低影响开发措施（共8篇）
低影响开发措施 篇1
1 低渗透油田开发效果影响因素分析
1.1 油层孔喉
低渗透油层难以开采最主要原因即储层比表面积较大、孔喉细小。低渗透油层孔喉很细小, 孔隙平均直径在26到43微米;油层孔喉较细, 比表面积很大, 这样, 三者就直接导致了其渗透率低。
1.2 渗流规律
启动压力梯度是低渗透的储层渗流所特有的, 它不符合达西定律, 低渗透油田主要特点有孔喉细小, 比表面积大, 表面分子力与贾敏效应的作用都很强烈, 原油边界层较厚。启动压力梯度则是渗流直线段延长线和压力梯度轴交点, 该直线不通过坐标原点, 那么渗透率低, 则启动压力梯度就会大。
1.3 弹性能量
低渗透油田其弹性能量采收率非常小。弹性能量小是原因有很多:储层渗流的阻力很大、其连通性较差, 一般底、边水不太活跃等。开采时, 消耗天然能量会引起弹性能量压力与产量的下降迅速, 这样就使得生产与管理都处于被动的状态。
1.4 见注水效果
在开发低渗透油田时, 见注水效果极其重要。若井距为280m时, 注水半年到一年时注水效果才可见, 在见效以后, 其油井产量极其压力均稳定, 而上升现象不显著。一些油田注水井注水较难, 变为间歇式注水或者停注, 开发效果会受到影响, 该油层的采油指数较低, 仅为1到2 t/ (MPaod) 。该油井的见注水效果不好, 在泵压和其井口的压力平衡时就停止吸水, 而启动的压力较高, 大的渗流阻力, 低的吸水能力, 使得很多能量都在注水井周围消耗了, 造成注水井的地层压力上升快。
1.5 产油指数
在见水之后, 低渗透油井的产油指数会大下降很多, 因为这受岩石的润湿性与油水黏度比很多因素影响。在含水在百分之55左右时, 无因次产液指数仅0.4, 其无因次采油指数仅为0.15, 油井见水后其提液与稳产都受到影响。
1.6 地应力
开发效果受地应力影响也很大, 所以开发时一定要充分考虑地应力, 压裂开发是很重要的开发方式, 而压裂裂缝延伸方向与形状则受地应力大小与方向制约很大。
2 开发低渗透油田对策
2.1 加密井网
现在, 针对采收率和水驱控制程度两者与低渗油藏井网密度之间的关系, 建立了很多经验方法, 将该类油田开发好的重点是将井网合理部署。对于低渗油藏、小断块开发要确定合适的目标, 还要考虑该类油田开发很复杂, 所以要采用线状方式进行注水、在平行裂缝方向进行布井、井距适当加大、排距尽量减小, 将井距适当缩小, 从而使井网密度加大。
2.2 选出储量富集区
优选开发的工作应尽早进行, 先借助三维地震与钻探试油资料进行预试, 尤其对岩石发育区, 从而对油水变化规律进行了解。开发要和勘探紧密结合, 首先对优选油层储量大、发育好的区块进行开发, 若取得经济效益, 再逐步推广, 扩大开发规模。
2.3 开发层系组合
借助加密井进行细分层的开发, 将特征近似渗透油田油层进行组合。并对现有采油工艺技术进行考虑, 应尽量不要将开发层系划分过细, 从而减少工作量, 将经济效益提高。在对开发层系划分时, 一个油藏相邻的油层要尽量分在一起, 这样可以将开采时层间的矛盾减少, 层系之间也不会有窜通与干扰。
2.4 高效射孔与深抽工艺
高效射孔可使压裂效果增强, 使地层破裂压力减小, 将低渗透储层油井生产能力与完善程度进行提高, 它具有深穿透、高强度、负压与油管传输等特点。对低渗透油田进行开发时, 深抽工艺能将抽油泵效提高, 可以降黏防蜡。在见水后, 该类油井的产油指数会下降很多, 为了使生产压差变大, 将油井产油量提高, 要对抽油深度加大, 这样才可使产油大幅度下降速度变慢, 保持稳定的产量。
2.5 总体压裂改造
总体压裂设计与实施压裂改造对开发低渗透油田十分重要, 在对低渗透油田进行总体设计后, 在此基础上再对单井工程、施工参数、压裂效果进行评价。实施总体压裂设计是要对其进行压裂改造, 将扫油效率提高, 从而获得持续的高产与稳产, 获得大的经济效益。
2.6 重视注水技术
近年来, 目前低渗油田的含水量逐渐上升, 对于低渗油田而言, 总体上来看注采井数比是呈上升趋势, 若低渗透油田无裂缝, 将注采比适当提高, 在地层微裂缝时进行注水, 确保地层压力与原始压力相近。若油田弹性能量很大压力很高, 可充分借助天然能量, 当地层压力与饱和压力接近再注水。若不提供单井平均注入水平, 可用增加注水井点的方法来注水, 这样可将整体注入水平增加。该法能将油藏采收率提高、将油井含水上升率降低。
综上所述, 在开发此类油田前, 先对影响低渗透油田开发效果的关键因素进行仔细的认识, 从而将此类油田开发效果提高, 提高经济效益。
摘要：本文首先阐述了影响低渗透油田开发效果的因素, 然后针对低渗油田中存在的问题进行分析, 并提出了相对应的解决措施, 为以后提高低渗油田的开发打下基础。
关键词：低渗透油田,分析,开发,措施
参考文献
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[4]闵琪, 金贵孝, 荣春龙.低渗透油气田研究与实践[M].北京:石油工业出版社, 1998:6.
