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文檔簡(jiǎn)介

ICS07.060

A47

備案號(hào):58514-2018DB21

遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB21/T2846—2017

輸油管道工程氣候可行性論證規(guī)范

Governingstipulationsforclimatefeasibilitystudyforoilpipelinedesignand

construction

DB21/T2846—2017

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)由遼寧省氣象局提出并歸口。

本部分的附錄A、B為資料性附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:沈陽(yáng)區(qū)域氣候中心。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:龔強(qiáng),朱玲,顧正強(qiáng),藺娜,晁華,徐紅,汪宏宇,趙春雨,張運(yùn)福,李金義,

沈歷都。

II

DB21/T2846—2017

輸油管道工程氣候可行性論證規(guī)范

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了輸油管道工程氣候可行性論證的內(nèi)容和要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、擴(kuò)建、改造輸油管道工程的氣候可行性論證。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB50009建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范

GB50736民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范

DB21/T2014氣象災(zāi)害定義與分級(jí)

QX/T45地面氣象觀測(cè)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

輸油管道工程oilpipelineproject

用管道輸送原油、成品油及液態(tài)液化石油氣的建設(shè)工程。一般包括輸油管線、輸油站及附屬設(shè)施。

3.2

參證氣象站referencemeteorologicalstation

與工程區(qū)域處于同一氣候背景下,氣候特征、地形環(huán)境相同或相似,可為論證或評(píng)價(jià)某地區(qū)氣象參

數(shù)或氣象條件提供長(zhǎng)序列基礎(chǔ)氣象觀測(cè)資料的氣象觀測(cè)站。

3.3

專用氣象站special-purposemeteorologicalstation

為獲取輸油管道工程沿線代表點(diǎn)處氣象要素值而設(shè)立的氣象觀測(cè)站,其觀測(cè)項(xiàng)目和年限根據(jù)工程需

求而定。

3.4

地溫groundtemperature

下墊面溫度和不同深度的土壤溫度統(tǒng)稱為地溫。在氣象上,淺層地溫包括離地面5cm、10cm、15cm、

20cm深度的地中溫度;深層地溫包括離地面40cm、80cm、160cm、320cm深度的地中溫度。單位:℃。

3.5

1

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最冷月thecoldestmonth

各月累年平均氣溫或地溫最低的月份。

3.6

最熱月thehottestmonth

各月累年平均氣溫或地溫最高的月份。

4基礎(chǔ)資料

4.1資料收集

4.1.1收集工程途徑區(qū)域的氣象臺(tái)站觀測(cè)資料,包括氣象臺(tái)站歷史沿革資料,以及氣溫、降水、風(fēng)速、

風(fēng)向、相對(duì)濕度、地溫、凍土深度、積雪深度等氣象要素和天氣現(xiàn)象觀測(cè)數(shù)據(jù)。

4.1.2收集工程區(qū)域周邊氣象災(zāi)害調(diào)查資料。

4.1.3收集整理工程專用氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)。

4.2參證氣象站選取

4.2.1參證氣象站與工程所在區(qū)域氣候條件和下墊面特征相似,且距離較近。

4.2.2參證氣象站歷史資料年限不應(yīng)少于30年(不包括缺測(cè)年份)。

4.2.3根據(jù)工程長(zhǎng)度和途徑區(qū)域可同時(shí)選取多個(gè)參證氣象站。

4.3專用氣象站觀測(cè)內(nèi)容和要求

4.3.1設(shè)站原則

4.3.1.1工程沿線與參證氣象站地形、地貌、土質(zhì)差異較大的地點(diǎn)宜設(shè)站觀測(cè)。

4.3.1.2管道影響深度超過(guò)參證氣象站觀測(cè)深度宜設(shè)站觀測(cè)。

4.3.1.3地形地貌比較均一時(shí),推薦每隔100km左右設(shè)置一個(gè)觀測(cè)站。地形復(fù)雜、土質(zhì)差異較大時(shí),

需加密設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。

4.3.2觀測(cè)要素

至少包括氣溫、地溫、凍土深度。地溫觀測(cè)層次需涵蓋管道擬設(shè)計(jì)深度,并可在其上下30cm左右范

圍內(nèi)加密觀測(cè)。

4.3.3觀測(cè)時(shí)間

觀測(cè)時(shí)間不應(yīng)少于1個(gè)冬季,觀測(cè)時(shí)段資料代表性不足或有效數(shù)據(jù)不滿1個(gè)冬季時(shí),應(yīng)延長(zhǎng)觀測(cè)。管

