孫彥芳

（山西省晉中市太谷縣龐莊水庫(kù)管理處 山西太谷 030800）

20世紀(jì)70年代，國(guó)家大興水利，許多中小型水庫(kù)修建于那時(shí)。由于當(dāng)時(shí)資金及技術(shù)條件限制，水庫(kù)建成后壩體質(zhì)量差、防洪標(biāo)準(zhǔn)低。21世紀(jì)初，國(guó)家對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固。除險(xiǎn)加固后的水庫(kù)運(yùn)行管理狀況究竟如何，本文以太谷縣龐莊水庫(kù)為例進(jìn)行了分析，找出了水庫(kù)運(yùn)行管理存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)對(duì)策。

1 龐莊水庫(kù)概況

龐莊水庫(kù)位于黃河流域汾河支流烏馬河上，壩址位于山西省晉中市太谷縣龐莊村。水庫(kù)始建于1971年8月，1974年11月竣工并投入運(yùn)用。水庫(kù)控制流域面積278 km2，建成時(shí)總庫(kù)容1 800萬(wàn)m3。

水庫(kù)原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核。經(jīng)過(guò)除險(xiǎn)加固，防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)50年一遇設(shè)計(jì)，1 000年一遇校核。總庫(kù)容達(dá)2 300萬(wàn)m3，興利庫(kù)容1 315萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)洪水位940.71 m，校核洪水位945.63 m，正常蓄水位942 m，汛限水位937 m。

水庫(kù)樞紐由大壩、溢洪道、輸水洞、泄洪洞和水電站等五部分組成。大壩為漿砌石重力墻式堆石壩，壩高46 m，長(zhǎng)350 m。

水庫(kù)承擔(dān)著本縣50%的供水任務(wù)和6 330 hm2農(nóng)田的灌溉任務(wù)，還承擔(dān)著下游太谷、祁縣、清徐三縣190.4 km2的防洪任務(wù)，是一座綜合利用的中型水庫(kù)。

2 目前水庫(kù)運(yùn)行管理存在的問(wèn)題

2.1 由于溢洪道橡膠壩未安裝，防洪、興利能力皆不足，且矛盾突出

在2004年水庫(kù)除險(xiǎn)加固二期工程建設(shè)時(shí)，由于自籌資金不到位，原設(shè)計(jì)的溢洪道安裝橡膠壩項(xiàng)目并沒(méi)有實(shí)施。水庫(kù)設(shè)計(jì)興利庫(kù)容為1 315萬(wàn)m3，但由于橡膠壩未安裝，最高蓄水位只能到溢洪道底板高程937 m，達(dá)不到正常蓄水位942 m，興利庫(kù)容不達(dá)標(biāo)。從2008年除險(xiǎn)加固工程完工至今10年來(lái)，城市供水基本能得到保證，農(nóng)田灌溉由于灌區(qū)很大一部分還在使用機(jī)電井進(jìn)行灌溉，對(duì)庫(kù)水需求量還未達(dá)到設(shè)計(jì)需水量，所以權(quán)且可以維持，但隨著地下水位逐漸下降，地表水需求量的加大，興利用水將不能滿(mǎn)足要求。

水庫(kù)最大淹沒(méi)范圍190.4 km2，保護(hù)村莊48個(gè)，保護(hù)太谷縣城一座，屬于下游有防洪任務(wù)的水庫(kù)。水庫(kù)在遭遇防洪標(biāo)準(zhǔn)以?xún)?nèi)洪水時(shí)，應(yīng)該考慮下游河道安全，實(shí)行控泄，使下泄流量小于等于河道安全泄量。但水庫(kù)在滿(mǎn)足興利用水的情況下，汛限水位設(shè)為溢洪道底板高程937 m。溢洪道為岸邊開(kāi)敞式，無(wú)閘門(mén)控制。由于橡壩未安裝，防洪能力不足，而且下游河道行洪能力非常弱，假如水庫(kù)汛前水位已達(dá)到汛限水位，那么當(dāng)來(lái)水量大于下游河道現(xiàn)狀承受能力時(shí)，水庫(kù)便無(wú)法實(shí)現(xiàn)使泄量小于河道過(guò)渡能力的控泄措施。

如果降低汛限水位，增大水庫(kù)防洪能力，興利用水將受到影響。

2.2 洪水預(yù)報(bào)能力、水文情況測(cè)控能力弱

水庫(kù)上游沒(méi)有水文站，水庫(kù)水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)、水化學(xué)等水文要素資料難以獲取。水雨情觀(guān)測(cè)只能依靠大壩站觀(guān)測(cè)，洪水預(yù)報(bào)能力弱。大壩觀(guān)測(cè)站只能觀(guān)測(cè)本站區(qū)域內(nèi)水雨情，對(duì)于流域內(nèi)水雨情無(wú)從得知。水庫(kù)流域面積內(nèi)75%為石山區(qū)，產(chǎn)匯流速度快，如果上游黑峰、黃花嶺有汛情，不能預(yù)先得知，只有等洪水到達(dá)庫(kù)區(qū)才能觀(guān)測(cè)到，使水庫(kù)防汛很被動(dòng)，不能主動(dòng)采取有效防御措施。

