洛河供水站取水可靠性及取水方式分析

◎尚潇瑛

洛河供水站取水可靠性及取水方式分析

◎尚潇瑛

1 概况

延长油田股份有限公司永宁采油厂洛河注水区块覆盖纸坊油区和宜西沟油区。纸坊油区位于志丹县纸坊乡，宜西沟油区位于志丹县金鼎镇宜西沟村，两者都属于埋藏浅、压力低、物性差的低渗透岩性油藏。自投入开发以来，一直依靠地层自然能量进行采油，油井单井产量低，采油速度慢，采收率低，油田开发效果差，同时造成油层压力下降过大、地层能量亏空严重的不良状况。

为了提高该两个油区的原油采收率，须通过注水开发及时补充地层能量，进行注水驱油，从而提高区块原油产量，实现该区块的稳产、高产。由于注水开发中，多数注水站采用打水源井方式进行清水补充，因此洛河层地下水位下降较快，为了响应油田发展，并保护生活饮用水储备水源，清水补充方式由地下水向地表水转变。根据永宁采油厂注水方案部署，在洛河区新建供水站一座，取水水源为洛河上游地表水，供水站供水对象为位于永宁镇的永金267注水站、以及纸坊乡的方88注水站和方52注水站供水。

洛河取水工程位于志丹县旦八镇吊坪村洛河干流上，项目设计日取水量3000m3/d(年109.5万m3/a)，为油区注水站供水。工程采用自流引水、抽水站加压、管道输送形式向注水站供水。主要工程设施有溢流坝、冲沙闸、集水池、泵站和输水管道等。

表2 -1吊坪取水断面径流量计算结果单位：亿m3

表2 -2规划年吊坪取水断面上游用水月分配表单位：m3/s

2 项目取水可靠性分析

2.1 来水量分析

取水断面无实测水文资料，来水量利用吴旗站天然径流系列（1956～2005年），采用面积比法推求，得出吊坪取水断面50年平均径流量为1.53亿m3，根据吊坪取水断面径流系列进行频率分析，经验频率采用数学期望公式线型采用P-Ⅲ型，求得吊坪取水断面P=75%（1980年）时年均径流量为0.99亿m3、流量为3.14m3/s；P=90%（1993年）时年均径流量为0.81亿m3，流量为2.57m3/s；P=97%（1982年）时为0.75亿m3，2.38m3/s，见表2-1。

2020年取水断面上游规划工程为金丁镇新建石沟水库工程以及吴堡乡提灌工程，由上游河道引水灌溉。因此，吊坪取水断面规划水平年来水量即为：断面天然径流量——上游现状用水量——新增用水量，取水断面上游用水月分配过程分别见表2-2。

2.2 用水量分析

2.2.1 生态环境流量

流域水资源开发利用必须保证河流基本的生态用水，保护开发利用地区的生态环境。本次计算取多年平均流量的1/10，作为生态基流，即0.485m3/s。

2.2.2 项目新增取水量

项目合理取水量为109.5万m3/a，3000m3/d，折合流量为0.035m3/s。

2.3 可供水量分析

2.3.1 河道流量分析

规划水平年用水条件下，按90%（1993代表年）、97%（1982代表年）规划来水量进行逐日可供水量分析，计算吊坪取水工程取水后河道余缺水量，经计算90%规划年缺水天数为8天，此时有5天不能满足河道生态环境流量，项目缺水1.95万m3；97%规划年缺水天数为9天，其中有7天不能满足河道生态环境流量，项目缺水2.34万m3。

2.3.2 河道含沙量影响分析

由于北洛河含沙量大，含沙量高时会对供水站取水造成很大影响。根据1964年～2005年实测资料统计，参证站吴旗水文站多年平均含沙量为294.50kg/m3，泥沙特征值统计表详见表2-4。

当径流泥沙含量大于等于50 kg/m3（5%）时，地表水基本上不能作为利用水源，结合本项目对注水水质要求分析，仅靠本工程配备的平流沉淀池无法对高含沙河水进行处理，吊坪取水断面取水条件无法满足项目要求，取水受到影响。经统计，吴旗站实测含沙量大于等于50 kg/m3出现天数最多的年份为1964年，共70天，多出现在6月～9月份。考虑河道泥沙影响的最不利因素，吊坪断面不满足项目取水条件的最大影响天数为70天。泥沙影响最大连续天数为9天，大于断面连续枯水天数。

2.3.3 小结

综上分析，采用典型年法，并考虑下游河道生态流量、泥沙和上游取水工程的影响，进行偏干旱年（90%）和特大干旱（97%）年日流量分析，吊坪断面不满足项目取水条件（流量0.035m3/s,含沙量5%）天数分别为78天和74天，不满足项目取水条件的最大连续天数为9天，从水量上看，项目取水保证程度不高。

2.4 水资源质量评价

对项目取水断面河流水质进行取样检测，选取了29项，采用单因子评价法，断面水质现状符合《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类。供水站建有沉淀池对非高含沙河水进行预处理后，水质指标满足注水站清水处理系统的进水水质要求，注水水质可以保证，能够满足项目用水的要求。符合项目取水水质需求。

2.5 取水口位置合理性分析

洛河流域径流多由降雨补给，大多以暴雨形式出现，洛河吴旗站以上流域，河道比降大，一遇暴雨就出现超渗产流，吴旗站洪水暴涨暴落，本项目水源地位于吴旗至刘家河站河段内，该河段由于区间降雨增多，洪峰流量沿程逐渐增加。通过频率分析计算“9418”洪水在吴旗站接近百年一遇洪水，在刘家河站接近五十年一遇洪水。本项目取水工程等别为Ⅳ等，小（1）型工程，设计洪水重现期为10年一遇，校核洪水重现期为30年一遇，取水建筑物溢流坝坝高1.5 m。项目取水水源地河段洪峰流量大，取水安全性不高。

表2 -32020规划年吊坪取水断面缺水统计表单位:m3/s

表2 -4主要河流代表站实测悬移值泥沙特征值统计表

3 结论及建议

（1）渗流取水工程是利用天然河床砂砾石层的净化作用，将地表河水转化为地下水，以获得水资源的工程。洛河河流漫滩发育、河床底部有一定厚度砂砾石层，渗透性好，此方式取水可以过滤泥沙，避免泥沙对项目取水的影响，且渗流量大，水质好，可以满足项目对取水水量及水质的要求。

（2）鉴于洛河取水受径流年内分配不均、含沙量高等诸多因素限制，工程采用河道自流引水，项目取水保证程度不高，建议采用渗流取水与蓄水池相结合的方式，提高项目取水保证率。陕西水利

（责任编辑：王剑）

◆作者系陕西省河流工程技术研究中心室主任，工程师。