低影响开发措施 篇2
摘 要：低影响开发（LID）强调从源头控制保障城市水文循环。校园具有汇水面积大、污染物较少等优势，通过LID技术指导校园景观的雨水利用，具有一定的可行性和必要性。以简单阐述了LID技术和LID设施及其作用为切入点，并以盐城高新区中学景观设计中的雨水利用为例，详细介绍了以LID设施利用雨水的策略，以期为我国校园雨水利用提供一些参考。
关键词：低影响开发（LID）；校园景观；雨水利用
在自然景观中，雨水主要通过蒸发、渗透、径流这三个环节实现循环。随着我国城市化进程的不断加快，硬质地表越来越多，雨水下渗面减少，雨水的循环过程受到阻碍，引发一系列雨洪问题。
低影响开发（Low Impact Development，LID）技术强调通过调整开发建设模式，从源头上降低土地开发对生态系统的破坏，维持场地原有的水文状况，从而较为有效地缓解土地开发带来的雨洪问题。近年来，校园环境建设逐渐受到重视，尤其在新校区建设中，对校园景观的生态可持续要求越来越高。这些新校区通常拥有较大的面积，绿地比例高，场地内污染源也比较少，拥有巨大的雨水利用潜力。而在用水方面，灌溉及景观补水需水量巨大，并且主要靠自来水补给，造成很大的浪费。因此，将LID技术运用在校园景观中，能有效调控雨洪，并使其作为景观补给用水下渗到土壤中或者汇入河流，促进雨水的自然循环。
一、校园雨水利用策略
在传统雨水利用中，效法雨水的自然循环过程——蒸发、渗透、径流，提出收集、运输和储存的雨水利用理论。LID技术在此理论基础上，通过LID设施的应用，降低城市建设带来的生态影响，更加有效地缓解和利用雨水径流。在校园景观设计中，针对不同的场地构成要素如广场、绿地、道路等，利用多种LID设施的组合制定合理的雨水利用策略，完成雨水的收集、运输、储存及净化。
LID设施包括绿色屋顶、雨水花园、透水铺装、下凹绿地、生态排水明沟、植被过滤带、湿地、景观水体等。按其在雨水利用中的功能，可将它们分为雨水收集设施、雨水运输设施、雨水储存净化设施三大类。
二、校园雨水利用设计实践
（一）研究区域概况
盐城属于亚热带向暖温带过渡地带，且海洋性暖湿季风气候明显，四季分明。年降雨量980-1100毫米，降水日100～115天，降雨集中在夏季。盐城高新区中学选址于盐城新产业开发区规划中心城区，总用地面积17.33万㎡，建筑占地面积2.89万㎡，绿地面积8.32万㎡，绿地率48%。场地地势平坦，土壤排水良好，几条连通的水道纵横交错。丰沛的降雨既有可能造成雨洪问题，又可以作为景观补给资源。因此，是机遇还是挑战，雨水的有效利用变得至关重要。
（二）基于LID理念的校园雨水利用途径
源头管控、分散处理、景观融入是LID理念的三个核心特点。在本案中，针对场地构成要素，引入LID设施，制定不同的雨水利用策略，实现场地雨水利用的全面性、多元性和美观性（图1）。
（三）中庭景观
教学楼和宿舍楼围合成的中庭是学生活动的主要场所，也是雨水利用的重要节点。结合中庭绿地建造规模适中的雨水花园，收集来自屋顶和地面的雨水，并通过耐湿耐旱的植物搭配，可增强雨水花园的吸收和净化能力。同时，赋予每个中庭空间不同的主题，丰富校园景观趣味。
（四）道路
在传统的道路景观中，绿地要高于路面。下雨时，雨水只能通过排水沟排放，雨水得不到利用，便会给雨水管网造成压力。在本案中，以线性的雨水种植池作为车行道与人行道分隔绿地，保持池内种植土壤层比路面低20厘米。池内选择抗旱耐湿的草本植物和灌木，降雨时，雨水在种植池内流动，在这一过程中逐渐被吸收、净化。
（五）透水铺装
广场、道路、运动场等其他硬质区域是重要的交流空间，也是雨水集聚严重的区域。因此，在硬质地面设计中，要尽量选择透水材料，如透水砖、植草砖、透水沥青、透水塑胶等，并结合下凹树池、绿地，消纳雨水径流，增强场地渗水性。
（六）水体
密布的水网是基地最大的优势，为雨水的利用提供了更好的帮助。场地中的水系通过管道汇集至西南方的景观湖内。景观湖采取生态驳岸的设计手法，通过大量的水生植物净化水体。在暴雨时期调控雨洪，缓解地表排水压力，湖内设置排水口，当雨量过大时可将雨水排入市政河道中。在降雨较少时，景观湖则起到蓄存雨水提供景观补给用水的作用。在校园河道设计中，根据不同需要，将河岸设计为自然式驳岸和硬质驳岸。
自景观湖向北延伸的水系设计为自然式驳岸，其余为硬质驳岸。驳岸两侧绿地设计成缓坡形式，保证雨水能够汇入河道。选用雨水花园植物进行自然式配置，一方面可以净化雨水径流，避免雨水直接流入河内造成水体污染；另一方面，自然式植被种植可以弱化僵直的水岸线，提升校园生态氛围。硬质驳岸以石笼构筑，增强河道驳岸的透气性和渗水性，池底铺设可通往景观湖的排水管网，景观湖净化后再流到连接的河道中。
（七）绿地
绿地在校园中占有很大面积，也是雨水收集的主要场所。为了增强其雨水利用效力，可采用以下几种类型的设计模式。1.设计微地形：对校园绿地进行小幅度的地形设计，雨水汇集至低洼处并逐渐被植被与土壤吸收。设置溢流管，当积水过多时将通过雨水管道排放。2.下凹绿地：下凹绿地建造方法简单，雨水利用效果明显，在建设初期，可以使用沙子、砾石等人工介质进行填充，提高雨水下渗效率。3.生态洼地：生态洼地也是利用微地形的方式收集雨水，并通过雨水植物的种植，过滤净化雨水，提高场地雨水利用率，丰富洼地的景观性。
三、结语
基于低影响开发的雨水利用强调从降雨源头进行管控，将土地开发对生态系统的影响降到最低，实现雨水的高效利用。校园在雨水利用方面具有环境、人文、技术等多重优势，将低影响开发理念引入校园的雨水利用，具有一定的可行性和必要性。在本案中，将低影响开发技术引入校园景观设计中，结合场地要素，利用LID设施制定多样的雨水利用方案，实现雨水利用最大化，并充分考虑校园景观的功能性和艺术性，营造低生态影响的优美景观。同时，也为我国校园景观的雨水利用提供一些启发和参考。
参考文献：
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作者简介：
刘坚，南京林业大学艺术学院硕士研究生。研究方向：环境艺术设计。
低影响开发措施 篇3
1 我国目前低渗透压油田的开发现状。
随着石油企业对低渗透压油田的需要越来越高, 低渗透压的开发越来越多, 相继在开发过程中出现的问题也越来越频繁, 处理这些问题时就会浪费很多的时间和资源, 那么目前我国低渗透压油田的开发是怎样的呢?
我国第一支低渗透压油田是长庆安塞油田, 它是一个特低渗透压油田, 长庆油田开发的渗透压油田中在技术创新和体制创新中都有了可观的进展, 开创的“安塞模式”、“苏里格模式”被大力推广, 为我国原油储量的稳定增长和快速发展作出了重大突破, 也为我国低渗透压油田的开发积累了技术和经验。
在低渗透压油田的开发上, 目前我国与国外的技术和质量相比还有一定的差距。在地质勘探技术, 油井开发等方面, 我国还有许多值得向国外学习与借鉴的地方。要实现当下较流行的低渗透压油田的经济有效开发, 我国石油企业还面临者很多需要解决的问题, 其中最重要也是最难的就是技术难题, 体现在理论和时间上, 因为低渗透压油田是岩性地层油气藏, 在开发油田前的勘探过程难度很大。这在我国目前来看还没有足够认识和理解。
2 影响低渗透压油田开发的因素
我国目前开发低渗透压油田的技术还未成熟, 由于地形和人员的技术水平受到限制, 所以, 在开发低渗透压油田的过程中会出现各种影响因素, 这些因素如果不及时处理将影响油田的开发速度和使用质量。那么影响低渗透压油田开发的因素有哪些呢?