2.3 下游對(duì)水庫(kù)提出保護(hù)要求，但河道防洪能力差，與水庫(kù)防洪調(diào)節(jié)不配套

水庫(kù)每年汛期調(diào)度泄洪時(shí)，下游祁縣、清徐即頻頻告急，甚至上報(bào)到市防汛部門(mén)，不希望水庫(kù)放水，使水庫(kù)非常困擾。究其原因，主要是河道防洪標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)。

烏馬河全長(zhǎng)93 km，原設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。下游河道從南同蒲鐵路以西至南北六門(mén)地段，河道成懸河。出縣境處南北六門(mén)地段，河道只能通過(guò)100 m3/s的流量。而進(jìn)入祁縣、清徐，河道更窄，有的地方甚至沒(méi)有河道，最大只能通過(guò)15 m3/s左右的流量。

2014年，烏馬河河道治理6 000 m。此次治理根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-98）及《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94），設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，計(jì)算得設(shè)計(jì)洪峰流量為598 m3/s。治理范圍為太谷縣申奉便橋上游到南同浦鐵路橋長(zhǎng)1 547 m及太太路公路橋下游4 453 m河道，主要包括兩岸堤壩及護(hù)坡修建，河道疏浚。此次治理只是局部提高了河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于整條烏馬河來(lái)說(shuō)，還沒(méi)能從根本上解決河道行洪問(wèn)題。

即使水庫(kù)提高防洪能力，河道防洪標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)，達(dá)不到5%的防洪能力，水庫(kù)正常調(diào)節(jié)泄洪也會(huì)影響下游安全，一味要求水庫(kù)保護(hù)下游安全是不可行的。

2.4 水庫(kù)水資源利用率低

從2008年除險(xiǎn)加固工程完工到2017年，水庫(kù)年平均來(lái)水量1 219.31萬(wàn)m3，年平均棄水量為937.55萬(wàn)m3，水利用率只有23%。雖然存在因工程建設(shè)需要放空水庫(kù)情況（如2014年應(yīng)急除險(xiǎn)加固工程要求空庫(kù)施工），但總體看來(lái)水庫(kù)水資源利用率低。

2.5 水庫(kù)淤積庫(kù)容逐年增大，有效庫(kù)容逐年減小

根據(jù)二期初設(shè)測(cè)算，水庫(kù)多年平均淤積量為10.6萬(wàn)m3，到2020水平年，水庫(kù)淤積庫(kù)容為521萬(wàn)m3。

淤積庫(kù)容的增大使水庫(kù)有效庫(kù)容逐漸減小，興利庫(kù)容與防洪庫(kù)容都會(huì)相應(yīng)減小，興利、防洪會(huì)受到越來(lái)越大的影響。

2.6 現(xiàn)代化管控能力弱

水庫(kù)自動(dòng)化設(shè)施僅有自計(jì)水位計(jì)一套，僅能觀(guān)測(cè)水位。目前還采用原始的雨量筒觀(guān)測(cè)降雨。水庫(kù)不具備洪水預(yù)報(bào)、工程監(jiān)控、信息檢索及水庫(kù)調(diào)度等現(xiàn)代化應(yīng)用系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)全局統(tǒng)籌管理，現(xiàn)在仍然沿用老舊的人工處理模式，達(dá)不到精準(zhǔn)、高效的要求。

3 對(duì)策及效果

3.1 完善水庫(kù)及河道工程措施，實(shí)現(xiàn)正常調(diào)節(jié)

3.1.1 溢洪道安裝橡膠壩

根據(jù)除險(xiǎn)加固二期工程原設(shè)計(jì)，在溢洪道進(jìn)口設(shè)置充水式橡膠壩，內(nèi)壓比1∶2，壩頂高程942 m，與正常蓄水位齊平，壩高5m，長(zhǎng)35m。橡膠壩基礎(chǔ)寬度10 m，厚度2 m，兩側(cè)壩墩高8.5 m，厚1 m，寬10 m。

橡膠壩安裝后，興利庫(kù)容達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1315萬(wàn)m3，可以保證設(shè)計(jì)需水要求。水庫(kù)防洪能力也相應(yīng)提高。

3.1.2 整治河道，與水庫(kù)防洪調(diào)度相配套

對(duì)河道進(jìn)行清淤疏浚、加固新修河堤等工程，使其達(dá)到設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇。

除已治理的6 000 m河道外，對(duì)剩余河道，根據(jù)河道現(xiàn)狀，河堤線(xiàn)走向基本維持現(xiàn)狀，根據(jù)行洪需要對(duì)堤岸進(jìn)行防護(hù)，并對(duì)河道進(jìn)行疏浚，使河道斷面滿(mǎn)足20年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

河底縱坡根據(jù)河道天然縱坡進(jìn)行確定。河道斷面采用復(fù)式斷面，主槽為梯形斷面。迎水面采用鉛絲石籠護(hù)坡，背水面采用草皮護(hù)坡，對(duì)彎道凹岸岸坡采用石籠護(hù)腳，新建大堤高于現(xiàn)狀地面。

