压记录时，应直接采用最大雪压数据，历年最大雪压数据按每年7月份到次年6

月份间的最大雪压统计，经概率统计计算不同重现期的最大雪压；当无雪压记录时，可间接采用积雪深

度，按下式计算雪压：

Sgh（单位：KN/m2）

式中，h——积雪深度，指从积雪表面到地面的垂直深度（m）；

——积雪密度（t/m3）；

g——重力加速度（9.8m/s2）。

9

DB21/T2846—2017

雪密度随积雪深度、积雪时间和当地的地理气候条件等因素的变化有较大幅度的变异。对于无雪压

直接记录的气象站，可按地区的平均雪密度计算雪压，东北地区的平均密度一般取150kg／m3。对于积

雪局部变异特别大的地区，以及高原地形的山区，应予以专门调查和特殊处理。

10

DB21/T2846—2017

参考文献

[1]金会军,喻文兵,陈友昌,等.多年冻土区输油管道工程中的(差异性)融沉和冻胀问题[J].冰

川冻土,2005,27(6):454-464.

[2]李国玉，金会军，盛煜，等.中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与

研究进展[J].冰川冻土,2008,30（1）：170-175.

[3]GB50253输油管道工程设计规范

[4]GB50423油气输送管道穿越工程设计规范

[5]GB/T50539油气输送管道工程测量规范

[6]QX/T22地面气候资料30年整编常规项目及其统计方法

_________________________________

11

DB21/T2846—2017

目次

前言................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4基础资料...........................................................................2

5论证内容..............