(1) 低渗透压油田的储油层由于孔喉细小、比一般的油田的油井表面积和原油边界层厚度都要大、表面分子力作用强烈, 这种油田的渗流规律不遵循达西定律, 具有非达西型渗流特征。图示表明渗流直线段的延长线不通过坐标原点而正规的达西型渗流通过坐标原点, 前者交点即为启动压力梯度, 渗透率越低, 相反启动压力梯度越大。
(2) 低渗透压油田由于储油层连通性能较差、渗流的阻力较大, 弹性能量很小。所以利用天然能量的方式开采会使其压力和产量下降速度快, 产量下降的浓度高。除少数异常高压油田外, 弹性阶段采收率只有1%~2%。在消耗天然能量方式开采条件下, 地层压力大幅度下降, 油田产量急剧递减, 生产和管理都非常被动。所以在开发低渗透压油田是也会受自身的因素而影响了开发进度和效果。1.1地应力对低渗透压油田的开发效果具有重要的影响, 低渗透压油田在开发时通常利用压力进行压裂开发, 由此地应力的大小和方向在很大程度上制约和控制着压裂裂缝的形状和延伸的方向。所以在低渗透压油田的开发上不得不考虑地应力。
3 开发低渗透压油田的主要措施
找到影响低渗透压油田开发的因素就可以对症下药了, 针对低渗透压油田的开发措施又有它的独特的开发方案和施工措施, 掌握好主要措施就可以增大经济效益, 保证油田的使用质量。
确定合理的井网部署计划方案, 并保证方案的准确可靠性。合理井网部署方案是开发好低渗透压油田的基础和关键。应该合理缩小井距, 加大油田开发井网密度。这样不仅大大加快低渗透压油田开采开发的速度, 而且还大幅度地提高采收率。
(1) 不少低渗透压油田含油容积很大, 但油层可利用厚度较小, 单位面积的储量较少。利用三维地震和钻探试油技术, 进行早期的油藏勘探和记录, 掌握油藏的变化规律, 优选油层较早发育和发育完好、储量丰度较高的区域, 首先投入开发, 保证油田开发效果, 择优开发。
(2) 提前做准备, 进行注水措施保持地层的压力。由于地应力是影响的主要因素, 所以要保持底层的压力, 是主要的措施。在开发一个渗透压油田之前, 先钻注水井, 进行排液, 在生产井投产的同时, 注水井全面转注, 做到同步注水采油。我国大多数低渗透压油田弹性能量很小, 一般都采取提前注水的方式保持地层压力, 来确保开发的方便快捷。对于没有裂缝的低渗透油田, 可以在地层微裂缝条件下注水, 适当提高地层压力, 以保持地层压力在原始压力值左右。
(3) 在开发时采用加大抽油深度的工艺技术。低渗透压油田中油井见水后产液指数会大幅度下降, 只有不断加大抽油深度, 增大生产压差, 提高油井产液量, 才可能保持产量的相对稳定。因而在低渗透压油田开发中, 施工人员要把握好机械采油工作, 不断加大抽油深度, 提高抽油泵效。为以后的开发做好铺垫。
(4) 提倡采用高效射孔技术。采用穿透能力高深度深、射透强度强的高效射孔技术, 可以提高低渗透压油田储油层的完善程度和生产能力, 对于深层低渗透压油田的开发还可降低致使地层破裂的压力, 增强压裂的效果, 给施工带来方便。
4 结语
低渗透压油田的开发和使用在我国石油企业中有着的重要意义。低渗透压油田已经成为油气开发建设的主力军。其次, 由于我国地形多变因此, 我国低渗透压油田资源分布具有储量油气多、油气藏类型多、等等显著的特点, 这标志着我国将大力提倡开发使用低渗透压油田。这要求石油企业的管理者和施工人员突破技术难关, 掌握开发技术, 保证油田的使用质量, 为企业带来更大的经济效益。
参考文献
[1]李志明, 杨磊, 张金庆, 等.海上低渗透油田特点及开发策略探[J].山东国土资源, 2011, (4)
低渗透油藏开发技术措施探讨 篇4
1低渗透油藏开发技术
1.1油藏表征技术
油藏表征技术, 主要是获取低渗透油藏的表层特征, 重点分析低渗透油藏的裂缝状态, 获取地层的相关资料。油藏表征, 具有动态化的特点, 而且油藏本身会产生动态的表现特征, 如三维、思维地震等, 综合的得出油藏的表征信息。油藏表征技术, 采取定量、定性的方式, 表述了低渗透地层中, 油藏大概的分布状态, 利用表征预测油藏, 辅助制定开发计划[1]。表征技术只能大概预测出油藏的状态, 不能精确的分析油藏的特征, 存在一定的数据误差, 所以在研究低渗透油藏表征的同时, 还要分析以往老油田的信息, 以便得出精细化的表征, 明确低渗透油藏的实际分布, 进而指导勘探人员开采。
1.2钻井与完井
低渗透油藏中, 比较常见的钻井技术有: (1) 气体钻井, 在油藏中, 采用气体介质, 提供循环流体, 钻入低渗透的油藏内, 气体钻井, 具有高效的保护作用, 以免影响钻井的效果; (2) 雾化钻井, 选择空气、惰性气体等, 借助注入管线, 形成高速气流, 钻开油藏表层; (3) 泡沫钻井, 以空气为气基, 注入小排量空气的同时, 注入大排量的发泡胶液, 此类钻井方法效益明显, 但是容易产生泡沫浪费, 增加了钻井的成本。完井技术, 能够提高低渗透油藏的储油能力, 便于提高油藏的开发水平, 其可分为裸眼井、水平井、智能井三类, 根据低渗透油井的实际情况, 安排好完井技术。
1.3增产改造技术
增产改造技术, 能够增加低渗透油藏的产量, 利用有效的开发技术, 增加油藏的产量[2]。以酸化解堵技术为例, 分析其在低渗透油藏中的增产改造效果。此项技术, 利用酸液, 处理低渗透油藏井内, 以及附近的於堵物, 还能处理油藏井内的无机垢, 清洁低渗透油藏, 达到解堵的目的, 酸化解堵技术的应用中, 需要解决酸性化学沉淀的问题, 避免破坏油藏的性质, 规避酸性损害。除此以外, 还有水平井开发技术、物理法增产技术等, 致力于提高低渗透油藏的开发水平。
1.4油藏保护技术
油藏保护技术, 是开发技术措施中不可缺少的一类, 因为低渗透油田勘探过程中, 很容易破坏油层, 油藏自身潜在的矿物、存储空间等, 都有可能引起破坏, 所以积极推进油藏保护技术的应用, 缓解油藏破坏的压力[3]。低渗透油藏, 自然渗透的能力低, 受到表层污染的机率比较大, 提出油藏保护的措施, 如: (1) 射孔保护, 在油藏射孔的阶段, 避免破坏油层, 逐步改进射孔的工艺, 减轻传输、负压射孔的工艺; (2) 压裂保护, 选择优质的压裂液, 控制其对油层的疏导性能, 压裂完成后, 及时排除压裂液, 保证低渗透油藏的质量; (3) 井下保护, 低渗透油藏井下的设备、装置较多, 增加了油藏的污染机率, 井下保护措施中, 不仅要调整液压井的体系, 更要注意压力的灵活变化, 优化井下保护的环境。
1.5多分支井技术
多分支井设计中, 利用机械的方式, 连接分支井、主井眼, 可以在低渗透油藏中, 设计混合的分支井应用, 辅助提高原油采集率, 增加油藏的产能。油藏中, 多分支井的选择, 要考虑油藏的实际特点, 根据油藏构造、特征, 灵活的设计多分支井的应用, 设计中, 要注意钻井的限制, 控制好多分支井的形状, 以免影响油藏的开发。多分支井技术中, 潜在很大的安全风险, 如果确实风险较大, 直接选择简单几何形态即可, 通过降低多分支井的复杂性, 缓解低渗透油藏的风险性。
1.6井网部署
低渗透油藏开发中, 油藏对井网有一定的敏感性, 合理部署井网, 才能保障优质的注水。由于低渗透油藏储层密度大, 再加上油藏本身存在发育裂缝, 因此井网部署中, 应该避免出现静水乱窜的现象, 适当增加注水井的井距, 大于油井井距, 利用井网部署, 提高油藏的开发潜能。
2低渗透油藏开发技术优化
2.1优化注采
注采调整, 是优化油藏开发的一类方向, 更加注重低渗透油藏开发的整体性, 为油藏开发, 提供稳定的压力, 有效控制油藏开发的强度, 完善油藏开发中的注采过程。
2.2优化流压
低渗透油藏的流压, 不能长期处在低压的状态, 应该适度调整流压的状态, 根据油藏的平面分布特征, 确定可靠的流压, 或者比较流压的数值, 规范流压中的压力, 以此来完善油藏的采油井, 实现高效率的采油, 充分挖掘低渗透油藏的潜力。
2.3改善吸水剖面
改善油藏的吸水剖面, 能够解决低渗透油藏中的吸水问题, 采用动态监控的方法, 逐步修正吸收剖面, 促使其符合低渗透油藏的实践需求, 如果出现剖面缺失, 应该立即实行补充与调整的方法, 可以采取分层给水的方法, 尽量减少剖面使用的次数。
3结语
低渗透油藏, 是我国石油开采中的重点, 做好低渗透油藏的开发工作, 才能体现出低渗透油藏的使用价值, 同时表明开发技术措施的作用, 安排好技术优化, 改善低渗透油藏的开发方式, 强化技术的实践应用, 提高我国低渗透油藏的开采效率。
参考文献
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[2]汪敏.中深层低渗透油藏开发技术政策界限研究[D].长江大学, 2013.
