Die einzigartigen geologischen und Bodenbedingungen in der Arktis bedeuten, dass herkömmliche Pipeline-Designs vor enormen Herausforderungen stehen, wie beispielsweise die Verlegungstiefe und die Betriebstemperatur, für die es keine Standardnormen gibt. Basierend auf den Planungsdaten des Gasleitungsprojekts in Alaska wurde eine Studie mit einem numerischen Wärmeleitungsmodell des Bodens um die Pipeline durchgeführt, um die Änderungen des Bodentemperaturfelds um die Pipeline bei verschiedenen Verlegetiefen und Betriebstemperaturen zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Pipeline mit positiver Temperatur die Degradation des Permafrostes verschärfte, die Tiefendifferenz des Auftauens des Bodens unter der Pipeline hängt hauptsächlich von der Betriebstemperatur der Pipeline ab, für die drei Verlegetiefenflächen-, mitteltiefes und tiefes Verlegen erreicht die maximale Tauchtiefe in 30 Jahren jeweils 4,2 m, 5,5 m und 6,5 m, wobei das tiefe Verlegen der Pipeline die Entwicklung des Auftauens begünstigt. Eine Pipeline mit negativer Temperatur kann den Permafrost schützen, das künstliche Mehrjahres-Permafrostmaximum erhöhen und den Boden unter der Pipeline im gefrorenen Zustand halten, für die drei Verlegetiefen erreicht das künstliche Mehrjahres-Permafrostmaximum jeweils 0,38 m, 1,09 m und 1,55 m, wobei das flache Verlegen der Pipeline den größten Einfluss hat. Es wird empfohlen, die Rohrleitungen in Regionen mit diskontinuierlichem Permafrost in geringer Tiefe zu verlegen, wobei gleichzeitig die Betriebstemperatur der Pipeline geregelt wird, um sie auf -1 °C zu senken, um die Sicherheit der Pipelinestruktur zu gewährleisten, die Permafrostumgebung zu schützen und die Baukosten zu senken.

Permafrost; Pipeline; Bodentemperaturfeld; Betriebstemperatur der Pipeline; Verlegetiefe; Numerische Bewertung