项目名称

宁波——上海、南京进口原油管道工程

杭州湾输油管道铺设可行性水文河床专题研究

  主要完成人

余  炯、曹  颖、黄世昌、朱军政、胡国建、王文杰、张舒羽

 主要完成单位

浙江省水利河口研究院

                              （省内第一完成单位盖印）

市科技行政部门、省级厅（局）推荐意见及建议奖励等级

宁波——上海、南京进口原油管道储运工程是为了从根本上解决沪宁地区石化企业的进口原油储备能力和运输问题、满足两地石化企业发展需要的战略性工程，为国内外少有的建于复杂海域的超长大口径输油管线，输油管道穿越杭州湾是工程的关键和难点。该成果不仅完满地回答了水下路由选择及其可行性，还就施工的可行性、对环境的影响等都进行了深入的研究。研究成果已被美国海湾洲际工程公司和韩国“现代重工”作为设计和施工依据。目前管道竣工，运行良好。该项成果总体上达到了国际先进水平，可为其他强潮河口和海湾海底管道工程借鉴。

我厅推荐该成果申报省科技一等奖。

                                       （盖章）

项目联系

人及电话

 联系人：曹　颖

 电话：0571-86438042

所属国民经济行业

ABCDE　√F　GHIJKLMNOP

  任务来源

A BC D E F G H I J K

 L M N O  √P  QR

成果水平

1.       国际领先 √2.国际先进

3.国内领先4.国内先进

主持鉴定单位

浙江省水利厅

   鉴定日期

2005年 12 月

计划（基金）

名称和编号

项目起止时间

起始： 2000年10月　日

完成：2002年　3月　　日

项目简介（所属科学技术领域、主要内容、特点、推广应用、产业化情况）

改革开放以来，国民经济发展迅速，相关产业对石油产品的需求量也与日俱增。据预测，2005～2010年我国每年需进口原油1亿吨以上，这些进口原油主要供应南方沿海地区石化企业。目前进入上述企业的进口原油主要依靠水运工程中转运输，存在运价高、损耗大、运输安全性差等问题，亟需建设大型进口原油接卸码头和储运设施。

宁波—上海、南京进口原油储运工程是中国石化集团为了从根本上解决沪宁地区石化企业的进口原油储备能力和运输问题,降低原油运输成本、提高输油规模、满足两地石化企业发展需要的战略性工程。输油管道穿越杭州湾是工程能否建成的关键和难点。杭州湾水域施工难度大，工程投资大，为保证该线段的顺利实施，石化集团公司委托我院承担可行性研究中河床演变分析专题研究任务，对该段过江管道路由进行选择并作可行性研究。

本项目主要研究内容是：根据钱塘江水下地形实测资料，以河口海岸动力学的基本理论为依据，通过河床演变和数学模型等方法分析研究杭州湾的历史变迁和近期变化规律及湾内水文、泥沙运动特征，分析研究管道铺设河段泥沙冲淤和河床演变规律，论证河床的冲淤幅度和可能冲刷深度；并从油管工程对河势稳定的要求，分析钱塘江河口和杭州湾治理对河床冲淤及管道的影响；另外，也就管道工程对海塘、航运等的影响进行分析。

本项目的特点是：杭州湾是世界著名的强潮河口，湾内水域潮强流急、风大浪高，海床滩宽槽深、冲淤频繁，变幅甚大。此外，由于两岸经济发达，水域内围垦滩涂、修建桥梁等人类活动持续不断、规模宏大，对杭州湾水域的水流、泥沙和水下地形的影响至为深远。如此复杂的水域选择路由在国际上亦属罕见，这些特点决定了本项研究工作的难度非同一般。

本项研究成果为杭州湾输油管道铺设的可行性及环境评价提供了重要的科学依据。                                        

                                                      （不超过600个汉字）

发现、发明及创新点：

国内首次在游荡性强潮河口进行长达40-50km的水下输油管线路由选择。研究水域水动力条件复杂，潮流速高达3~4m/s，最大潮差近9m，悬沙含沙量10kg/m³，泥沙输移剧烈，水下沙脊、深槽交错，地形复杂，年际年内频繁变动，河床冲淤变幅达4~8m。目前所知，在如此复杂的水域选择路由在国际亦属罕见。美国海湾工程公司的Dr. Daniel Zhao等称这是具有世界性挑战的复杂工程。

在如此剧烈冲淤的河床上预测可能冲刷高程是河床演变和泥沙运动学的难点，目前尚无可靠预测方法。研究区域又受大规模围涂等人类活动的影响，河床冲淤更趋复杂。本研究通过40年实测水下地形图等资料分析，寻求强潮河口最大冲刷包络图和河床演变规律，解决了管道设计年限内的最大冲刷高程和埋管深度，同时又用杭州湾挖槽实测回淤资料，分析了挖槽回淤强度，为工程施工提供了详细资料，使得这一顶级难题得以解决。根据研究结论，本工程引入国际最先进的Spoil技术，这是该技术首次在中国同类工程中使用。                                       