基于低影响开发的城市河道规划 篇5
洪涝灾害依然是人类遭受的最为主要的自然灾害之一。随着社会经济的快速发展,城市化进程加速,人口不断向城市集中,改变了其原有的下垫面条件。城市化地区是人类活动影响最为显著的地区,从而加大了发生洪灾的可能性,一旦发生,洪灾损失更为巨大。但是,在建设社会主义和谐社会的进程中,加快城市发展,改善城市市民的人居环境,提高人们的生活水平和生活质量,是和谐社会建设的主要目的之所在。
因此,在进行城市河道景观建设,应该在满足城市防洪需要的基础上,按照低影响开发的要求进行河道规划。
1 城市化对防洪的影响分析
1.1 下垫面不透水性大大增加
在天然流域,降水经植物截流、洼蓄和入渗后形成径流。而在城市化进程中,原有的透水面积被大量使用混凝土、沥青、砖石、金属等建筑材料的建筑物、道路和停车场代替,透水性能大大减弱,使得降水经少量洼蓄和下渗后直接形成径流,导致了洪量增大,汇流时间缩短,增加了河道的行洪压力。
1.2 天然排水系统遭到破坏
城市化增加了原有天然河道的洪峰流量,改变了其洪水过程。同时,城市化也改变了天然流域原有的排水系统,建立了管渠排水相结合的排水系统。城市排水系统管网化,使暴雨径流尽快就近排入河流中。与此同时,对城市内部原有河道进行整治、衬砌,减小了河道的调蓄库容,降低糙率,增强了河道过流能力,导致了涨洪历时和汇流时间缩短,加大了主干河道的防洪压力。
1.3 规划和土地利用结构误导
城市化进程抬升了土地价值。为使土地得到充分利用,城市建设往往侵占天然河道的洪水滩地和滞洪洼地,填埋支流河道,使得城市河道水面率不断减少,大大降低了河道自然滞洪和蓄洪能力,导致城市内部地面淹水现象时有发生,甚至发生重大涝灾。
2 低影响开发下的城市河道规划
在区域发展的过程中,低影响发展(Low Impact Development,简称LID)被认为能够有效解决传统的雨洪资源排泄及输送系统所带来的水资源问题。LID是以维持或者复制区域天然状态下的水文机制为目标,通过一系列分布式的措施创造与天然状态下功能相当的水文和土地景观,以对生态环境产生最低负面影响的设计策略。
2.1 加强保护城市内部水系
我国有不少城市都有几百年历史,一般都有一个城市水系,包括壕池、河渠、湖泊、池塘组成,不但具有防御、运输的功能,还有防洪、灌溉及绿化功能。城市水系提高了城市地区的水面率,有重要的调蓄洪水的能力,增强了城市地区防洪排涝的能力。另外,一个城市如若没有水体,则显得美中不足。水景观可疑提高人们生活的愉悦程度。其实,古城中的水系,一般又数百年历史,是一个不错的风景旅游景点。然而,我国城市在进行建设的过程中,城市水系原有的一些作用如运输、防御等功能弱化,忽视了其防洪、景观的作用,存在占填河道现象严重,使得城市水系日渐萎缩。
此外,我国城市防洪减灾的重点往往在于防洪,这与外河洪水往往造成重大损失有关。但在外河防洪取得重大成果以后,城市内涝已成为我国城市近年来的顽疾,逢雨必涝。目前我国城市的排涝标准较低,一般不足5年一遇,遇到大雨城市到处积水,交通堵塞,城市功能不能正常发挥,至造成巨大的经济损失。城市水系可有效提高调蓄库容,增强调蓄作用,对城市排涝有着不可忽略的作用。
2.2 维护和恢复河道的自然形态
在低影响开发(LID)理念中,要坚持对生态环境产生最低的负面影响。城市化是人类活动影响最显著的表现,在城市规划中,不是要彻底改造河道,而是要维护和恢复河道的自然形态,从而恢复其生态功能。因此,必须要遵循以下原则:
2.2.1 城市河道河床原始生态化
城市水系在治理中多采用水泥护堤衬底,破坏了水、土、生物间形成的物质和能量循环系统,导致水的自净能力消失殆尽;切断了地下水的补充通道,导致地下水位不断下降;也导致了许多生物无处安生。而在天然河道中,河床高低起伏,基质不同,水流不定,形成丰富多样的生境组合,为多种水生植物和生物提供了适宜的生存环境,保证了河道的生态功能。
2.2.2 城市河道形态蜿蜒化
天然河流多有凹岸、凸岸、有深潭、有浅滩和沙洲。现代景观生态学的研究证明,弯曲的水流更有利于生物多样性的保护。这种蜿蜒的河道形态至少有三大优点:一是可以为生物提供适宜的生存环境,保证生物多样性;二是可以减少洪水流速,增强河槽调蓄作用,蓄洪涵水,削减洪水的破坏力,降低洪水灾害性和突发性;三是可以为城市居民提供富有诗情画意的感知与体验空间,提供走近自然、感知自然的机会,提高人与自然和谐相处的认同度。
2.2.3 城市河道水流连续化
河流是一个高度连续的自然景观空间,也是大地上各种景观元素之间的联结元素。城市发展中,多拦河筑坝,以求提高水位,美化城市。这一举动将流水变为死水,加剧富营养化,破坏了河流的连续性,使鱼类及其它生物的迁徙和繁衍过程受阻,是对天然河道的巨大伤害,也是对城市连续水流景观的严重破坏。因此,应在城市河道规划中,减少坝体等破坏水流连续性的行为,以不影响水流和生态为前提,实施相应的工程措施。
2.3 建立城市雨水储渗排相结合的雨水排放系统
如前文所述,城市化造成了洪量增大,这是城市洪涝灾害频发的主因之一。LID理念就是采用生态补偿技术,使城市范围内的水量平衡条件更加接近该地区的自然状况,实现城市区域内的良性水循环。因此,在城市内可以建立以储为主、渗排结合的新型雨水排放系统。在增加城市绿地,提高城市下垫面透水性的前提下,利用城市绿地储存部分暴雨径流,雨水经过植被和土壤层的渗透、滞留等多重净化后作为城市中水的水源,也可恢复地下水的补充来源,多余的雨水可通过市政管网向河流排放。这种雨水排放系统可以延缓径流时间、削减洪峰流量,同时其环保的作用也不可忽视。
2.4 维持城市河道的水文特征
河道水文特征与河道地貌紧密相关。城市化建设改变了下垫面属性,河道的水文特征也随之改变,造成了原本依托其而存在的生态系统遭到破坏,直接导致了城市生态系统的变化。因此,在城市河道规划中,评价其水文特征对城市的影响,可有效弥补城市建设的负面影响,为城市许多生态问题的治理提供依据,实现生态城市建设。
2.5 严格控制城市水体污染
城市河道的生态功能及城市景观,一定程度上依赖于河道水质的清洁。城市景观由于水质受到污染,景观质量下降,严重影响了城市河流两岸居民的身心健康。水质污染导致城市河流及其两岸的生物多样性下降,特别是一些对人类有益的或有潜在价值的物种消失。因此,要严格控制城市污水排放,加强污水处理,实现城市建设亲水景观的初衷,保证城市河道的生态功能。
3 结语
在进行城市建设的进程中,应当在不增大城市防洪压力的前提下进行水景观规划,充分考虑到城市河道的生态要求。保持河道的天然属性,是人与自然和谐相处的体现;对雨水进行合理再利用是建设节约型社会的体现。
参考文献
[1]车伍,张伟,王建龙,李俊奇.低影响开发与绿色雨水基础设施———解决城市严重雨洪问题措施[J].建设科技,2010,(21).
