某水库加固工程中的水文水资源特性刍议

王时清

（贵州省兴义市水利局，贵州 兴义 562400）

1 引言

该水库位于运河上游，东经 117°41′，北纬34°57′，总库容 8404×104m3，是一座以农业灌溉、防洪为主，结合发电、养鱼等综合利用的中型水库。集水面积121km2，流域形状呈海棠叶状，流域地势北高南低，干流长19.7km。该河为山溪性雨源河流，河道流量与降水量变化规律一致，枯季流量较小，洪水主要集中在汛期。流域内洪水源短流急，呈陡涨陡落型。水库流域内均为浅山区，山顶部分多系裸露石灰岩，山脚及山谷有部分风化页岩。水库流域内自1958～1974年先后建成小（1）型水库1座，小（2）型水库6座，小型水库总控制面积为14.91km2，总兴利库容 214.4×104m3。

2 水文水资源特性

2.1 水文水资源

该水库的径流由大气降水补给，径流在时间上的变化特点与降水相似，但年际、年内变化更大。据1961～2003年资料统计，水库流域多年平均降水量为857.2mm，年际变化较大，最大年降水量为1261.8mm，最小年降水量469.6mm。降水年内分配不均匀，降水主要集中在汛期（6～9月份），且又集中于7、8月或几场暴雨，6～9月降水量占全年降水量的71.5%，形成春旱、夏涝、秋后又旱的局面。

2.2 流域内水文测站分布

该水库1960年6月设立水文站，观测项目有水位、流量、降水、冰情、水温、水质和水文调查等，后于1986年撤销，改为水文辅助站，继续观测降水，对水库出水量进行调查。为更好地为水库防汛、水资源调度和工程管理服务，计划结合除险加固工程恢复水库雨量站，上游设有北庄雨量站，根据水库防汛需求计划增设半湖、高家庄等处雨量站。

2.3 水文特征值

水库多年平均库内水位122.64m，水库历年最高蓄水位128.10m（2003.9.3.），历年最低蓄水位 114.90m（1977.7.9）。最大 24h降水量188.7mm（1971.8.8），最大3d降水量215.4mm（1971.6.28）。水库建成后，到2003年共44年中有13次溢洪，其中1974年8月13日溢洪量最大，最大下泄流量为153m3/s。

3 基础设施

3.1 雨量观测设施。根据《降水量观测规范》（SL21-2006）和水文站观测项目，建6m×6m雨量观测场1处。观测场建钢筋混凝土围栏基础，不锈钢围栏，围栏高1.2m，由场内至场外修建宽1m、总长10m的混凝土观测路。上游雨量站建4m×6m观测场，钢筋混凝土围栏基础，不锈钢围栏，围栏高1.2m，由场内至场外修建宽1m、总长8m的混凝土观测路。

3.2 水准点。根据测验河段地形情况，在水库管理处院内设置基本水准点2个，在坝上水尺和渠道测流断面附近设置校核水准点2个，基本水准点应设在历年最高水位以上。水准点应按照《水位观测标准》（GBJ138-90）埋设，在砌筑挡土墙之前必须把回填土夯实，并预制正方形保护盖板。根据规范要求，需从国家水准点引测本站水准点高程，并测绘测验设施平面地形图。

3.3 水位观测设施

3.3.1 水尺。根据水位观测需要及断面实际情况，设置直立式水尺14支，其中坝上水尺12支，渠道水尺2支。水尺靠桩采用直径100mm的钢管，每根长2.5m，钢管深入基础0.5m；水尺靠桩应与水面垂直；同一组水尺应设置在同一断面线上，布设范围应高于测站历年最高、低于测站历年最低水位0.5m，相邻两支水尺的观测范围应有0.2m以上的重合。

3.3.2 水位观测道路及踏步。新建坝上观测踏步40m，渠道观测道路长60m，宽1.2m，厚10cm混凝土路面，素土夯实。

3.3.3 坝上自记水位台。在坝上基本水尺断面附近建设自记水位台1座，井身上部设自记水位仪器观测房约12m2，观测仪器台设在仪器房内和井身相连，钢板防盗门，百叶窗通风，内刷仿瓷涂料。井筒高18m，直径为1.8m，采用钢筋混凝土筒体结构，C25混凝土现浇，壁厚为0.4m；进水口φ0.3m，进水管长度32m，加活动铁制拦污栅。观测引桥宽1.5m，长29m，钢筋混凝土结构，1m高钢制护栏；支柱2根，高度分别为3.5m和7m；支墩为0.5m×0.5m混凝土柱，太阳能电池板安放于观测房顶。水位观测采用浮子式自记水位计，配套遥测终端机。