                                                      （不超过400个汉字）

保密要点：

                                                      （不超过100个汉字）

与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较

 1、课题研究难度很大

杭州湾是著名的强潮海湾，最大潮差8.93m，实测最大流速（垂线平均）3.82m/s；一年之中，杭州湾与钱塘江河口段的泥沙交换在2～6亿m³，杭州湾内的泥沙交换也达2～4亿m³，数量之巨，国内海湾无出其右。杭州湾海床滩宽槽深、冲淤频繁，最大幅度超过10m。因此，掌握杭州湾水沙和滩槽变化特点相当困难。难度更大的是人类活动对杭州湾的影响。杭州湾及周边水域整治江道、围垦滩涂、修建桥梁等工程持续不断、规模宏大，如钱塘江河口段已围滩涂一百万亩，目前正在实施和规划的围涂如尖山河段、慈溪庵东边滩和上海人工半岛等工程也将达百万亩。这些人类活动已经造成杭州湾高潮位抬高、河床大范围冲淤调整等深刻的变化，预测这些变化是河口海岸领域的世界性难题。事实上，杭州湾本身的复杂性叠加人类活动的影响，使设计潮位、设计流速、设计风浪以及杭州湾的泥沙输移和冲淤变化、水下地形中深槽和边滩的演变规律等任何一个均是需要深入研究的专门课题，研究的工作量和难度都是相当大的。承接管道设计的美国海湾洲际工程公司（GIE）该项目负责人阿雷克斯曾说，他们在世界各地进行水下管道设计，还没有遇到过象杭州湾这样水沙条件复杂、海床冲淤频繁和受人类活动影响如此之大的水域。

2、研究方法合理，手段先进，结论科学、客观

历史与近期及宏观与微观相结合：为把握杭州湾的变化趋势，根据历史资料分析杭州湾的形成及岸线变迁，又根据近五十年大量测图和水文资料分析水下地形的演变过程、特点和规律，从而达到宏观上控制、微观上量化的目的；在路由的选择上，则把钱塘江河口到杭州湾湾口分为几大段，从水流及河床冲淤进行比较，再在比较稳定的河段拟定方案，对方案进行全面深入的分析研究，最后结合施工可行、经济合理给出最佳路由。

定性与定量及确定法和随机法相结合：水下管道至为关键的是海床的稳定性，海床发展趋势是淤积还是冲刷直接影响管道设计方案和工程造价甚至工程是否可行。课题组通过河床演变方法分析自然条件下杭州湾的变化特点，以及钱塘江河口段治江围涂造成的杭州湾泥沙、河床冲淤规律，据此对正在实施和规划实施的工程影响进行预测，从而对路由通过的河床的冲淤作出冲深预测。对冲刷河段则根据泥沙数学模型结合实际含沙量计算冲刷深度；同时又根据大量实测资料进行频率计算，通过统计法给出不同概率下的冲刷深度。两者的结果互为比较和补充，从而得到可信而合理的结论。

3、资料全面、详尽、翔实，具可操作性

本报告完全满足设计方提出的要求，对管道穿越杭州湾所涉及的潮汐、水流、泥沙、波浪、地貌单元、工程地质、两岸海塘等方面的基本情况作出详尽而又清晰的描述。合理地给出设计条件下的潮位、流速、风浪的参数值，科学地提出了管道埋设的高程。不仅如此，为了使工程实施更为实际，数次带领设计、施工（投标单位）和管理方去现场踏勘，商讨施工现场的布设，并且对浅滩段管道铺设进行了围堰法施工的可行性研究，对管道开挖后的回淤则进行了回淤量的计算等等。总之，本报告（包括补充报告）不仅完满地回答了水下路由选择及其可行性，还就施工的可行性、对环境的影响等都进行了深入的研究，使报告的深度更具有可操作性。

                                                     （不超过800个汉字）

推广应用情况

 穿越杭州湾是宁波——上海、南京进口原油管道输运工程能否立项、实施和运行的关键和难点。本项目经专家多次评审——即专题研究评审，在管道工程项目评审中也作为重点讨论，得到了众多专家的一致好评，使宁波——上海、南京进口原油管道输运工程通过了中国工程咨询委员会的审查。该工程已投入运行。

本项目的研究成果被穿越杭州湾管道工程设计单位——美国海湾工程公司在设计文件中大量引用，尤其是关于河床最大可能冲刷高程及泥沙回淤速率、滩地施工方案内容。此外，工程施工单位——韩国现代集团也引用本项目研究成果，对其施工方案进行优化。