[2]王建龙,车伍,易红星.低影响开发与绿色建筑的雨水控制利用[J].工业建筑,2009,39(3).
[3]王建龙,车伍,易红星.基于低影响开发的城市雨洪控制与利用方法[J].中国给水排水,2009,(14).
低影响开发措施 篇6
关键词：绿色基础设施,政策,土壤,雨洪管理
1背景
2014年10月,中国住房和城乡建设部(2014)发布了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》。紧随试行版的发行,2015年4月2日中国财政部、水利部以及住房和城乡建设部联合公布了16个海绵城市的建设试点城市。中国低影响开发技术的快速应用体现了全球对人口快速增长压力下城市生态系统服务衰退和环境质量退化的关注。此外,在高密度城市环境中,自然灾害带来的破坏会引起难以估量的损失,以及对城市的绿色和灰色基础设施的破坏。联合国(2014)的数据表明,54%的世界人口居住在城市地区,这个比例预期在2050年会增长到66%。因此,建设海绵城市,或者说是修复城市生态系统的“海绵性”,应成为所有人的共同关注。
试行指南明确指出了三个建设海绵城市的原则:(1)对城市原有生态系统的保护;(2)生态恢复和修复;(3)实施低影响开发(住房和城乡建设部,2014)。由于这本试行指南是中国第一个尝试推广低影响开发技术的政府文件,许多专业人员以及整个社会都仍在学习的过程中。因此,在中国推广低影响开发的时机和紧迫性促成了撰写这篇在美国德克萨斯州休斯顿举行的2015低影响开发国际会议(下文简称低影响开发会议)概要。
美国对低影响开发的探索、实验和实施已经有近30年的时间,低影响开发于20世纪90年代初期在马里兰州乔治王子郡被首次提出。低影响开发是以一种旨在效仿开发前水文过程,利用就地处理的方式在场地尺度上使暴雨径流减慢、分散,和下渗的做法(李明翰等,2010,李明翰,2012)。美国环保署(USEPA)一直致力于推广低影响开发和绿色基础设施(GI)。美国环保署将低影响开发表述为“通过应用下渗、蒸散和收集场地雨水的雨洪管理措施来减少开发建设对水资源影响的一种土地开发方法”(2013:1)。绿色基础设施指的是用来管理地表径流的自然和人工景观设施(USEPA,2013)。
本文的目的是广泛和局部纵深地介绍低影响开发会议的汇报,特别聚焦在政策议题和会前研讨会。我们希望这篇文章可以激发更多适合中国国情的研究和实践思想的产生,同时避免重复开发前人已经取得的成果。
2低影响开发会议
2015低影响开发会议是历史上第6次会议,也是第2次参会者扩展到国际范围的会议。它是一个同行评审的会议,这种评审形式保证了汇报的质量因而受到高度推崇。这次低影响开发会议于2015年1月18日至21日在德克萨斯州休斯顿举行。目标受众包括工程师、建筑师、景观师、规划师、环境学者、开发商、雨洪管理立法人员以及城市和州政府官员。
此次低影响开发会议论文集的主题是“低影响开发:适用于各种气候和土壤条件”(巴雷特,2015)。摘要征稿和会议报告的主题领域包括(国际低影响开发会议,2015):
·计算方法
○实时控制;○用各种模型来估计预期绩效;○最优化
·教育,培训和外展
○低影响开发的社区与邻里参与和认同;○K-12(从幼儿园到高中三年级)受众参与;○公众外展
·绿色基础设施建设
○实践项目介绍
·绿色基础设施绩效研究
○雨水收集;○生物滞留池;○绿色屋顶;○透水铺装
·景观,规划和场地设计
○绿色街道;○创新的低影响开发设计;○都市局部改造;○地下水补给;○人类健康和福祉
·德克萨斯州的低影响开发
○在爱德华兹含水层上的实施项目的挑战
·沿海区域的低影响开发
○沿海岸线的流域修复
·维护和全寿命周期成本
○来自英国的经验
·政策
3政策议题的汇报
政策是实施最佳实践的一个上行下效的做法。如同前文描述的一样,16个中国城市已经被入选为海绵城市的建设试点城市。可以预期,中国政府在未来几年将会继续公布一系列海绵城市和低影响开发/绿色基础设施的相关政策。因此,在这篇概要中我们将特别介绍低影响开发会议中政策议题的几个关键汇报。
波茨和马伦戈(2015)介绍了几个案例,这些案例都通过整合的基础设施来减少绿色基础设施的成本,他们还介绍了两个用商业的手法来推动绿色基础设施在公共和私人财产中应用的案例研究。其中一个案例在宾夕法尼亚州的兰开斯特市,在这个案例中城市为私人财产中绿色基础设施的实施支付了一部分直接成本,同时,财产所有者必须承诺绿色基础设施资源的长期维护。另一个案例是在纽约州的奥农达加郡,在这个案例中水环境保护部门建立了“绿色改造基金”来推动公共和私人的绿色基础设施项目。
柯林斯(2015)介绍了美国西南部各种关于水的法规。加利福尼亚州、亚利桑那州、犹他州和科罗拉多州都已经颁布了允许居住区屋顶雨水收集的法案。亚利桑那州鼓励雨水收集,并免除安装雨水收集系统的个人一定的税额。科罗拉多州则控制雨水收集,并要求收集雨水的个人申请相关许可。
贝扎科和尚德(2015)介绍了针对华盛顿特区雨污合流(combined sewer overflows,CSOs)的绿色和灰色基础设施混合开发的方法。雨污合流是影响该区域水路水质的一个主要污染来源。华盛顿特区以前和现在对于雨污合流的控制依赖灰色基础设施,也就是大型地下管道。现在该区域正在修正远期控制计划来进一步引进绿色基础设施作为一种有效减少雨污合流的方法,因为绿色基础设施不仅可以减小灰色基础设施的尺度,而且可以为社区提供环境、社会和经济利益。
安德森和亨特(2015)介绍了北卡罗来纳州新近的政策变化和随后对砾石道路和表面透水性的调研。未来砾石表面既可以用于传统开发也可以用于低影响开发。北卡罗来纳州正在为一个两阶段的调研提供资金支持,这个调研用实验模型和州范围内的现场实验来研究砾石表面的透水性。
科尔维尔等(2015)介绍了西雅图低影响开发的相关要求和实现方法。西雅图自2009年以来一直倡导低影响开发的实践。2014年,西雅图根据以往的经验和最近华盛顿州生态部门的要求对雨洪管理法规进行了修正。西华盛顿“市政雨水通用许可”要求所有新建和改造项目都必须加入低影响开发。西雅图试图依循相同的做法,并且制定了相关标准让开发商从以下两项要求中选择其一:(1)达到定量的低影响开发绩效标准;(2)在低影响开发技术列表中选取一切可能的最佳管理实践。
胡夫纳格尔(2015)介绍了底特律在实施绿色基础设施过程中遇到的特殊障碍。底特律市如今正面临破产危机,在过去的40年中,底特律人口从200万缩减到70万。因为经济的影响,数以千计的土地投机商和银行所有的宗地,由于被法院拍卖后而闲置或者废弃。在底特律现有的条件下实施绿色基础设施需要确认谁是财产所有者,并且向试图获得合法的废弃财产所有权的相关城市机构寻求帮助。
4其他会议要点
在开幕式主旨发言中,德照科技(Tetra Tech)水资源主任特雷弗·克莱门茨提到了创新采纳周期的概念(图1),并指出低影响开发在美国还是处于刚开始采纳的阶段。这对中国的专家和学界来说是一个令人鼓舞的消息,因为低影响开发和绿色基础设施领域还有许多方面值得探索——海绵城市就是其中之一。
特雷弗·克莱门茨还引用了整合管理饮用水、废水和雨水的方法——水循环综合管理。他强调:“所有的水都是至关重要的”。
其中一个会前研讨会很值得一提,就是由兰迪斯公司的巴雷特·凯斯博士提出的“暴雨事件零径流排放——超越绿色城市雨洪系统的设计”。凯斯博士指出,土壤下渗是全世界最大的雨洪处理系统,这种说法非常契合海绵本身的特点。凯斯博士提出的零径流排放的概念包括:
图1 创新采纳周期
·雨洪系统不应是到排水系统末端才解决的方案;
·雨洪系统应首先预防地表径流产生,其次尽可能使暴雨下渗,形成一个没有溢流的系统;
·雨洪系统的尺度应与开发场地的尺度协同;
·大多数场地和土壤都能通过改造或开发来下渗暴雨事件的雨水。
5结语
海绵城市的概念使我们想起了2014年在德克萨斯州大学奥斯汀校区举办的“自然与城市”讨论会。俞孔坚博士是该讨论会的演讲者之一,也正是海绵城市这个专题的客座主编。他在讨论会上做了切题的总结发言,演讲题目是“创建都市自然深邃的形——农民的古法”。他的演讲召唤了古代中国一直遵循的人类聚居地和自然环境之间的和谐关系,是对大多数现代城市中正在消失的这种“深邃的形”的一个警示。
我们认为海绵城市的概念是人类与自然之间和谐关系的一个象征。海绵,是一种人造产物(如同城市),具有多孔的表面(如同透水的土地利用和土地覆盖类型)和巨大的内部保水能力(如同一个保护着自身文化和生态的城市,包括原生土壤、湿地,森林等等),它在遇到压力时是有弹性恢复的(如同一个可以从灾害中恢复的弹性城市)。我们希望海绵城市的提议可以促成更多行动的实现,反映出“尊自然为母,享景观为乐,秉城市为家”的哲学思想(李明翰,2014:203)。
图片来源
本文图片由作者绘制。
Background
China's Ministry of Housing and Urban Rural Development(2014)issued the"The Guidebook for Building Sponge Cities-Creating Low Impact Development(LID)Stormwater Management System(pilot version)"in October 2014.Following the issuance of the pilot guidebook,China's Ministry of Finance along with Ministry of Water Resources and Ministry of Housing and Urban Rural Development announced on April2,2015 that 16 cities have been selected for pilot sponge city demonstrations.China's fast movement in adopting LID techniques attests the global concern of diminishing ecosystem services and degrading environmental quality in cities with burgeoning urban population.Furthermore,in a densely populated urban setting,the devastation caused by natural disasters could reach to an unimaginable scale and traumatize the urban green and gray infrastructure.According to the United Nations(2014),54%of the world's population lives in urban areas and this proportion is expected to increase to 66%by 2050.Therefore,building sponge cities,or restoring urban ecosystem's"sponginess"should be of concern to all.
