提高黑龍潭水庫汛限水位可行性分析

許坤

石林縣黑龍潭水庫工程管理處 云南石林 652200

摘要：本文從黑龍潭水庫存在問題、現狀及用水情況入手，提出提高汛限水位的必要性，分析討論了提高汛限水位對水庫防洪標準及樞紐建筑物的影響，從而論證了提高黑龍潭水庫汛限水位的可行性。

關鍵詞：黑龍潭水庫；汛限水位；提高；必要性；可行性

1概況

1.1區域概況

石林彝族自治縣位于昆明市東南，距昆明80余km，是全國聞名的風景名勝區。轄2鎮8鄉91個村委會387個自然村，現有人口22萬余人，其中彝族人口占33.2%，土地面積1725km2，耕地267240畝。縣域地處滇東巖溶高原的腹心部位，地勢起伏平緩，由東向西傾斜，依次為楊梅山、圭山山地、巖溶高原、巴江盆地和西部山地。山脈河流近南北向展布，屬珠江水系南盤江流域，南盤江、甸溪河從縣域北部和南部過境，巴江縱貫縣域西南部，為全縣主要地表徑流水資源。區域內三分之二的地區為碳酸鹽類地層覆蓋，巖溶地貌占區域總面積的56%。屬低緯度高原山地季風氣候，干濕分明，四季如春，多年平均降雨量為960.6mm，降水主要集中在6—9月，冬春多干旱，夏秋易洪澇。全縣多年平均徑流量量為3.18億m3，人均占有地表水資源不足1500m3，屬貧水地區，水的供需矛盾突出，特別是巖溶地區缺水更加嚴重。

1.2水庫概況

黑龍潭水庫位于石林縣城東部，距縣城4km，座落在南盤江流域巴江支流，本區徑流面積315 km2，庫區多年平均降雨量940mm，多年平均徑流量0.99億m3。

水庫始建于1967年，原為小（一）型水庫，為滿足灌區工農業生產及縣城居民生活用水，1977年進行擴建，建成總庫容2469萬m3，年可調節水量5000萬m3的中型水庫。灌溉著巴江盆地的農田10.26萬畝，年供縣城工業用水、居民生活用水1000萬m3，對下游石林縣城及44個自然村的6萬余人和昆河國防公路起到防洪保護作用，還對下游的壩后電站、大壩電站、黃家莊電站、小疊水一、二級電站等提供一定的調節水量。是一座以灌溉為主，兼有供水、調洪、水力發電等多功能的綜合利用的水利工程，是石林縣缺一不可的水利基礎設施。

1983年9月大壩擴建工程竣工后，水庫開始逐步按設計蓄水，運行正常，1992年3月發現主壩左端外壩坡上部局部浸水，壩頂沿壩軸方向開裂，表面裂縫寬達20mm、長94m，大壩已產生不均勻沉陷，存在壩體滲漏失穩的險情。針對險情產生原因，采取上堵下排的原則，在主壩上游澆筑砼防滲墻和壩體帷幕灌漿，截斷壩基粉細砂層和壩身滲漏，在下游主壩壩腳振沖置換，加固基礎，利用碎石樁排水減壓，并設反壓平臺，解決壩坡穩定及地震液化問題。除險加固工程于1996年10月竣工，經過除險加固，使水庫的管理設施得到了配套和完善，為水庫的安全運行、調度、管理工作創造了必要條件。

2提高黑龍潭水庫汛限水位的必要性

灌區主要種植的農作物有水稻、烤煙、玉米、小麥、蠶豆及其他經濟作物和經濟果林，現行灌溉供水主要集中在來年的4—5月的大春用水，此時恰恰是水庫來水的最枯時段，供水需矛盾突出。

由于巴江流域地處滇東巖溶高原的腹心地位，屬低緯度高原季風氣候，干濕分明，降雨具有時空分布不均的特點：①年度變化大，平均三年一大旱；②年內分配不均，旱季（1—5月和10—12月）僅占年降雨量的17.8%，雨季（6—9月）占年降雨量的82.2%，干旱十分頻繁，春、夏旱幾乎年年皆有。灌區流域內水資源稀少，人均擁有水資源總量遠遠全國水平，可利用水資源量更低。

隨著流域區域內社會的發展及水資源的利用，水庫來水總量與降水量相比出現了逐年減少的趨勢。如果仍按照工程設計的汛限水位要求調度運行，如果汛后來水偏少，勢必造成汛后蓄水壓力，造成汛后難于蓄水，降低了水庫供水能力，也就不能滿足來年灌區灌溉用水要求。因此充分利用水庫設施泄洪能力強及汛期降雨量集中的特點，在保證水庫防汛安全的前提下，科學、合理的將汛限水位由設計的1728.83m提高至1730.60m以上，增加汛期蓄水200萬m3，減小汛后蓄水壓力，是保證水庫供水能力的有效途徑。

另外，汛限水位提高后，增加了壩后電站發電水頭，保證壩后電站滿負荷運行，年可增加發電10余萬度；其次提高汛限水位后，可以使縣城自來水管道自壓供水，省去自來水供水加壓用電等費用50余萬元。