河道工程配套后，水庫(kù)就可以正常進(jìn)行防洪調(diào)度。水庫(kù)汛限水位為937 m。當(dāng)遇到標(biāo)準(zhǔn)以?xún)?nèi)洪水時(shí)，水庫(kù)按下游有保護(hù)對(duì)象方式進(jìn)行調(diào)度，開(kāi)啟輸水洞及泄洪洞閘門(mén)實(shí)行控泄，使Q泄≤Q安，也就是最大泄量小于等于598 m3/s，使水庫(kù)水位保持937 m，如果來(lái)水流量大于最大下泄流量，則水庫(kù)水位升高，水位升到的最高值，即為防洪高水位。

3.2 下游增設(shè)溢流壩，提高防洪能力與水資源利用率

水庫(kù)安裝橡膠壩后，蓄水能力增強(qiáng)，可增加庫(kù)容447萬(wàn)m3，年棄水量相應(yīng)減小，徑流利用率為60%，利用率仍然不高。水庫(kù)下游原設(shè)有一座高6 m、長(zhǎng)86 m的溢流壩。將此溢流壩改建加高，仍采用開(kāi)敞溢流型式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、管理方便。如此既可增加水資源利用率，解決水庫(kù)因淤積庫(kù)容減小的難題，又可以起到緩洪、滯洪作用，減輕河道負(fù)擔(dān)。

3.3 上游增設(shè)水文站，增強(qiáng)預(yù)警能力和水庫(kù)水文要素監(jiān)測(cè)能力

在水庫(kù)上游選擇石梁、急流、卡口控制斷面上游處河道順直勻整的河段，設(shè)立水文站基本站。設(shè)立水文站后，可以觀(guān)測(cè)水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)、地下水、水溫、冰情、水化學(xué)等水文要素的變化，為水庫(kù)提供可靠的水文資料。

在水庫(kù)上游設(shè)立水文站，及時(shí)提供準(zhǔn)確、可靠的水文情報(bào)預(yù)報(bào)，為水庫(kù)防洪提供切實(shí)可靠的水雨情一線(xiàn)資料，便于水庫(kù)即時(shí)采取有效防洪措施。而且水庫(kù)有供水任務(wù)，隨時(shí)可以了解水庫(kù)水質(zhì)情況。此外，還可以掌握泥沙淤積等情況。

3.4 建成水庫(kù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理

建成水庫(kù)信息自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。水庫(kù)信息自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備、通信平臺(tái)和監(jiān)測(cè)中心四部分組成。

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備由水位計(jì)（超聲波水位計(jì)、雷達(dá)水位計(jì)、投入式水位計(jì)等可選）、翻斗式雨量計(jì)和工業(yè)照相機(jī)組成，負(fù)責(zé)計(jì)量水庫(kù)水位、降雨量數(shù)據(jù)，并對(duì)水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍照。

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備即水庫(kù)監(jiān)測(cè)終端（太陽(yáng)能供電型），負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到的數(shù)據(jù)和圖片信息，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)信息傳送給監(jiān)測(cè)中心。

通信平臺(tái)包括GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)（監(jiān)測(cè)中心需辦理固定IP）。水庫(kù)的水位、降雨量數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)圖片經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絀nternet公網(wǎng)，并通過(guò)固定IP地址傳送給監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器。

監(jiān)測(cè)中心包括交換機(jī)、服務(wù)器、UPS電源等硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、水庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等軟件組成。

水庫(kù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)充分整合軟、硬件設(shè)備資源，可對(duì)水庫(kù)實(shí)現(xiàn)全天候遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可完整記錄各水庫(kù)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。可顯示水庫(kù)測(cè)點(diǎn)的最新水位、當(dāng)前降雨量、累計(jì)降雨量、現(xiàn)場(chǎng)照片等，實(shí)時(shí)展現(xiàn)水位、降雨量動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)。可定時(shí)更新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)照片；可手動(dòng)問(wèn)詢(xún)各測(cè)點(diǎn)的水位、降雨量數(shù)據(jù)，可遠(yuǎn)程拍攝水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)照片。當(dāng)水庫(kù)水位高于汛限水位或低于死水位時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)彈出提示框、發(fā)出報(bào)警音、向相關(guān)責(zé)任人發(fā)送報(bào)警短息等多種形式提示報(bào)警信息，并自動(dòng)拍攝現(xiàn)場(chǎng)照片傳送給監(jiān)測(cè)中心。責(zé)任人可根據(jù)相關(guān)信息作出決策。

4 結(jié)語(yǔ)

龐莊水庫(kù)目前存在防洪興利等方面的管理漏洞，采取工程措施與非工程措施相結(jié)合的方法可以切實(shí)提高運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，提高水資源利用率，減小防洪興利矛盾。這些問(wèn)題在其它中型水庫(kù)中也不同程度地存在，本文提出的對(duì)策及建議可供參考與借鑒。