The pilot guidebook articulates three principles of building sponge cities:1)preserving ecosystems;2)restoring ecosystem services;3)implementing LID techniques(Ministry of Housing and Urban Rural Development,2014).Because the pilot guidebook is China's first governmental document attempting to apply LID techniques,many professions and the society as a whole are still learning about them.Therefore,the timing and urgency for LID in China led to writing this overview of the 2015 International LID Conference held in Houston,Texas,USA(the LID Conference hereinafter).
The United States has been exploring,testing and implementing LID techniques for almost three decades.Initially developed by Prince George's County,Maryland,in the early1990s,LID techniques are to slow,spread and soak stormwater runoff at the site-scale level and in a way that reflects the pre-development hydrologic conditions and onsite treatment(Li et al.,2010,Li,2012).Following the Prince George's County,the United States Environmental Protection Agency(USEPA)has been advocating LID and green infrastructure(GI).USEPA describes LID as"a land development approach that is intended to reduce development related impacts on water resources through the use of stormwater management practices that infiltrate,evapotranspirate,or harvest and use stormwater on the site where it falls"(2013,p.1).GI is referred to the natural and manmade landscapes and features that can be used to manage runoff(USEPA,2013).
The purpose of the paper is to introduce the breadth and depth of the presentations,especially the Policy Track,and pre-conference workshops of the LID Conference.We anticipate the paper to trigger additional research and implementation ideas that are unique to China and avoid reinventing the wheels that are already developed and implemented in the LID and GI field.
The LID Conference
The 2015 LID Conference is the sixth one in its history and the second one that reached out to the global participants.It is a peer-reviewed conference,a format regarded highly to ensure the quality of presentations.The LID Conference was held in Houston,Texas from January 18 to 21,2015.Target audience of the LID Conference includes engineers,architects,landscape architects,planners,environmental scientists,developers,stormwater regulators,municipal and state officials.
The title of the LID Conference proceedings is"LID:It Works in All Climates and Soils"(Barrett,M.,2015).The topical areas that were used to issue the call for abstracts and arrange concurrent sessions include(International Low Impact Development Conference,2015):
·Computational Methods
○Real time control;○Use of various models for evaluating expected performance;○Optimization
·Education,Training,Outreach
○Community and neighborhood involvement and acceptance of LID;○Engaging K-12 audiences;○Public outreach;
·Green Infrastructure Construction
○Descriptions of actual implementation projects
·Green Infrastructure Performance Studies
○Rainwater harvesting;○Bioretention;○Green roofs;○Permeable pavement
·Landscape,Planning,and Site Design
○Green alleys;○Innovative LID design;○Urban retrofit;○Groundwater recharge;○Human health and wellbeing
·LID in Texas
○Challenges for implementation over the Edwards aquifer
·LID in Coastal Areas
○Watershed restoration along the coast
·Maintenance and Whole Life Costs
○Lessons from the UK
·Policy
Presentations of the Policy Track
Policy is a top-down approach for implementation of best practices.As described earlier,16 Chinese cities have been selected for pilot sponge city demonstrations.We expect that Chinese government will continue to issue a series of sponge city and LID/GI related policies in the coming years.Therefore,we particularly bring forward key presentations under the Policy Track of the LID Conference in this overview.