论文：

[1]治江缩窄后钱塘江河口泥沙淤积和成因探讨，余炯、曹颖，泥沙研究2006年第1期

[2] 钱塘江河口的长周期泥沙冲淤和河床变形，余炯、曹颖，海洋学研究2006年第2期（待刊）

                                                 （不超过800个汉字）

经济效益 （直接效益）             65100    单位：万元（人民币）

项目总投资额

        栏目

年份

新增销售额

  新增利润

新增税收

创收外汇

（美元）

节支总额

各栏目的计算依据：

本项目是宁波——上海、南京进口原油管道输运工程的专题研究。能否在现有技术条件下穿越杭州湾并在设计年限内安全运行，是进口原油管道工程能否上马和实施的关键。该管道工程主要是解决进口原油二程泊装转运运费高、损耗大、连续性差等缺点，建成后可大大降低原油运输成本，每年管输2000万吨原油，可节约运输成本6.51亿元。计算如下表：

管输与船运运费比较表   单位：元/吨 

间接效益：

社会效益：

 本项研究全面科学的回答了管道埋设和运行中要所解决的技术问题，使整个管道工程的实施成为可能。

进口原油工程建成后，除了每年节约运输成本6.51亿元外，对提升我国加入WTO后石化工业的竞争能力、应对国际原油价格剧烈波动、保证和促进国民经济持续快速发展起着重要的作用。原油的管道运输具有运输量大、能耗小、安全性和可靠高等较大的优越性，有利于资源优化配置，促进生产力发展。管道运输代替目前的船运方式，可大大减少水运发生事故和污染的概率，有利于环境和生态的保护。

国别

申请号

专利号

项目名称

其他知识产权情况：（如著作权、软件登记、商标权、动植特新品种审定、药品、医疗器械、农药、食品或饲料添加剂、行业标准等证书）

鉴定（评审）意见：（全文）

浙江省水利厅于2005年12月23日在杭州主持召开了“宁波——上海、南京进口原油管道储运工程穿越杭州湾可行性水文河床专题研究”成果的鉴定会议。会议鉴定委员会由7位专家组成（名单附后）。委员们听取了项目组关于该项目工作过程、研究成果及其应用的汇报。经认真讨论，形成鉴定意见如下：

一、宁波——上海、南京进口原油管道储运工程是中国石化集团为了从根本上解决沪宁地区石化企业的进口原油储备能力和运输问题、满足两地石化企业发展需要的战略性工程。输油管道穿越杭州湾是工程的关键和难点。本项目是管道穿越杭州湾可行性的专题研究。所提供的鉴定材料齐全，符合鉴定要求。

二、穿越杭州湾的输油管线全长48.5km，管径780mm，为国内外少有的建于复杂海域的超长大口径输油管线。该项研究运用长序列的实测资料分析，结合潮流数学模型等手段，系统分析了钱塘江河口和杭州湾的水流、底床冲淤变化特点和演变规律。研究了管道铺设对两岸海塘、航运、水下管线的影响。在此基础上，进行了管道路由的比选和冲刷深度的预测。推荐的管道路由为管道公司所采纳。提供的地形、潮位、水流、风浪、泥沙、水温等参数被负责管道设计的美国“海湾工程公司”和负责施工的韩国“现代重工”作为设计和施工的依据。目前管道竣工，并投入生产，运行状况良好。

三、杭州湾是著名的强潮海湾，浪大流急，泥沙输移剧烈，水下地形复杂且变动频繁。项目研究内容多、难度大，为一项少有的综合性的工程应用研究。研究组在对大量现场实测资料进行系统分析的基础上，抓住关键技术问题，应用多种手段进行深入研究，获得了有工程应用价值的成果，同时在学术上取得了创新，主要创新点有：

1、通过钱塘江河口段与杭州湾河床演变相关分析和河口段大规模围涂产生的影响，基本掌握了路由所在海域的冲淤规律，为管道路由选择奠定了坚实的基础。

2、在剧烈冲淤的河床上预测可能冲刷高程是泥沙工程学的难点，目前尚无成熟的方法。河口大规模围涂等人类活动造成海床再调整等因素影响下的预测尚无先例。今后钱塘江河口还将继续围涂，必将继续对杭州湾冲淤产生影响。本项研究采用固定断面最大水深与最小水深包络线冲淤变幅统计分析方法，合理预测了路由位置管道设计年限内的最大冲刷深度。目前油管铺设后的水下地形测量结果冲淤部位与预测基本吻合。

3、鉴于杭州湾水域水流湍急，含沙量高，床沙易冲易淤，给管道开挖施工过程中挖槽回淤速度预测带来了较大的困难，项目研究组在借鉴淤泥质海岸港池回淤计算公式和杭州湾航道试挖槽实测回淤率成果基础上，采用现场实测含沙量确定计算参数，解决了输油管挖槽回淤预测的难题。

四、本项成果总体上达到了国际先进水平，对杭州湾修建类似工程具有重要的推广价值，对其它强潮河口和海湾的海底管线工程是有益的借鉴。 

五、建议对已铺设管道沿线的底床变化进行后评估。                                  

鉴定委员会主任：恽才兴　副主任：周志德

2005年12月23日

序号

鉴定会职务

姓 名