道運(yùn)行期建議持續(xù)觀測(cè)。

4.3.4觀測(cè)方法

觀測(cè)場(chǎng)設(shè)置和觀測(cè)、記錄方法以及儀器性能須符合QX/T45的相關(guān)要求,宜采取完全自動(dòng)觀測(cè)方式。

4.3.5觀測(cè)資料應(yīng)用

將專用氣象站各要素實(shí)地觀測(cè)值與參證氣象站同期資料進(jìn)行對(duì)比,分析管道沿線實(shí)地與參證氣象站

的差異,對(duì)利用參證氣象站長(zhǎng)序列資料得到的管道沿線工程氣象參數(shù)進(jìn)行修正。

2

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5論證內(nèi)容

5.1氣候概況

5.1.1給出工程途經(jīng)區(qū)域的基本氣候特征,指出區(qū)域氣候特征是否具有適宜性。

5.1.2如果管道工程線路較長(zhǎng),應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分段研究。

5.1.3主要分析工程區(qū)域氣溫、降水、風(fēng)速、風(fēng)向、相對(duì)濕度的時(shí)空分布特征,分析土壤凍結(jié)期、最

大凍土深度、地表開始凍結(jié)日期和凍土完全融化日期、地溫等。

5.2高影響氣象條件

5.2.1對(duì)地下管線工程的主要分析內(nèi)容

a)針對(duì)管道埋深設(shè)計(jì),分析最大凍土深度,計(jì)算各重現(xiàn)期最大凍土深度。

b)針對(duì)管道防洪、防積水、防塌方設(shè)計(jì),分析日降水量≥25mm日數(shù)、≥50mm日數(shù)、≥100mm日

數(shù),小時(shí)、日、過(guò)程最大降水量,推算不同重現(xiàn)期(100年、50年、30年、10年、5年、3

年)小時(shí)、日、過(guò)程最大降水量。

c)針對(duì)管道保溫、加熱、壓力設(shè)計(jì),分析最冷月和最熱月的平均氣溫、地表和各深度(0.8m、1.6m、

3.2m)的極端最高、最低溫度;推算最冷月管道中心點(diǎn)地溫;推算最低地溫隨深度變化的垂直

廓線。

d)分析沿線閃電密度、酸雨等現(xiàn)象的規(guī)律和特征。

5.2.2對(duì)局部架空管線工程的主要分析內(nèi)容

a)針對(duì)管道抗風(fēng)設(shè)計(jì),分析最大風(fēng)速和風(fēng)向、極大風(fēng)速和風(fēng)向,給出風(fēng)極值和各重現(xiàn)期風(fēng)速、風(fēng)

壓推算值。

b)針對(duì)管道承重設(shè)計(jì),分析降雪日數(shù)、積雪深度、雨凇和霧凇等,給出相應(yīng)極值和各重現(xiàn)期雪壓

推算值。

c)針對(duì)管道防洪、防積水、防塌方設(shè)計(jì),分析日降水量≥25mm日數(shù)、≥50mm日數(shù)、≥100mm日

數(shù),小時(shí)、日、過(guò)程最大降水量,推算不同重現(xiàn)期(100年、50年、30年、10年、5年、3

年)小時(shí)、日、過(guò)程最大降水量。

d)針對(duì)管道保溫、加熱、壓力設(shè)計(jì),分析最冷月和最熱月的平均氣溫、極端高、低溫值和高、低

溫日數(shù),給出不同重現(xiàn)期(100年、50年、30年、10年、5年、3年)的極端氣溫推算值,也

可考慮氣溫、濕度、風(fēng)向的組合影響。

e)分析沿線閃電密度、酸雨、冰雹等現(xiàn)象的規(guī)律和特征。

5.3氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)

參考DB21/T2014確定的氣象災(zāi)害名稱及其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)定氣象致災(zāi)因子和致災(zāi)閾值,并按致災(zāi)因

子發(fā)生概率劃分七個(gè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí):

——極高易發(fā)等級(jí):該種致災(zāi)因子幾乎每年都發(fā)生。

——高易發(fā)等級(jí):該種致災(zāi)因子每年發(fā)生的概率較高。

——次高易發(fā)等級(jí):該種致災(zāi)因子雖不是每年均發(fā)生,但也有較大的發(fā)生概率,屬于時(shí)有發(fā)生。

——中等易發(fā)等級(jí):該種致災(zāi)因子每年發(fā)生可能性一般。

——次低易發(fā)等級(jí):該種致災(zāi)因子每年發(fā)生的概率不大。

——低易發(fā)等級(jí):該種致災(zāi)因子每年發(fā)生可能性較小。

——極低易發(fā)等級(jí):該種致災(zāi)因子每年發(fā)生可能性極小。

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主要?dú)庀笾聻?zāi)因子和致災(zāi)閾值見表1。氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表1致災(zāi)因子和致災(zāi)閾值