Potts and Marengo(2015)presented multiple examples where integrated infrastructure reduced the cost of GI implementation and introduced two case studies in which a business case approach is being used to incentivize GI on public and private property.One case was in the City of Lancaster,Pennsylvania where the city pays for a portion of the costs directly related to implementing GI on private property,while the property owners have to commit to longterm maintenance of the GI assets.Another case was in Onondaga County,New York where the Department of Water Environment Protection developed the Green Improvement Fund to incentivize both private and public GI projects.
Collins(2015)presented various water laws in the arid Southwest of the United States.California,Arizona,Utah,and Colorado have enacted laws that allow for rainwater harvesting from residential rooftops.Arizona promotes rainwater harvesting and provides tax credits to individuals who install a harvesting system.Colorado controls rainwater harvesting and requires that individuals that capture rainwater apply for a permit.
Bezak and Charde(2015)presented the development of a hybrid green and grey GI solution for combined sewer overflows(CSOs)in Washington DC.CSOs are one major pollutant source impairing the quality of the District's waterways.DC's past and current controls of the CSOs rely on grey infrastructure,namely large underground tunnels.Washington DC is modifying its Long Term Control Plan to further include GI as a liable method to reduce CSOs because GI will not only downsize the scale of grey infrastructure but also provide environmental,social and economic benefits to the community.
Anderson and Hunt(2015)presented the recent policy change and subsequent investigation on gravel roads and surfaces in terms of their pervious or impervious role in the State of North Carolina.With gravel surfaces a major use in both conventional and low-impact developments for the future,North Carolina State is funding a two-phase study to investigate the permeability of gravel surfaces using laboratory models,as well as state-wide field testing.
Colwell et al.(2015)introduced Seattle's LID requirements and implementation tools.Seattle has been requiring LID practices since 2009.In 2014 Seattle proposed modifications to the stormwater code based on lessons learned,and recent requirements by the Washington State Department of Ecology.The Municipal Stormwater General Permits for western Washington require LID for all new and re-development projects.Seattle is intended to follow the same and is developing requirements to allow developers to either 1)meet a quantitative LID performance standard or 2)employ all feasible best management practices from a list of LID techniques.
Hufnagel(2015)presented Detroit's unique challenges in implementing GI.The City of Detroit is currently in bankruptcy and its population has dwindled from two million people to700,000 over the last four decades.Because of the economic impact,thousands of land parcels are vacant or abandoned,owned by land speculators and banks(through foreclosure)and by a variety of agencies.Implementing green infrastructure in current Detroit situation requires understanding who the property owners are and soliciting help from the City agencies that are trying to gain legal title to abandoned properties.
Other Conference Highlights
At the opening keynote,Trevor Clements,Director of Water Resources at Tetra Tech,Inc.mentioned the innovation adoption lifecycle(Figure 1,Innovation adoption lifecycle)and quoted that LID is just at the early adoption stage in the United States.This should be an encouraging message to the Chinese professional and academic communities as there should be many new grounds to be explored in the LID and GI field."Sponge City"is just that.
Trevor Clements also cited integrated water cycle management which is a holistic way to manage potable water,wastewater and stormwater.He stressed“All waters are viable.”
One of the pre-conference workshops is worth of mentioning.It is"Designing beyond Green Urban Stormwater Systems for Zero Runoff from Large Storm Events"by Dr.Barrett Kays of Landis,Inc.Dr.Kays stated that infiltration into soil is the largest stormwater treatment system in the world,a message that fits the characteristics of a sponge well.The concept of zero runoff that Dr.Kays introduced includes:
·stormwater systems should not be end-of-the-pipe solutions
·stormwater systems should first prevent runoff and second,if possible,infiltrate all stormwater to create a nondischarge system
·the size of a stormwater system should be same size as the development site
