（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

0 引言

大慶油田某采油廠排水系統(tǒng)始建于1987年，主要負(fù)責(zé)油田區(qū)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(kù)。截至2000年，該采油廠建成各級(jí)排水渠道81條、排澇站3座，排水能力32×104m3/d。

自2000年以來(lái)，油田排水系統(tǒng)工程主要隨產(chǎn)能建設(shè)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(guò)程中能形成自然的路邊溝，故近幾年產(chǎn)能項(xiàng)目一般不考慮新建排水渠道。然而，該采油廠部分區(qū)域地勢(shì)相對(duì)較低，由于近年來(lái)雨水較大，部分路邊溝無(wú)法滿足排水要求，導(dǎo)致附近耕地被淹，嚴(yán)重影響了附近村民的正常耕種和生活。

1 排水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

該采油廠地勢(shì)相對(duì)較低的區(qū)域主要包括A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)及E區(qū)，選取其中較有代表性的A、B兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行分析。

1.1 A區(qū)域排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

A區(qū)域?yàn)?007年產(chǎn)能建設(shè)區(qū)塊，位于村屯周邊葦塘內(nèi)，整個(gè)地勢(shì)東高西低，歷史上該區(qū)域即為澇區(qū)。現(xiàn)葦塘正在逐步改造為農(nóng)田，葦塘面積隨之縮小，持水能力下降。該區(qū)域在產(chǎn)能建設(shè)時(shí)沒(méi)有考慮做整體排水，只是隨已建道路的建設(shè)形成了部分路邊溝。由于沒(méi)有與外排渠道連通，并且原有邊溝淤積排水不暢，降雨量過(guò)大時(shí)該區(qū)域積水嚴(yán)重，雨水倒灌入附近的A、B及C屯。該區(qū)域水淹情況見(jiàn)圖1。圖1中藍(lán)色線段表示已建道路，黃色虛線表示單側(cè)路邊溝。

圖1 A區(qū)域排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.2 B區(qū)域排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

B區(qū)域內(nèi)某站場(chǎng)建于2006年，地勢(shì)為東北高西南低，歷史上即為澇區(qū)，是該地區(qū)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?yōu)槁?，該站恰好處于漫灘的最低處。由于該站的進(jìn)站路（路1）及周邊通井路（路2、路3、路4）阻擋了原來(lái)的泄洪通道，上游來(lái)水不能及時(shí)排至下游，致使該區(qū)域每逢雨季就形成大面積積水，之后雖然在該路上增設(shè)了涵洞并架設(shè)了1座跨徑為10 m的橋，情況仍無(wú)大的改觀。該區(qū)域水淹情況見(jiàn)圖 2。圖 2中藍(lán)色線段表示已建道路，黃色虛線表示單側(cè)路邊溝。

圖2 B區(qū)域排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

2 排水系統(tǒng)優(yōu)化方案

通過(guò)對(duì)該采油廠排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析，探索采用“引、改、擴(kuò)、通”四方面技術(shù)優(yōu)化措施，使降水能順暢地通過(guò)邊溝流入支渠最終匯入主干渠。

引——將淹地嚴(yán)重區(qū)域的積水通過(guò)新建渠道引入已建渠道，匯入排水系統(tǒng)；

改——將原有阻擋排水方向的道路，調(diào)整路由，以便疏通積水；

擴(kuò)——將已建渠道渠底擴(kuò)寬，邊坡整形，增大排水量；

通——串聯(lián)所有渠道，確保將服務(wù)區(qū)域來(lái)水排放至防洪設(shè)施中。

2.1 A區(qū)域優(yōu)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(zhǎng)度，節(jié)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(diǎn)，沿途繞過(guò)B屯和C屯，向西到達(dá)終點(diǎn)路3的路邊溝。同時(shí)，對(duì)路2原有路邊溝進(jìn)行清淤并擴(kuò)寬。