3提高黑龍潭水庫汛限水位的可行性

3.1水庫高水位運行狀況

水庫大壩自1983年9月竣工，就開始逐步按設計蓄水，運行20余年來，除1992年、1993年因水庫出現險情限制蓄水和近幾年限制汛期蓄水外，幾乎所有年份汛期水位均出現超過1730.6m的情況，從統計多年的蓄水資料，水位超過1730.60m運行的時間年均在270天以上。

3.2水庫防洪標準

黑龍潭水庫是一座以灌溉為主，兼有城鎮供水、防洪、水力發電的中型水庫，根據《水利水電等級劃分及洪水標準》，黑龍潭水庫樞紐為Ⅲ等，防洪標準為100年一遇設計，1000年一遇校核。設計日洪峰流量61.8 m3/s，校核日洪峰流量85.3 m3/s，水庫實測日最大洪量為96年6月25日的35.9 m3/s，該日的時段最大流量為46.1 m3/s。水庫下游河道防洪標準為20年一遇設計，100年一遇校核，允許最大下泄流量63 m3/s。

黑龍潭水庫泄洪設施為擴建工程時修建的溢洪道和除險加固時專為施工所設的泄水洞。溢洪道為寬5m的寬頂堰，底板高程1729.3m，設計泄量67.2 m3/s，校核泄量86.9 m3/s；泄水洞進口為寬頂堰，底板高程1725.1m，設3.0×2m鋼閘門一道，設計泄量22.4 m3/s，校核泄量24.0 m3/s。溢洪道與泄水洞聯合泄水，在設計洪水位時76.3 m3/s，校核水位時達110.5 m3/s。

從水文資料分析可以看出，黑龍潭水庫樞紐工程泄水洞與溢洪道聯合運行，其泄流能力可以充分滿足排泄各級洪水要求，大大提高了黑龍潭水庫的洪水標準。

在設計洪水位以下，水庫完全有能力排泄設計洪水標準以下的各級洪水標準，也就是說可以按自然來水宣泄，來多少，泄多少。因此，提高汛期限制水位是科學的、可行的。

3完善的管理制度是汛限水位抬高的有力保障

3.1配套的管理、觀測設施

除險加固后的黑龍潭水庫的管理、觀測設施得到配套和完善，水庫的管理、觀測實施更加完善，更加齊備。修建了管理圍墻、樞紐工程的東、西、中大門管理房，配套了涵閘啟閉設備，新增水位觀測尺等。

現有觀測設施①斜坡式水位觀測尺3道，分別設置于主壩和東、西副壩壩肩；②位移觀測控制點3排計70余個，分別設置于主壩前后壩坡；③浸潤線觀測孔6排，分別設置于主壩和東、西副壩；④砼防滲墻應力應變觀測；⑤滲漏、降雨、蒸發等觀測。可以對大壩進行動態觀測。

3.2專業的管理隊伍

從九十年代初期，為適應管理需要，管理處就下設專門負責工程管理的工程管理科，負責水庫的管理、觀測、調度、運行。目前工程管理科有職工19人，大專以上文化12人，中專文化4人，有各種專業技術人員12人，技術工人7人。在專業技術人員中有高職2人、中職8人、初職2人，在技術工人中有技師2人、高級工4人，中級工1人。

3.3完善的管理制度

從工程管理科成立之初，就制定了嚴密的管理觀測制度，經過十余年的不斷補充、完善，使管理觀測制度更加合理、更加全面。①水位、水溫、蒸發、降水每天觀測一次，其中水位汛期每天不低于2次，視來水情況加密觀測次數；②水平位移、垂直位移、浸潤線、滲漏、砼防滲墻應力應變等每十天觀測一次，并視觀測數據變化情況進行加密觀測；③每年在高低水位進入涵管檢查和檢修涵閘啟閉設施不低于2次，并隨時保證閘門、啟閉設施操作靈活；④高水位時（蓄水超過2000萬m3）配備專職人員對樞紐工程進行巡查；⑤觀測資料必須在一日內整理完畢。

配套的管理設施，專業的管理隊伍，完善的管理、觀測設施，為汛期水位的提高創造了有利條件。

五、結語

黑龍潭水庫近年來汛限水位一直執行設計值，制約著水庫的調蓄能力，使水庫的工程效益難以充分發揮。

根據水庫的徑流特點及水庫供水情況，將水庫汛限水位確定為1730.6m，可保證水庫蓄水，確保灌區來年春耕生產農業用水。

經過洪水調節和水庫泄洪能力分析，提高汛期汛限水位不會降低水庫防洪標準，也不會影響大壩的安全運行。

水庫除險加固實施時，為保證水庫度汛安全，增設了泄水洞，增強了水庫防洪能力，使水庫汛期提高水位，增強水庫調蓄能力，充分發揮工程效益已成必然的。提高黑龍潭水庫汛限水位是必要的，也是可行的。