·most sites and soils can be amended or constructed to infiltrate large storm events
Concluding Remarks
The term"Sponge City"reminds the authors of the Nature and Cities symposium held at the University of Texas at Austin in 2014.Dr.Kongjian Yu who was one of the speakers of the symposium,as well as the guest editor of this issue made a presentation that is especially fitting for the concluding remarks.His presentation titled"Creating Deep Forms in Urban Nature:The Peasant's Approach"revoked a harmonious relationship between settlement and natural settings in which ancient China has been following as a note to alert the diminishing"deep forms"in most modern cities.
沈阳市低影响开发标准及参数研究 篇7
海绵城市建设是近两年来国家力推的建设项目, 也是目前城市建设行业的热门课题。2015 年10 月国务院下发的国办发〔2015〕75 号《国务院推进海绵城市建设的指导意见》, 要求“最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响, 将70%的降雨就地消纳和利用”, “到2020 年, 城市建成区20% 以上的面积达到目标要求”。这一文件的下达令海绵城市建设再次升温, 从试点模式推广至全面开展模式。
然而海绵城市毕竟是新兴课题, 从概念的提出到现在不过2 a, 从规划设计到施工运行管理尚存值得研究的问题。从规划设计, 首先需要明确设计中需参照的一些标准及参数, 且海绵城市建设主要应对降雨径流问题, 因各地降雨量不同, 参数需制定地方标准。
2 年径流总量控制标准
年径流总量控制率是海绵城市规划设计的首要指标, 是根据多年日降雨量统计计算所得, 是雨水通过自然和人工强化的入渗、滞蓄、调蓄和收集回用, 场地内累计1 a得到控制 (不外排) 的雨水量占全年总降雨量的比例。
根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》 (以下简称《指南》) , 我国大陆地区年径流总量控制率分区图, 沈阳市处于分区中的II区, 要求年径流总量控制率达到80% ~ 85%。同时, 《指南》中根据沈阳近30 a的降雨量样本, 给出沈阳不同年径流总量控制率对应的设计降雨量的参考值。
通过对沈阳市气象局提供的1951 年~ 2012 年共61 a的降雨资料 (不包括降雪) , 采用统计法分析计算得出沈阳市年径流总量控制率与设计降雨量之间的关系, 即不同设计降雨量对应的年径流总量控制率和不同年径流总量控制率对应的设计降雨量, 对《指南》中给出的数值进行修正。结果表明, 达到《指南》中要求80% ~ 85% 的控制率所对应的设计降雨量为25.7 ~ 31.6 mm, 比《指南》中给出的25.0 ~ 30.3 mm略高 (见表1) 。
结合沈阳市地形地貌、土壤性质、开发强度、水资源分布状况等特点, 确定沈阳市中心城区的年径流总量控制率≥ 80%, 设计降雨量≥ 25.7 mm, 新建地块径流总量控制率不低于85%, 对应设计降雨量≥ 31.6 mm。
3 径流系数
按照低影响开发理念对小区进行雨水系统设计时, 雨水调蓄容积的计算极为关键。雨水调蓄容积的计算公式如下:
式中:H表示设计降雨量, mm ;F表示汇水面积, m2;均为固定参数。ф 为综合雨量径流系数, 需经各类用地的雨量径流系数加权平均计算求得。
雨量径流系数由地表的粗糙性及渗透性决定, 不同地表的雨量径流系数差别很大。对同一块汇水面, 不同强度的降雨产生的雨量径流系数也有不同。以小区开发常见的5 种地表类型为例, 应用简化的SWMM排水模型, 对雨量径流系数在不同雨强下的变化规律进行研究。可以看到在重现期0.5 a至50 a的2 h降雨中, 雨量径流系数随着降雨强度的增加而增加, 其中绿色屋顶、透水铺装、绿地等渗透性较强的下垫面径流系数随降雨强度的变化较大。
因此, 雨量径流系数的取值应考虑对应的降雨强度, 按照式 (1) 计算雨水调蓄容积时, 应针对设计降雨量选取适当的径流系数。沈阳低影响开发的径流总量控制目标85% 时, 设计24 h降雨量为31.6 mm。而沈阳市降雨多为短历时降雨, 重现期为0.5 a的2 h降雨, 降雨量为30 mm, 接近设计降雨量。故在计算雨水调蓄容积时, 应选择重现期为0.5 a的2 h降雨所对应的径流系数。沈阳市2h降雨不同地表对应的径流系数见表2。
不同地表径流系数随重现期变化的分析图见图1。
地表径流随重现期变化情况见图2。
4 建模参数
为确保低影响开发设计的合理性, 通常需要建立计算机模型对设计方案进行综合评估。除传统设计中需要考虑的参数以外, 建模过程中还应用到一些参数, 如地表的曼宁粗糙系数及土壤的下渗参数等。
4.1 曼宁粗糙系数
曼宁粗糙系数体现的是汇水面的粗糙程度, 对地表径流有一定影响。表3 及图3 是在降雨及地表下渗条件不变的情况下, 仅曼宁粗糙系数n的变化对地表径流产生的影响。可以看出, 曼宁粗糙系数越大, 地表越粗糙, 径流峰值越小, 且出现时间越滞后;径流系数随着曼宁粗糙系数的增大而减小。
根据SWMM用户教程推荐及参考GB 50014—2016《室外排水设计规范》, 推荐采用的曼宁粗糙系数如表4 所示。
4.2 下渗参数
下渗参数体现汇水面土壤的下渗性能, 该参数对径流系数影响很大。表5、图4 是在降雨及地表情况相同, 土壤下渗条件对径流及径流系数的影响。可以看到, 下渗性越强的土壤, 径流峰值越低且径流系数越小。北京市地方标准DB11-685—2013《雨水控制与利用工程设计规范》中要求, 采用土壤入渗为主的LID措施时, 土壤下渗参数>1×10-6m/s (3.6 mm/h) 。
由于不同土壤的下渗参数差异很大, 同类土壤因具体条件不同, 下渗参数也存在一定差异。因此, 在具体的工程应用中, 应该进行地质勘测以确定准确的土壤下渗参数。本文参考沈阳某地勘报告给出不同土质的下渗参数, 当不具备测量条件时, 可参考表6 选取下渗参数。
5 结语
低影响开发措施 篇8
采用低渗透油藏开发技术是为了尽可能的提高我国石油开采总量以及总体开采效益。随着近年来的实践可知, 油田生产的系统主要包含地面开发、油储开发、钻井开发与低渗透油藏开发, 这四部分是油田生产系统必不可缺的。同时, 在这基础之上还需要进行科学合理的分层开采, 最大程度上保证开采出多油田层、非均质的砂岩油。建立该生产系统既能有效的避免可能出现的技术性问题, 又能最大限度地保证油田开采效率达到一个满意值, 同时, 还能提高我国油田的开采量、增加油田的采收率, 为不同目标产量提供可靠保障。当然, 进行开采时除了技术上的问题需要考虑之外, 还需要合理有效的科学控制, 降低举升能和各项作业的费用, 都能为我国油田可持续发展提供可靠条件。
二、当前我国特高注水水质在低渗透油藏开发的指标影响
在我国现行的特高注水水质油田的低渗透油藏开发的发展指标中依旧存在我国特高注水水质雨天低渗透油藏开发中遇到的一些技术难题。我国油田多为特高注水水质油田, 随着开采的进度, 油田和水的比例在逐渐增加, 使得控水变得更加困难。正是这些问题的产生, 导致我国油田开采量极低, 并且老井中的油田套管随着时间的变化, 损耗量也在不断增加, 老设备产能下降, 老化, 致使对石油开采的能耗增加, 与之前相比, 产油成本得到了增加。
三、特高注水水质的低渗透油藏开发在技术方面的发展研究
陆地是一个非均质, 是由多油层的砂岩组成的, 不同层间存在着极为明显的不同。进行未来油层的开发与发展, 我们必须选择细分开采道路, 我国目前正在进行的油田技术研究中, 已经有适用于我国地质的油田开采技术——全套的损井修复技术, 利用此技术对油管进行修复, 从而提高我国油水井的指标利用率。
长时间的油田开采对套管的损耗极大, 我国现阶段大部分油田的套管都已进入套损高峰期, 钻孔、标准层部位已有了不同程度的损害, 甚至有些已经严重到变形、错断。有些套层已经出现了严重错段现象, 在较大弯曲的部分已经出现了变形与吐砂。这种种现象都说明了套损为我国油水井产生的影响是极为巨大的, 甚至造成了巨大的破坏, 导致采收率大幅下降。目前, 通过我国的老井进行修复, 年均的油量大概可以达到31*104吨, 每年修复的注水量一般可达达到20*435m, 此产量数据主要表现在大庆油田。即便我国油田目前的套损情况比之前变得更加严重, 但是随着技术的进步, 目前套损井的修复率也在逐年增加, 老井的修复率已达90%, 基本上达成了了注采平衡的目的, 同时也减少了成片套损的继续扩大的可能性, 这对于未来继续完善注采关系, 增加经济效益, 为有效提高油田的采收率提供了一个很好的条件。
四、结束语
近几年, 随着我国综合国力的不断增强, 经济飞速增长的同时, 科学技术也发生了巨大变化。低渗透油藏开发将成为未来油田生产以及发展的最关键的一个环节, 很多的生产技术的问题解决都要依靠未来低渗透油藏开发技术的改善和进步来完成。当前的特高注水水质的油田仍然面临着很多比较复杂的问题。我们只有依靠科学技术的力量, 才可以将保证产量以及节约成本两者高效的结合在一起。当然, 我们还应该对我国有限的资源进行合理有效的开发利用, 避免造成不必要的浪费, 加强对科学技术的研究, 以期利用更先进的技术为未来社会创造更多的效益。
摘要：随着对油田开发力度的不断加大, 我国一大批油田已经进入了高含水这一特殊时期。这一时期的到来致使我国油田即将面临许多严重的问题, 其中最为突出的就是采储不平衡以及套管损耗严重。这两个突出问题对于石油的采收率产生了极为严重的阻碍作用, 造成了我国的资源在开采效果方面巨大的负面影响, 极大程度上浪费了我国有限的石油资源。然而, 造成这种种问题的关键在于我国大渗透油藏开发技术的不成熟。本篇文章的作者针对当前我国的特高注水水质所面临的一些技术方面的问题作了详细的叙述, 并把我国的一些在油田中存在的一些问题作了一一的列举, 同时也提出了相应的解决措施。
关键词：油田特高注水,水质低渗透,油藏开发
参考文献
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