3）積水4：對(duì)路3原有路邊溝進(jìn)行清淤并擴(kuò)寬。

A區(qū)域排水系統(tǒng)優(yōu)化方案見(jiàn)圖 3。圖 3中紅色虛線表示新建排水渠道。

圖3 A區(qū)域排水系統(tǒng)優(yōu)化方案

2.2 B區(qū)域優(yōu)化方案

1）積水1及積水3：將路1原有邊溝擴(kuò)建，在路1東側(cè)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(cè)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(chǎng)四周建設(shè)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(kuò)大漫灘行水區(qū)域。

4）對(duì)已建渠道清淤，擴(kuò)建渠底寬度，邊坡整修；在站場(chǎng)南側(cè)路1上新建3孔1.5 m圓涵增大過(guò)水流量，并修建1條支渠與下游已建渠道相連通。

B區(qū)域排水系統(tǒng)優(yōu)化方案見(jiàn)圖4。圖4中紅色虛線表示新建排水渠道。

圖4 B區(qū)域排水系統(tǒng)優(yōu)化方案

3 排水渠設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

以 A區(qū)域?yàn)槔鶕?jù) GB 50014—2006（2014版）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，排水管渠的設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式為：

式（1）中：Q——設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)截面面積，需要計(jì)算出管渠所應(yīng)排出的雨水流量。根據(jù)GB 50014—2006（2014版）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式為：

式（2）中：sQ——雨水設(shè)計(jì)流量，L/s；q——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/（s·hm2）；ψ——徑流系數(shù)；F——匯水面積，hm2。徑流系數(shù)分類見(jiàn)表1。

表1 徑流系數(shù)的分類

根據(jù)表1中ψ的分類，由于A區(qū)域的地面類型更接近于綠地，故ψ取0.20。

根據(jù)GB 50014—2006（2014版）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度計(jì)算公式為：

式（3）中：t——降雨歷時(shí)，min；P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，a；1,,,A C b n——參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算確定。

根據(jù)黑龍江省城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院對(duì)該地區(qū)1964—1981年間降雨基本數(shù)據(jù)的監(jiān)控，采用圖解法得出計(jì)算參數(shù)數(shù)值為：

1A=10.9，C=0.91，b=8.3，n=0.77

故該地區(qū)的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度值為 139 L/（s·hm2）。

匯水面積F按照渠道一側(cè)100 m范圍計(jì)算，該地區(qū)渠道規(guī)劃后全長(zhǎng)12 km。雨水設(shè)計(jì)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(jù)GB 50014—2006（2014版）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，當(dāng)水流深度為0.4～1.0 m時(shí)，明渠的最大設(shè)計(jì)流速宜按表2取值。

表2 明渠的最大設(shè)計(jì)流速

根據(jù)該區(qū)域相關(guān)鉆孔資料顯示，渠道所在深度范圍內(nèi)土質(zhì)均為粉質(zhì)黏土，因此，該采油廠排水管渠內(nèi)的水流設(shè)計(jì)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(jù)GB 50014—2006（2014版）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，排水渠的最大設(shè)計(jì)充滿度為0.75。

經(jīng)計(jì)算，排水渠設(shè)計(jì)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(jīng)超負(fù)荷運(yùn)行。并且，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的使用，淤泥、垃圾大量堆積，導(dǎo)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?？紤]到雨季有雨水逐年增多的趨勢(shì)，改造時(shí)將老邊溝底寬擴(kuò)寬至1.5 m。

4 治理效果

2014年及2015年，分別完成了對(duì)A區(qū)域和B區(qū)域排水系統(tǒng)的優(yōu)化治理。通過(guò)治理，兩個(gè)區(qū)域的排水能力得到了大幅提高。截至2018年，A、B兩個(gè)區(qū)域未出現(xiàn)因淹地導(dǎo)致的農(nóng)作物受損及環(huán)保災(zāi)害。隨著全球氣候逐漸變暖，暴雨等惡劣天氣將會(huì)發(fā)生得越加頻繁，油田排水系統(tǒng)的作用將會(huì)越來(lái)越顯著。