目前,针对高压天然气管道泄漏研究主要集中在孔口泄漏,而对于管道发生断裂泄漏的研究却非常匮乏。管道断裂泄漏气体的扩散过程与泄漏位置周围的地形密切相关。因此,研究真实地形下天然气管道断裂泄漏的扩散规律和危险范围对天然气管道的提前预警和应急抢修具有重要的实际意义。本文建立了天然气管道断裂后天然气的泄漏速率模型、射流模型和考虑真实地形的扩散模型,其中真实地形通过本文引入的一种针对任意真实地形的快速建模方法生成。采用管道断裂减压波传播实验对泄漏速率模型进行了验证,得出采用PR真实气体状态方程的模型预测效果更佳。采用第26次Thorney Island气体扩散现场实验来进行扩散模型的浓度场验证,发现采用Realizable k-ε湍流模型的浓度场预测效果最佳。采用对称山风洞实验对扩散模型中的风场模型进行了合理性验证。最后,将真实地形的建模方案引入扩散过程计算域,采用验证后的模型研究了管道断裂后泄漏天然气在不同地形下的扩散规律和危险范围。定量的给出了不同地形下的泄漏扩散危险区域大小。此外,本文还分析了管径、管输压力、风速、硫化氢组分等因素对真实地形下泄漏扩散危险区域的影响。研究结果对天然气管道断裂泄漏事故的风险评估和应急抢修具有重要的指导作用。