致災(zāi)因子評(píng)估要素致災(zāi)閾值

低溫日最低氣溫≤-29℃,持續(xù)時(shí)間≥2d

暴雨降水量1h≥20mm或3小時(shí)≥50mm或12h≥70mm或24h

≥100mm

寒潮最低氣溫下降幅度24h≥8℃或48h≥10℃或72h≥12℃,日最

低氣溫≤4℃,風(fēng)力≥5級(jí)

高溫日最高氣溫≥33.0℃,持續(xù)時(shí)間≥3d

大風(fēng)瞬時(shí)風(fēng)速≥17.2m/s,或目測(cè)風(fēng)力>8級(jí)

表2氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

每年災(zāi)害發(fā)生概率風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

98%-100%極高易發(fā)

85%-97%高易發(fā)

60%-84%次高易發(fā)

40%-59%中等易發(fā)

20%-39%次低易發(fā)

3%<19%低易發(fā)

≤2%極低易發(fā)

注:當(dāng)年發(fā)生某種災(zāi)害1日或1次記當(dāng)年發(fā)生,統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)發(fā)生該種災(zāi)害的年份數(shù)除以總年數(shù)即為該種災(zāi)害每年發(fā)生概率。

5.4采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)

5.4.1按照GB50736,計(jì)算工程沿線供暖室外計(jì)算溫度、冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度、冬季空氣調(diào)節(jié)室外

計(jì)算溫度、冬季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算相對(duì)濕度、夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度等參數(shù)。

5.4.2考慮建筑節(jié)能需求,可分析站場(chǎng)地區(qū)晴天日數(shù)、日照時(shí)數(shù)特征。

5.5冬季施工期敏感氣象條件

分析冬季雨雪天氣概率、冬季氣溫及晝夜溫差、結(jié)冰期、寒潮特征、氣溫≤5℃日數(shù)。

5.6氣象防災(zāi)減災(zāi)措施及建議

5.6.1根據(jù)凍土深度、地溫等對(duì)管道埋深、管道選材提出建議,給出管道最淺深度的建議值,強(qiáng)調(diào)注

意不同土質(zhì)、不同地貌環(huán)境下地溫和凍土深度的差異。

5.6.2根據(jù)管道沿線雨強(qiáng)特征和地形特點(diǎn),建議從防洪角度注意因強(qiáng)降水引起的地面沉降、山洪、泥

石流等地質(zhì)災(zāi)害對(duì)管道的影響。

5.6.3從冬季施工氣象條件角度,給出冬季各月具有適宜施工氣象條件的日數(shù),建議合理安排工期和

注意必要的防護(hù)措施。

5.6.4從防災(zāi)減災(zāi)的角度,建議注重工程區(qū)域附近氣象監(jiān)測(cè)與預(yù)警,加強(qiáng)重點(diǎn)災(zāi)害防御及應(yīng)急措施部

署。

5.6.5考慮到工程主體處于野外以及工程沿線附近的區(qū)域加密自動(dòng)氣象站與參證站之間的差異,為了

確保工程建設(shè)和運(yùn)行的安全,建議加強(qiáng)工程沿線的野外實(shí)地觀測(cè)。

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6論證要求

6.1氣象數(shù)據(jù)和引用要求

氣象數(shù)據(jù)和引用應(yīng)符合附錄A的要求。

6.2氣象要素統(tǒng)計(jì)分析方法

6.2.1氣象要素的統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)符合附錄B的規(guī)定。

6.2.2氣候平均值宜采用近30年該氣象要素的累年平均值,極值采用建國(guó)后有正式氣象觀測(cè)記錄以來(lái)

的歷史極端值。

6.2.3對(duì)不同氣象要素重現(xiàn)期的推算可采用多種方法試驗(yàn),并選取擬合最優(yōu)的方法確定。

6.2.4最冷月管道中心點(diǎn)地溫如單純利用氣象站地溫觀測(cè)資料計(jì)算時(shí),在現(xiàn)階段可考慮使用線性內(nèi)插

的方式,利用臨近層最冷月地溫插值出管道中心點(diǎn)地溫,并給出其變化范圍。

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DB21/T2846—2017

AA

附錄A

(資料性附錄)

