Исследование показывает, что влажность почвы играет ключевую роль в подземном распространении природного газа из протекающих трубопроводов

Содержание влаги в почве является основным фактором, контролирующим расстояние и концентрацию распространения природного газа из повреждённого трубопровода под землёй. Как заявила руководитель исследования Кэтлин М. Смитс из Южного методистского университета (SMU), операторам трубопроводов необходимо учитывать влияние влажности окружающего грунта на движение газа при оценке потенциальных опасностей утечки. Исследование, опубликованное в журнале Elementa, проанализировало свойства почв в 77 локациях по стране, где происходили утечки газа.

В целом команда, совместно руководимая Йоунки Чо из Института энергетики Университета штата Колорадо, обнаружила, что метан, вытекающий из трубопровода, распространяется не так далеко при увеличении влажности почвы. Это приводит к более высокой концентрации газа вблизи места утечки во влажном грунте. В сухой почве наблюдается обратная картина.

Однако Смитс подчеркивает, что недостаточно просто знать влажность грунта на момент утечки. Влажность почвы в момент инцидента запускает сложные процессы взаимодействия метана с водой и кислородом в порах грунта, а сама влажность может меняться со временем из-за погоды и сезонного уровня грунтовых вод. Команда изучила более 300 образцов почвы с мест утечек, измеряя разницу между влажным и высушенным весом для расчёта влажности. Другие свойства, такие как текстура и проницаемость почвы, не показали столь значительного влияния на движение газа.

Пешие обходы эффективнее мобильного обнаружения утечек в определённых условиях

В другом исследовании, направленном на улучшение обнаружения утечек, Смитс и её коллеги выяснили, что в некоторых случаях мобильные детекторы, установленные на автомобиле, менее эффективны, чем пешие обходы с ручными приборами. При обследовании на автомобиле более высокая скорость движения или скорость ветра снижают вероятность обнаружения утечки по сравнению с пешим патрулём.

Например, если сравнивать пеший обход со скоростью 2–3 мили в час и медленно движущийся автомобиль (20–30 миль в час), вероятность обнаружения падает с 85% до 25%. Исследование, опубликованное в журнале Environmental Pollution, также показало, что на эффективность мобильных обследований влияет атмосферная стабильность. При движении со скоростью 2–11 миль в час эффективность обнаружения прогрессивно снижалась (с 85% до 60%) по мере перехода от крайне нестабильных к крайне стабильным атмосферным условиям. На пешие обходы эти условия не влияли.

«Пешие обходы обнаруживают наибольшее количество утечек, но они трудоёмки и дороги, — отметила Смитс. — Это исследование показывает, что если операторы хотят использовать мобильные обследования, им необходимо тщательно выбирать подходящую скорость в разных погодных условиях для достижения вероятности обнаружения, эквивалентной традиционному пешему обходу». Эти выводы применимы к любому типу подземных трубопроводов.