徐華新 ，高 岳 ，劉 揚(yáng)

（1.大連市供水有限公司，遼寧 大連 116021；2.大連市自來水集團(tuán)有限公司，遼寧 大連 116001）

大伙房水庫(kù)輸水入連工程是利用大伙房水庫(kù)輸水工程作為水源，解決大連市2015年前城市工業(yè)與生活用水，并改善大連地區(qū)水環(huán)境的一項(xiàng)跨流域調(diào)水工程，是遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程的重要組成部分。工程新建輸水線路全長(zhǎng)222.17 km，設(shè)計(jì)輸水能力每年3億m3。工程以碧流河水庫(kù)為界共分為南北兩個(gè)部分，其中北段工程從大伙房水庫(kù)輸水二期工程鞍山配水站開始，途徑遼陽(yáng)市、鞍山市、營(yíng)口市、大連市境內(nèi)，調(diào)水入碧流河水庫(kù)。輸水線路全長(zhǎng)165.07 km，包括PCCP輸水管道150.96 km和無壓隧洞14.11 km。為更好地解決PCCP管道的腐蝕控制問題，確保PCCP輸水管線長(zhǎng)期安全運(yùn)行，于是對(duì)大伙房水庫(kù)輸水應(yīng)急入連工程北段PCCP管道沿線的土壤腐蝕性進(jìn)行了調(diào)查、檢測(cè)和分析。

1 土壤腐蝕性參數(shù)

土壤腐蝕性評(píng)價(jià)較為復(fù)雜、困難。這次調(diào)查主要是通過測(cè)量土壤電阻率、氧化還原電位、pH值、SO42-等參數(shù)，根據(jù)貝克曼綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，判斷土壤的腐蝕等級(jí)，確定土壤的腐蝕性。

1.1 土壤電阻率

土壤電阻率是表征土壤介質(zhì)導(dǎo)電性能的指標(biāo)，也是國(guó)內(nèi)外判斷土壤腐蝕性最常用的基本參數(shù)。土壤電阻率直接受土質(zhì)、含水量、含鹽量及孔隙度等的影響，多數(shù)情況下可以反映土壤的腐蝕性。通常，土壤電阻率越低，腐蝕性越強(qiáng)。各國(guó)以土壤電阻率單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)土壤腐蝕性的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表1所示。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，反映了土壤腐蝕的復(fù)雜性。

表1 土壤電阻率腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) Ω·m

1.2 土壤氧化還原電位

土壤中存在多種氧化還原體系，土壤氧化還原電位是衡量土壤中各種氧化還原程度的綜合性指標(biāo)，也是判斷土壤腐蝕性的主要指標(biāo)之一。氧化還原電位較低時(shí)，表明土壤的還原性占主導(dǎo)地位，土壤介質(zhì)的還原性強(qiáng)，有利于硫酸鹽還原菌的生存與繁衍，硫酸鹽還原菌的腐蝕作用會(huì)隨著氧化還原電位的降低而增強(qiáng)。所以在較低的氧化還原電位條件下，尤其要重視厭氧微生物引起的管體腐蝕。

表2是GB/T21447-2008給出的土壤細(xì)菌腐蝕評(píng)價(jià)指標(biāo)。該表中的氧化還原電位是指pH=7時(shí)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氫電極的氧化還原電位。

表2 土壤的氧化還原電位與腐蝕性

1.3 土壤溫度

土壤溫度對(duì)電阻率的影響很明顯，溫度每相差1℃，土壤電阻率約變化2%，隨著氣候條件的變化，土壤溫度波動(dòng)很大，溫度降低，則土壤電阻率迅速升高。

1.4 土壤的含鹽量、含水量及pH值

土壤含水量對(duì)土壤的腐蝕影響很大。一般認(rèn)為在低濕度時(shí)，土壤的腐蝕活性隨著濕度的增加而增加，當(dāng)濕度達(dá)到臨界值時(shí)，土壤可溶鹽全部溶解，腐蝕活性也達(dá)到最大；進(jìn)一步提高濕度，則鹽濃度降低，且土壤膠粒膨脹堵塞了孔隙，土壤腐蝕性反而降低。

