2007-04-10 16:01 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
勝利油田地處黃河尾閭,渤海之濱,主力油區(qū)位于黃河兩岸。該地區(qū)地下水礦化度高,無法利用,勝利油田工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水主要依靠引用黃河水。引黃必引沙,引黃泥沙的處理已成為引黃事業(yè)成敗的關(guān)鍵。經(jīng)過幾年摸索實踐,勝利油田的領(lǐng)導和水利工作者創(chuàng)造出一套引黃水沙綜合利用的新思路、新模式。既充分利用了渾水資源,又合理利用安排了泥沙,為多泥沙河流水沙利用開創(chuàng)了一條新的途徑。
1、勝利油田基本情況
勝利油田是我國第二大油田,從1961年發(fā)現(xiàn)開發(fā)至今己找到68個不同類型的油氣田,累計探明石油地質(zhì)儲量38.3億t,累計生產(chǎn)原油6.67億t,累計實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值2000多億元,累計上繳利稅389.38億元。共有油井1.7萬口,目前原油生產(chǎn)能力為2650萬t.工作區(qū)域面積4.4萬平方公里,分布在山東省的8個地市28個縣(區(qū))。現(xiàn)有職工19萬人,擁有固定資產(chǎn)原值525億元,凈值247億元。勝利油田開發(fā)建設近四十年來,為國家石油工業(yè)和整個國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻,是中國特大企業(yè)之一,現(xiàn)已成為我國石油勘探開發(fā)及石油加工業(yè)的重要基地。
勝利油田所處的黃河三角洲地區(qū),大部為黃河沖積平原,該區(qū)降水量小,蒸發(fā)量大,地下水及地表徑流無法利用,黃河水資源是勝利油田開發(fā)建設主要淡水資源。區(qū)域內(nèi)水資源貧乏和單一是制約本地區(qū)石油工業(yè)和社會經(jīng)濟發(fā)展的主要因素之一。勝利油田開發(fā)建設的三十多年,無不與引黃供水保油的艱苦創(chuàng)業(yè)密切相關(guān)。
勝利油田引黃供水事業(yè),經(jīng)歷了從無到有、由小到大、不斷前進、逐步發(fā)展的過程。60年代生產(chǎn)用水主要用機井開采地下水;70年代以引黃為主,地下水與引黃供水并舉;80年代以來以適應水源條件變化入手,重點建設大型引黃蓄水工程,引黃供水成為主要方式。經(jīng)過三十幾年堅持不懈努力,已形成一套完整的引水、沉沙、蓄水、凈化、供水工程體系。從1964年至1998年來,勝利油田用于引黃供水的工程投資15億元,新建引黃閘站9座,設計引水能力390m3/s,年引水量7億m3,改擴建輸水干渠10條總長216km,新建大中型平原水庫10座,小型水庫110座,總庫容達4.03億m3,建成水處理廠10座,日凈化能力90萬m3,供水人口近100萬。
2、引黃水沙綜合利用新思路的提出
勝利油田所建引黃供水工程,是按照95%的供水保證率,黃河連續(xù)斷流不超過三個月標準規(guī)劃實施的。自1986年以來,黃河下游來水進入枯水期,加上沿黃引水大幅度增加,來水量急劇減少,黃河斷流日益加劇,尤其是90年代以來,黃河下游斷流天數(shù),斷流次數(shù)、斷流河段長度都呈增加趨勢,使處于黃河入?诘貐^(qū)的勝利油田和東營市發(fā)生了嚴重的水資源危機。勝利油田的引黃供水經(jīng)歷了70年代的隨引隨用,80年代的春引夏用,90年代初的冬引春(夏)用這樣一個過程。伴隨著黃河來水條件的突變,勝利油田的引黃戰(zhàn)略面臨一個嚴峻的挑戰(zhàn):根據(jù)預測分析,今后的冬四月來水也減少很多,必須盡快擴大引黃工程規(guī)模,同時實現(xiàn)由冬季引水向夏季(汛期)引水時機的轉(zhuǎn)變,才能保證該地區(qū)工農(nóng)業(yè)用水需要。根據(jù)黃河來水的新形勢,為了充分利用有限的黃河水資源,也就是汛期含沙量較高的渾水資源,我們面臨著必須擴大引水能力,增加沉沙蓄水能力,同時需要解決汛期快速引用高含沙渾水的工藝技術(shù)以及資金不足等諸多問題。要解決這些問題,必須解放思想,實事求是,突破傳統(tǒng)框框,用新思路、新方法指導工作。從1992年開始,勝利油田通過實施“擴引、改輸、巧沉、增蓄”的引黃戰(zhàn)略,摸索出一條合理安排泥沙,水沙綜合利用的新模式。
