摘 要

我国是一个能源消费大国，进入二十一世纪以来，石油天然气等能源短缺以及粗放式经济所产生的污染物的排放等问题与现代社会急速发展的经济建设以及人们日益增长的消费需求之间的矛盾日益尖锐。无论是石油天然气的采集运输，还是利用海水的稀释降解作用将废弃污物排放到大海中，都离不开海底管道的运输，可以说海底管道的大量铺设对我国国民经济的发展、国家安全的保障以及自然环境的保护都起到了重要的促进作用。然而，对海底管道的利用并非是一帆风顺的，海底管道的安全受到诸多外界因素的威胁，例如，恶劣的气象风暴条件，渔网的撒网，收网作业以及船舶的抛锚作业等，尤其是抛锚所产生的对海底管道的损害在近几年来日益增多。不幸的是，海底管道的损坏不仅造成严重的环境污染，同时也会造成巨额的财产损失，因此，对海底管道工程的埋设深度及保护区建立的合理性进行分析研究是很有必要的。

本文结合东吴浆纸基地排水管道工程，通过研究应急抛锚时锚垂直贯入海底深度以及拖锚航行时锚在海底的啮土深度来计算出应急抛锚时锚到达海底的最大深度，从而判断工程是否合理。

关键词：海底管道；埋设深度；船舶应急抛锚；最大深度。

Abstract

Our country is a enormous consumers of energy.since the 21st century, oil and gas energy shortages and vulgar economy produce many problems such as the emissions of pollutants which cause conflicts with modern society rapid development of economic construction and people's growing consumer requirements. Submarine pipeline transportation is important to both oil and gas collecting and transporting and using the degradation effect of water to dilute the waste sewage in the ocean. The development of submarine pipeline has played an important role in promoting national economy in China, and a guarantee of national security and the protection of the natural environment. However, the use of submarine pipeline is not plain sailing successful, submarine pipeline’s safety is threatened by many external factors, for example, the bad weather the storm conditions, misuse of fishing net, drop anchor operating of ship etc., especially the damage to the submarine pipeline produced by dropping anchor is increasing in recent years. Unfortunately, submarine pipeline damage not only cause serious environmental pollution, but also cause huge damage to property, as a result, the rationality analysis of buried depth of submarine pipeline and the establishment of the conservation area is necessary.
Combining with the drainage pipeline engineering of Dongwu paper factory, through the research of emergency breaks down vertical injection anchor submarine sailing depth and dragging anchor at the bottom of the sea meshes soil depth to calculate the emergency breaks down the anchor reached the maximum depth of the bottom, so as to determine whether project is reasonable.
Key words：submarine pipeline；Embedding depth；Emergency ship anchored；Maximum depth

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究的主要内容和方法 2

第2章 通航环境 4

2.1海底管道工程地理位置 4

2.2自然环境 5

2.2.1 气温 5

2.2.2 风况 5

2.1.3 水文 6

2.1.4地质 6

2.2交通流 7

2.2.1实时交通流分析 7

2.1.2 统计分析 10

2.1.3 综合分析 10

第3章 应急抛锚时在垂直方向上锚到达海底表面的速度计算模型 12

3.1 锚在空气，水，海底底质中的速度变化分析 12

3.2锚在空气中的速度研究 13

3.3 对锚在水中的速度分析 13

3.4 对锚在海底底质中的受力分析 14

3.5 本章小结 15

第4章 锚贯入海底地质的深度计算 16

4.1 船舶种类与锚的种类对锚贯穿海底底质深度的影响分析 16

4.1.1 船舶种类对锚贯穿海底底质深度的影响分析 16

4.1.2 锚的种类对锚贯穿海底底质深度的影响分析 16

4.2 垂直落锚分析 23

4.3拖锚分析 29

4.3.1拖锚淌航过程分析 29

4.3.2 船舶运动状态对锚的最大贯穿深度的影响分析 29

4.3.3 拖锚时锚贯入土壤深度计算模型 29

4.4代入数据求取拖锚淌航时三种锚的最大贯入深度 31

4.5 本章小结 33

第5章 海底管道埋深的和保护区合理性分析 34

5.1 埋深计算与比较 34

5.2 对一万吨级以上船舶的分析 35

5.3 保护区合理性研究 36

第6章 结论与展望 37

6.1 结论 37

6.2 展望 37

参考文献 39

致 谢 40

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

我国是一个能源消费大国，进入二十一世纪以来，石油天然气等能源短缺以及粗放式经济所产生的污染物的排放等问题与现代社会急速发展的经济建设以及人们日益增长的消费需求之间的矛盾日益尖锐。2015年中国石油的对外依存度就突破60%，达到， 而2014年我国天然气表观消费量为1800亿立方米，同比增长7.4%，其中进口天然气580亿立方米，对外依存度达。众所周知，化石燃料的储备关乎国家安全，如今石油天然气供求关系紧张，而中东局势的动荡对我国的石油天然气的进口和运输产生许多的不良影响，国家对近海石油和天然气的勘探和开采加大了支持力度，无论是石油天然气的采集运输，还是利用海水的稀释降解作用将废弃污物排放到大海中，都离不开海底管道的运输，可以说海底管道的大量铺设对我国国民经济的发展、国家安全的保障以及自然环境的保护都起到了重要的促进作用。

但是海底管道的安全却受到诸多外界因素的威胁，例如，恶劣的气象风暴条件，渔网的撒网，收网作业以及船舶的抛锚作业等。尤其是随着船舶吨位和数量的不断增加，船舶的抛锚作业（无论是正常抛锚还是应急抛锚）也越来越频繁，对海底管道的安全威胁越来越大。纵观近年的海底管道事故，我们会发现大部分的事故都是有船舶抛锚引起的，如2008年船舶起锚导致渤西油田外输天然气管道泄露：2009年12月，舟山定海鳖头浦水道海底电缆被锚拉断；辽东湾锦州9-3油田海底混输管道在2011年因船舶起锚作业导致泄露等等。与陆地管道维修不同的是，海底管道的维修由于施工环境的不便常常会延续1到2个月，使管道运输的物质（如石油、天然气、化学危险品、工业生活废水等）由于管道破损和长时间的修理而大量泄露，不仅会造成环境污染和财产损失，还常常会危及人命安全。所以，为了尽量避免此类事故的再次发生，对船舶抛锚后锚的运动过程和最终状态进行研究并为管道埋设和施工提供重要的参考是很有必要的。