油田排水系統優化治理措施及效果

（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

0 引言

大慶油田某采油廠排水系統始建于1987年，主要負責油田區域排水，排水方式為：已建道路路邊溝→排水支渠→排水干渠→水庫。截至2000年，該采油廠建成各級排水渠道81條、排澇站3座，排水能力32×104m3/d。

自2000年以來，油田排水系統工程主要隨產能建設新建。由于該采油廠井排路路線大多選在耕地及草地中，施工過程中能形成自然的路邊溝，故近幾年產能項目一般不考慮新建排水渠道。然而，該采油廠部分區域地勢相對較低，由于近年來雨水較大，部分路邊溝無法滿足排水要求，導致附近耕地被淹，嚴重影響了附近村民的正常耕種和生活。

1 排水系統現狀分析

該采油廠地勢相對較低的區域主要包括A區、B區、C區、D區及E區，選取其中較有代表性的A、B兩個區域進行分析。

1.1 A區域排水系統現狀

A區域為2007年產能建設區塊，位于村屯周邊葦塘內，整個地勢東高西低，歷史上該區域即為澇區。現葦塘正在逐步改造為農田，葦塘面積隨之縮小，持水能力下降。該區域在產能建設時沒有考慮做整體排水，只是隨已建道路的建設形成了部分路邊溝。由于沒有與外排渠道連通，并且原有邊溝淤積排水不暢，降雨量過大時該區域積水嚴重，雨水倒灌入附近的A、B及C屯。該區域水淹情況見圖1。圖1中藍色線段表示已建道路，黃色虛線表示單側路邊溝。

圖1 A區域排水系統現狀

1.2 B區域排水系統現狀

B區域內某站場建于2006年，地勢為東北高西南低，歷史上即為澇區，是該地區及附近一條河流的泄洪通道，其上游有多條人工或自然溝道匯聚至該站附近變為漫灘，該站恰好處于漫灘的最低處。由于該站的進站路（路1）及周邊通井路（路2、路3、路4）阻擋了原來的泄洪通道，上游來水不能及時排至下游，致使該區域每逢雨季就形成大面積積水，之后雖然在該路上增設了涵洞并架設了1座跨徑為10 m的橋，情況仍無大的改觀。該區域水淹情況見圖 2。圖 2中藍色線段表示已建道路，黃色虛線表示單側路邊溝。

圖2 B區域排水系統現狀

2 排水系統優化方案

通過對該采油廠排水系統的現狀分析，探索采用“引、改、擴、通”四方面技術優化措施，使降水能順暢地通過邊溝流入支渠最終匯入主干渠。

引——將淹地嚴重區域的積水通過新建渠道引入已建渠道，匯入排水系統；

改——將原有阻擋排水方向的道路，調整路由，以便疏通積水；

擴——將已建渠道渠底擴寬，邊坡整形，增大排水量；

通——串聯所有渠道，確保將服務區域來水排放至防洪設施中。

2.1 A區域優化方案

1）積水1：A屯與路1距離較近，直線距離約2.2 km，且路2已有路邊溝。因此，從減少新建渠道長度，節省占地、挖方及投資角度考慮，新建路1至路2的排水渠道，將積水引入路2已有路邊溝。

2）積水2及積水3：新建的排水支渠以路2路邊溝為起點，沿途繞過B屯和C屯，向西到達終點路3的路邊溝。同時，對路2原有路邊溝進行清淤并擴寬。

3）積水4：對路3原有路邊溝進行清淤并擴寬。

A區域排水系統優化方案見圖 3。圖 3中紅色虛線表示新建排水渠道。

圖3 A區域排水系統優化方案

2.2 B區域優化方案

1）積水1及積水3：將路1原有邊溝擴建，在路1東側并行修建1條支干渠，并在路4上修建跨徑10 m單孔板橋1座；沿原路3兩側修建路邊支渠，與支干渠相接，匯聚低洼地積水。

2）積水2：在站場四周建設排水渠道0.6 km，將水引至下游已建渠道。

3）積水4：將阻擋匯流的路 3改線為路 5和路6，擴大漫灘行水區域。

4）對已建渠道清淤，擴建渠底寬度，邊坡整修；在站場南側路1上新建3孔1.5 m圓涵增大過水流量，并修建1條支渠與下游已建渠道相連通。

B區域排水系統優化方案見圖4。圖4中紅色虛線表示新建排水渠道。

圖4 B區域排水系統優化方案

3 排水渠設計參數的確定

以 A區域為例，根據 GB 50014—2006（2014版）《室外排水設計規范》，排水管渠的設計流量計算公式為：

式（1）中：Q——設計流量，m3/s；A——水流有效斷面面積，m2；v——流速，m/s。

若想得出排水管渠的設計截面面積，需要計算出管渠所應排出的雨水流量。根據GB 50014—2006（2014版）《室外排水設計規范》，雨水設計流量計算公式為：

式（2）中：sQ——雨水設計流量，L/s；q——設計暴雨強度，L/（s·hm2）；ψ——徑流系數；F——匯水面積，hm2。徑流系數分類見表1。

表1 徑流系數的分類

根據表1中ψ的分類，由于A區域的地面類型更接近于綠地，故ψ取0.20。

根據GB 50014—2006（2014版）《室外排水設計規范》，設計暴雨強度計算公式為：

式（3）中：t——降雨歷時，min；P——設計重現期，a；1,,,A C b n——參數，根據統計方法計算確定。

根據黑龍江省城市規劃勘測設計研究院對該地區1964—1981年間降雨基本數據的監控，采用圖解法得出計算參數數值為：

1A=10.9，C=0.91，b=8.3，n=0.77

故該地區的設計暴雨強度值為 139 L/（s·hm2）。

匯水面積F按照渠道一側100 m范圍計算，該地區渠道規劃后全長12 km。雨水設計流量為：

Qs=139×0.20×120=3 336 L/s=3.34 m3/s

該采油廠路邊排水渠水流深度為 0.4～1.0 m，根據GB 50014—2006（2014版）《室外排水設計規范》，當水流深度為0.4～1.0 m時，明渠的最大設計流速宜按表2取值。

表2 明渠的最大設計流速

根據該區域相關鉆孔資料顯示，渠道所在深度范圍內土質均為粉質黏土，因此，該采油廠排水管渠內的水流設計流速采用1.0 m/s。

該采油廠道路排水渠截面形式以梯形為主，邊坡值取 1∶1.5。

該采油廠路邊排水渠高1.5 m，根據GB 50014—2006（2014版）《室外排水設計規范》，排水渠的最大設計充滿度為0.75。

經計算，排水渠設計底寬為1.3 m。而該采油廠原有路邊排水溝底寬僅為1.0 m，不能滿足日常雨水排放量要求，已經超負荷運行。并且，經過長年的使用，淤泥、垃圾大量堆積，導致排水溝失去作用，又恰逢 2013年雨量偏大，造成了大面積的積水淹地。考慮到雨季有雨水逐年增多的趨勢，改造時將老邊溝底寬擴寬至1.5 m。

4 治理效果

2014年及2015年，分別完成了對A區域和B區域排水系統的優化治理。通過治理，兩個區域的排水能力得到了大幅提高。截至2018年，A、B兩個區域未出現因淹地導致的農作物受損及環保災害。隨著全球氣候逐漸變暖，暴雨等惡劣天氣將會發生得越加頻繁，油田排水系統的作用將會越來越顯著。