3、引黃水沙綜合利用新模式的內(nèi)容
傳統(tǒng)的引黃泥沙處理辦法,一是控制引水含沙量,閘前攔沙或在黃河低含沙量時引水;二是在渠道中以挖待沉,三是在渠首或渾水入庫前建沉沙池澄清后入庫。這樣做一是效果差,二是管理運用復雜,三是成本費用高。改變這種狀況,首先要改變對“泥沙是害”的一貫錯誤認識,把水沙都作為一種資源,巧引巧用,合理利用,以此作為解決問題的突破口。
3.1 淤臨沉沙
淤臨沉沙工程一般由引水輸沙渠、提升泵站、沉沙渠道、退水建筑物、清水渠、截滲溝等組成。
勝利油田濱海地區(qū),原先引黃取水沉沙利用黃河故道,到90年代初期己基本淤滿淤平,失去沉沙功能。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展,引黃區(qū)域周圍己很少有可供沉沙的荒地,選擇新的沉沙用地較為困難。同時由于四段以下黃河灘地橫比降大,北大堤臨河根地勢相對低洼,存在汛期漫灘順堤行洪滾河決堤的危險。為防止?jié)L河沖決北大堤,黃河入海流路治理工程規(guī)劃報告中提出采取淤高北大堤臨河堤腳地面的措施。因此,經(jīng)過認真調(diào)研分析探討,結(jié)合黃河治理項目,提出了順北大堤“淤臨沉沙”的新思路,實施后取得良好經(jīng)濟效益和社會效益及環(huán)境效益。
所謂“淤臨沉沙”就是利用黃河北大堤臨河面低洼地帶順堤方向修筑條渠沉沙池,將從黃河引來的渾水由泵站提入沉沙池,通過沉沙,
沿黃河大堤形成寬闊的帶狀高地,既有利于黃河防洪,又可妥善處理引黃泥沙,使防洪與興利雙方受益,把泥沙處理與利用有機結(jié)合起來,將揚水沉沙與淤臨固堤凝為一體,達到避害趨利的目的。
順堤條渠寬度確定要依據(jù)現(xiàn)有低洼地形地貌,一般為100-300m,其長度根據(jù)沉沙池使用年限、沉沙池進出口的設計含沙量、上下段、遠近期工程結(jié)合、年度投資計劃等綜合分析確定。
沉沙條渠最高運用水位按不高于本堤段大堤相應防洪水位控制,據(jù)此推算,地面平均淤高為5~6m,為節(jié)省工程投資,沉沙條渠圍堤可利用淤積的泥沙分期修筑加高,分期運用。
黃河三角洲地區(qū)引黃沉沙蓄水,過去傳統(tǒng)的做法是沉沙和蓄水工程分開建造的,即分別修建沉沙池和平原地上水庫,渾水入沉沙池澄清后入庫,豐存枯用,這種方式投資大、占地多,沉沙池還需不斷清淤疏理或輪換更新,在引蓄高含沙水的情況下,沉沙池壽命大大縮短。從水力沖填壩及黃河尾閭導流束水攻沙和二級懸河的形成原理得到啟發(fā),提出了“沉沙造壩建兩用水庫”的新模式構(gòu)想。這種新模式即是將沉沙池與蓄水水庫相結(jié)合,沿水庫軸線修建兩條平行的堤壩,四周形成環(huán)形沉沙池,中間是水庫,這個環(huán)形沉沙條渠,我們稱其為“人造小黃河”。這條“人造小黃河”就象黃河一樣,經(jīng)過渠道引來的渾水通過泵站提升或自流沿程淤積成灘成槽,并不斷向下輸移。“人造小黃河”不斷淤積抬高,形成沙壩。這個呈環(huán)形的沙壩正好成了水庫的堤壩,中間成為蓄水水庫。隨著“人造小黃河”的逐步淤積抬高,水庫庫容也逐步增大,這樣在沉沙同時,利用泥沙自然得到了一個水庫。見圖3所示。此做法一舉兩得,提高了沉沙池利用效率和使用壽命,大幅度降低了工程造價,減少占地,還減輕了沉沙池清淤的重負,并節(jié)省運行費用。這種環(huán)狀條渠沉沙、沉沙蓄水結(jié)合的方式,其最大特點在于隨著環(huán)狀條渠沉沙逐步淤積抬高,水庫向立體發(fā)展,庫容不斷增大。對于有大量荒堿地的地區(qū),利用這種方式修建低水頭小水庫不失為一種上乘之舉。