數(shù)據(jù)使用說(shuō)明

A.1參證氣象站數(shù)據(jù)的說(shuō)明

本規(guī)范所用的資料選用建國(guó)后氣象站正式建站并有觀測(cè)記錄以來(lái)的逐時(shí)氣溫、逐時(shí)降水量、逐時(shí)風(fēng)

速、逐日最高氣溫、逐日最低氣溫、逐日降水量、逐日降雪量、逐日最大風(fēng)速、逐日極大風(fēng)速、逐日各

層地溫、逐日凍土深度、逐日相對(duì)濕度、逐日天氣現(xiàn)象、逐月日照時(shí)數(shù)、年結(jié)冰期日數(shù)、年雷暴日數(shù)、

年大風(fēng)日數(shù)、年最大積雪深度等。

A.2氣象臺(tái)站數(shù)據(jù)引用的說(shuō)明

引用參數(shù)時(shí)應(yīng)注意擬引用數(shù)據(jù)的氣象站與工程沿線的距離、地形、地貌、土質(zhì)等差異對(duì)數(shù)值的影響。

A.2.1地勢(shì)平坦、地貌和土質(zhì)均一的區(qū)域

建設(shè)地點(diǎn)與擬引用數(shù)據(jù)的參證氣象站水平距離在50km以內(nèi),海拔高度差在100m以內(nèi)時(shí)可以直接引

用。

超過(guò)上述數(shù)值時(shí),則應(yīng)使用與建設(shè)地點(diǎn)相鄰的兩個(gè)以上氣象站的氣象資料,對(duì)比后視情況引用。

A.2.2地勢(shì)崎嶇、地貌和土質(zhì)非均一的區(qū)域

氣候受山脈的走向、總體高度、長(zhǎng)度、地形形態(tài)(山頂、河谷、盆地、山坡)、坡度、坡向等因素

的影響,地方性差異較大,選取參數(shù)值時(shí)宜依據(jù)鄰近氣象站的長(zhǎng)年代資料和工程現(xiàn)場(chǎng)的專用氣象站觀測(cè)

數(shù)據(jù)對(duì)比取值。在無(wú)專用氣象站現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的情況下,宜適當(dāng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

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BB

附錄B

(資料性附錄)

氣象要素統(tǒng)計(jì)方法

B.1歷年值的統(tǒng)計(jì)

歷年即逐年、每年。歷年值是指統(tǒng)計(jì)氣象資料時(shí),針對(duì)所用記錄年代中的每一年求得的不同時(shí)段(年、

月、日)的統(tǒng)計(jì)值(平均值、總量、極值)。

B.1.1平均值

日平均值:每日三次(或四次)定時(shí)觀測(cè)值或逐時(shí)觀測(cè)值的和,除以觀測(cè)次數(shù)所得的商。具有逐時(shí)

觀測(cè)值的條件下,應(yīng)采用逐時(shí)觀測(cè)值統(tǒng)計(jì)。

月平均值:某月逐日平均值的和,除以月內(nèi)所含日數(shù)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總量

日總量:一日內(nèi)某要素的累計(jì)值。

月總量:某月逐日日總量的總和。

年總量:逐月月總量的總和。

B.1.3極值

日極值:一日內(nèi)出現(xiàn)的最高(低)值或最大(小)值。

月極值:某月逐日日極值之中的最高(低)值或最大(小)值。

年極值:逐月月極值之中的最高(低)值或最大(?。┲怠?/p>

B.2累年值的統(tǒng)計(jì)

B.2.1累年平均值

月平均值:歷年月平均值(總量、總數(shù))的和,除以年數(shù)所得的商,通常取30年的平均值。

年平均值:歷年年平均值(總量、總數(shù))的和,除以年數(shù)所得的商,通常取30年的平均值。

B.2.2累年極值

日極值:歷年日極值中最高(低)值或最大(?。┲?,統(tǒng)計(jì)時(shí)段通常取氣象站建站有觀測(cè)記錄以來(lái)

至最新時(shí)期。

月極值:歷年月極值中最高(低)值或最大(?。┲?,統(tǒng)計(jì)時(shí)段通常取氣象站建站有觀測(cè)記錄以來(lái)

至最新時(shí)期。

年極值:歷年年極值中的最高(低)值或最大(?。┲?,統(tǒng)計(jì)時(shí)段通常取氣象站建站有觀測(cè)記錄以

來(lái)至最新時(shí)期。

B.3重現(xiàn)期的計(jì)算方法

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B.3.1極值I型

極值I型的概率分布,其分布函數(shù)為:

F(x)expexp(xu

式中,u—分布的位置參數(shù),即分布的眾值;