從電化學(xué)角度看，土壤鹽分除對(duì)土壤腐蝕介質(zhì)的導(dǎo)電過程起作用外，有時(shí)還參與電化學(xué)反應(yīng)，從而對(duì)土壤腐蝕發(fā)生影響。比如Cl-，SO42-等陰離子，一般都對(duì)土壤腐蝕電化學(xué)過程有直接影響。

土壤的pH值也是評(píng)價(jià)土壤腐蝕性的重要指標(biāo)之一。pH值較高時(shí)，只發(fā)生土壤、地下水中溶解氧的去極化引起的腐蝕；pH值較低時(shí)，不僅發(fā)生氧去極化的腐蝕，還會(huì)伴隨氫去極化而引起更加嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕和微生物腐蝕。因此，測(cè)定pH值對(duì)了解土壤的腐蝕性具有重要的意義。一般隨著pH值的降低，土壤腐蝕性顯著增加。

土壤pH值與土壤腐蝕性的關(guān)系如表3所示。

表3 pH值與土壤腐蝕性的關(guān)系

2 調(diào)查與分析

為了全面掌握管線埋設(shè)地點(diǎn)的土壤腐蝕性，現(xiàn)場(chǎng)共測(cè)得土壤電阻率154個(gè)、氧化還原電位51個(gè)、pH值48個(gè)、Cl-含量35個(gè)、SO42-含量35個(gè)等系列數(shù)據(jù)，其中具備綜合評(píng)價(jià)條件的采樣點(diǎn)35個(gè)。

2.1 土壤腐蝕性的單項(xiàng)評(píng)價(jià)

2.1.1 土壤電阻率

通過對(duì)PCCP管道沿線154處土壤電阻率的測(cè)量，參照前蘇聯(lián)的土壤腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，土壤腐蝕性為很強(qiáng)的有11處，占測(cè)量總數(shù)的7.1%；土壤腐蝕性為強(qiáng)的有64處，占測(cè)量總數(shù)的41.6%；土壤腐蝕性為中等的有28處，占測(cè)量總數(shù)的18.2%；土壤腐蝕性為弱的有6處，占測(cè)量總數(shù)的3.9%；土壤腐蝕性很弱的有45處，占測(cè)量總數(shù)的29.2%?？傮w上PCCP管道沿線的土壤腐蝕性按照樁號(hào)呈先強(qiáng)后弱的變化趨勢(shì)。

2.1.2 氧化還原電位

通過對(duì)PCCP管道沿線51處氧化還原電位的測(cè)量，除89+200～90+400處管段在200～400 mV之間，屬于中等腐蝕外，其余各處的土壤腐蝕性均大于400 mV，屬于弱腐蝕。

2.1.3 pH值

根據(jù)實(shí)際測(cè)得的48處pH值，除35+300和37+100所處管段在4.5～5.5，屬于強(qiáng)腐蝕，其余管段均不小于7.0，屬于弱腐蝕或極弱腐蝕。

2.2 土壤腐蝕性的綜合評(píng)價(jià)

由于土壤的理化性質(zhì)不同，腐蝕作用也不一樣，土壤的腐蝕是一個(gè)綜合指標(biāo)，對(duì)35處具備綜合評(píng)價(jià)條件的位置先做出土壤各因素的評(píng)價(jià)，然后求其代數(shù)和，將代數(shù)和與表4中的土壤腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)比較，即可確定各處土壤的腐蝕等級(jí)。

其中，根據(jù)沿線地下水位埋深情況，較難保證管道全身長(zhǎng)期浸水，因此地下水均按有無交替狀態(tài)考慮。

表4 土壤腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)論

根據(jù)PCCP管線沿線土壤的采樣測(cè)試，通過貝克曼的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，大伙房水庫(kù)輸水應(yīng)急入連工程北段PCCP管道沿線，土壤除少部分為中等腐蝕土壤環(huán)境外，大部分都是嚴(yán)重腐蝕性土壤環(huán)境。

[1]W·V·貝克曼.陰極保護(hù)手冊(cè)[M].第3版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2]胡士信.陰極保護(hù)工程手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1991.

[3]李淑英，顏挺進(jìn)，杜秋杰，等.地下輸水管網(wǎng)腐蝕狀況分析[J].《中國(guó)給水排水》，2002（4）.