4、工程實施例
1992年以來,勝利油田在黃河北岸四段以下分期建設了羅家屋子、孤島二水源、六號路等淤臨沉沙工程,淤臨總長度達36km,并在黃河南岸利用沉沙造壩修建廣南一、二號沉沙池,耿井二號沉沙池三座兩用水庫,面積達29km2.這些工程的實施,增加了區(qū)域供水能力,進一步提高了黃河口地區(qū)防洪安全,為本地區(qū)工農(nóng)業(yè)用水提供了極為有利的條件。
4.1 廣南一號沉沙池工程
廣南水庫是東營地區(qū)最大平原水庫,庫容1.14億m3.廣南一號沉沙池占地面積12.3km2,圍堤長16.7km.1997年5月對其進行增容改造,采用了沉沙蓄水兩用水庫設計思想,通過“人造小黃河”實現(xiàn)沉沙與蓄水雙重效益。工程于1997年5月實施,1997年8月開始投入運用。經(jīng)運用觀測,一年總進沙量91.8萬m3“人造小黃河”內(nèi)淤積量70.53萬m3占76.83%。從縱向上看,集中淤積范圍6km左右,主槽、灘面縱比降約1/7000.從橫斷面發(fā)展看,灘槽都有淤積抬高,灘面淤積厚度0.3-0.7m,槽0.4-1.0m,橫比降大約1/200.“人造小黃河”仍灘槽分明,基本實現(xiàn)了灘槽滾動淤高設想。
4.2 羅家屋子淤臨沉沙一期工程
羅家屋子淤臨沉沙一期工程沿黃河北大堤9+650~5+950堤段臨河由東向西布置,長3700m, 條渠凈寬250m,于1995年建成投產(chǎn)。運行兩年引水2.8億m3,渠內(nèi)沉沙淤積頂面進口處淤高3.5m, 末端淤積抬高2m左右。三角洲頂點以上沿程淤積平均比降1/4000左右,頂點以后平均比降約為1/1000.1997年7月,又自一期工程未端向西順延擴建了5.3km二期工程。
5、效益簡單評價
5.1 減輕了泥沙處理負擔
勝利油田引黃沉沙工程,經(jīng)多年運用,沉沙池逐步萎縮失效,使出口含沙量增大,造成下游渠道或水庫淤積,每年要耗費大量人力,物力,財力進行清淤,上述工程實施后,大大減輕清淤負擔,按年引水量4億m3,一般來水來沙條件,可解決今后15-20年沉沙問題。
5.2 工程建設費用大大降低,提高了投資效益
淤臨沉沙利用黃河北大堤作為一面堤壩,節(jié)省筑壩工程投資的1/3,由于所占用皆為地勢低洼的不宜耕種的非耕地,采取期滿淤平造地還耕,換淤輪耕的辦法,實現(xiàn)了淤地改田的良好效益。因此只做一次性補償,省卻大量土地征占費用。沉沙造壩建兩用水庫以廣南一號沉沙池為例進行投資比較,該工程通過對舊沉沙池的改造,形成“人造小黃河”式的環(huán)形沉沙條渠,投資660萬元!叭嗽煨↑S河”式沉沙池自然圍成的水庫按蓄水深度1.5m計算,容積為2000萬m3.按照當年價格水平,在東營地區(qū)要新建一座2000萬m3水庫,需要投資1億元,可以說,在廣南一號沉沙池投資660萬元,就形成了2000萬m3蓄水能力。
5.3 降低了運行成本
人造小黃河式沉沙條渠水位抬高,減少二級泵站提升入庫電耗。隨著時間推移,寬大的環(huán)狀圍堤的逐步形成,蘆葦草體生長形成軟性防護,蓄水運用安全也愈來愈可靠,節(jié)省了大量維護費用。淤臨沉沙形成的寬體前戧可以消除滲水管涌隱患,從黃河治理角度來講,降低了淤臨成本。黃河治理規(guī)劃中是采用抽吸吹填方法淤臨,平均單價為6.15元/m3.引水沉沙和淤臨相結(jié)合,折合淤臨成本為6.30元/m3,這就意味著僅用0.15元/m3的費用在沉沙同時就完成了大堤淤臨加固。
水資源問題已成為關(guān)系勝利油田生存和發(fā)展的重大難題,采用新思路、新方法解決引黃取水的泥沙問題,經(jīng)初步實踐證明是可行的,其經(jīng)濟效益、社會效益都是明顯的。
勝利石油管理局高工·徐金波
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