—分布的尺度參數(shù)。

分布的參數(shù)與均值和標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系按下式確定:

1n

V

ni

i1

1n

(V)2

n1i

i1

c

1

c

u2

其中,Vi為連續(xù)n年某氣象要素極值序列(n15),系數(shù)c1和c2見表B。

表B.1c1和c2參數(shù)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皮爾遜Ⅲ型

皮爾遜Ⅲ型分布的密度函數(shù)為:

(xx)1e(xx0)(xx)

f(x)()00

0(xx0)

其中、分別為形狀參數(shù)和尺度參數(shù),x0為起點(diǎn)坐標(biāo)。

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DB21/T2846—2017

根據(jù)已知數(shù)據(jù)序列,估計(jì)出分布函數(shù)中的參數(shù)值。再依據(jù)估計(jì)出的參數(shù),確定不同平均再現(xiàn)間隔(重

現(xiàn)期)的數(shù)值。

B.4風(fēng)壓

將不同風(fēng)速儀高度和時(shí)次時(shí)距的年最大風(fēng)速,統(tǒng)一換算為離地10m高、10分鐘平均的年最大風(fēng)速

(m/s)。對(duì)風(fēng)速儀高度與標(biāo)準(zhǔn)高度10m相差過(guò)大時(shí),可按下式換算到標(biāo)準(zhǔn)高度的風(fēng)速:

z

z

10

式中,z——風(fēng)速儀實(shí)際高度(m);

vz——風(fēng)速儀觀測(cè)風(fēng)速(m/s);

——空曠平坦地區(qū)地面粗糙指數(shù),取0.15。

使用風(fēng)杯式測(cè)風(fēng)儀時(shí),必須考慮空氣密度受溫度、氣壓影響的修正,可按下述公式確定空氣密度:

0.001276p0.378e

10.00366t100000(單位:t/m3)

式中,t——空氣溫度(℃);

p——?dú)鈮?Pa);

e——水氣壓(Pa)。

也可根據(jù)所在地的海拔高度z(m)按下述公式近似估算空氣密度:

0.0001z

0.00125e(單位:t/m3)

選取年最大風(fēng)速數(shù)據(jù)時(shí),一般應(yīng)有25年以上的資料;當(dāng)無(wú)法滿足時(shí),至少也不宜少于10年的風(fēng)速資

料。

在計(jì)算不同重現(xiàn)期最大風(fēng)速v后,按貝努利公式,確定相應(yīng)重現(xiàn)期的最大風(fēng)壓。

貝努利公式如下:

12

02

2(單位:KN/m)

B.5雪壓

當(dāng)參證氣象站有雪壓記錄時(shí),應(yīng)直接采用最大雪壓數(shù)據(jù),歷年最大雪壓數(shù)據(jù)按每年7月份到次年6

月份間的最大雪壓統(tǒng)計(jì),經(jīng)概率統(tǒng)計(jì)計(jì)算不同重現(xiàn)期的最大雪壓;當(dāng)無(wú)雪壓記錄時(shí),可間接采用積雪深

度,按下式計(jì)算雪壓:

Sgh(單位:KN/m2)

式中,h——積雪深度,指從積雪表面到地面的垂直深度(m);

——積雪密度(t/m3);

g——重力加速度(9.8m/s2)。

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DB21/T2846—2017

雪密度隨積雪深度、積雪時(shí)間和當(dāng)?shù)氐牡乩須夂驐l件等因素的變化有較大幅度的變異。對(duì)于無(wú)雪壓

直接記錄的氣象站,可按地區(qū)的平均雪密度計(jì)算雪壓,東北地區(qū)的平均密度一般取150kg/m3。對(duì)于積

雪局部變異特別大的地區(qū),以及高原地形的山區(qū),應(yīng)予以專門調(diào)查和特殊處理。

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參考文獻(xiàn)

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[2]李國(guó)玉,金會(huì)軍,盛煜,等.中國(guó)-俄羅斯原油管道工程(漠河-大慶段)凍土工程地質(zhì)考察與

研究進(jìn)展[J].冰川凍土,2008,30(1):170-175.

[3]GB50253輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范

[4]GB50423油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范

[5]GB/T50539油氣輸送管道工程測(cè)量規(guī)范

[6]QX/T22地面氣候資料30年整編常規(guī)項(xiàng)目及其統(tǒng)計(jì)方法

_________________________________

11

DB21/T2846—2017

目次

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

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

4基礎(chǔ)資料...........................................................................2

5論證內(nèi)容..............

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