3.3.4 渠道自记水位台

柑桔红蜘蛛在宁都县1 a发生16代左右。造成柑桔红蜘蛛高发的主要原因是温度较高（旬平均气温不超过24℃）和空气干燥（相对湿度60%～80%）。当旬平均气温超过29℃时，可抑制柑桔红蜘蛛的发生。当冬季清理脐橙园灭虫不力时，次年4月柑桔红蜘蛛即可开始为害，盛发高峰一般在6月上、中旬。如果没有及时压下这次高峰，新梢叶片就会严重受害，造成落叶和落果，严重削弱树势，甚至造成树木枯死。9—11月可再次出现为害高峰，为害叶片和果实，严重时可造成果实无法正常转色。

自记水位台1座，建在泄水渠测流断面的右岸，井身上部建自记水位仪器操作室10m2，仪器台设在仪器房内井口上方，钢板防盗门，百叶窗通风，内刷仿瓷涂料。井筒深度大于渠道深度0.5m，直径为1m，采用钢筋混凝土筒体结构，C25混凝土现浇，壁厚为0.25m，进水口φ0.3m，进水管长度2.2m，加活动铁拦污栅。观测室旁竖立水泥线杆，用于安放太阳能电池板。水位观测采用浮子式自记水位计，配套遥测终端机。

3.4 流量测验设施

溢洪道泄洪流量，用测流车施测。设计利用坝下游2km处现有交通桥，用测流车巡测溢洪道泄洪流量。设计在渠道自记水位台附近建设测流桥1座，跨度6m，桥面宽1.0m，钢筋混凝土结构，1.0m高钢制护栏，用于渠道流量测验。

4 技术装备

4.1 水位设备。坝上与渠道均采用浮子式水位计，安装相应无线传输设备，站房内安装前置机，担负实时水位遥测数据的接收。

4.2 雨量设备

4.2.1 普通雨量器。由承雨器、储水筒、储水器等组成，并配有专用量雨杯。安装方法：将普通雨量器支架固定在观测场地面上，器口距地面70cm，保证器口水平。

4.2.2 翻斗式雨量计。采用翻斗式雨量传感器，分辨力为0.5mm。安装方法：预制混凝土座为0.4m×0.4m×0.2m，用3根螺栓将翻斗式雨量传感器固定在基座上，器口距地面70cm，保证器口水平。水文站采用有线传输，属站采用数传仪上传至水文站控制中心和水库中心；前置机负责接收数据并上传数据至市水文局水情分中心。

需购置测流车用来运载测流仪器，完成溢洪道流量监测，作为交通车管理上游雨量站及暴雨洪水灾情调查。

5 水文自动采集传输系统设计

5.1 系统组成。本系统由雨量自动采集传输子系统（共5处雨量）、水位采集传输子系统（有库内水位1处，渠道水位1处）、闸门开高子系统、自动测报控制中心子系统（水库水文站与水库管理部门共2处）4个子系统组成。设计目标：能自动采集流域内降水、库内水位、渠道水位、闸门开高等水文数据，提供流域雨情、水库水情和工程运用情况，并自动联机实现水文预报，进行水库调洪演算，提供洪水优化调度方案。

5.2 功能设计

5.2.1 测站。在测站数传前置机的控制下，按《报汛任务书》规定段次，自动完成定时发报和在雨量、水位达到加报标准时，自动完成暴雨、洪水位加报任务；接受中心站的查询、召测；测站实现主/备通信信道的自动切换；流量、泥沙等水情信息，能通过人工置数方式发报；具有现场、远程下载固态存储器数据的功能；具有远程工作设定和工作参数修改的功能；具有良好的电源管理和通信管理功能，包括向分中心报告电源状态信息。

5.2.2 技术要求

测站终端单元。测站终端单元包括带有人工置数功能的数传前置机、电源设备、有线或移动通信设备等，能完成水情信息提取和发送功能。环境条件：工作温度-12～45℃，工作湿度≤95%（40℃）；可靠性指标：在正常维护条件下，设备的MTBF≥25000h；遥测终端采用定时自报、加报和召测兼容的工作体制，对人工置数信息要有反馈确认的功能；遥测终端从数传仪里提取雨量、水位数据，同时具有人工置数接口，实现人工键入信息的发送；遥测终端具有有线电话、移动电话、中高速数字电路的任意两种信道相连的接口；通信设备的主要性能技术指标要符合《水文自动测报系统规范》(SL61-2003)的要求；发送的雨量数据中包含雨、阴、晴信息；发送的水位数据中包含落、涨、平信息；洪峰水位数据自动识别，有困难时可通过人工置数方式发送。

6 结束语

该水库建于1960年。已运行40多年，经过安全鉴定，被评为三类坝。现无完整的水文监测系统，无法满足水库防汛和水资源调度的需要，为改变这一现状，需恢复该水库水文站，建设水文设施，为水库的持续安全和下游的水资源合理调配打下坚实的基础。

[1]罗淑香.水库除险加固措施探讨.尚志市三股流水库管理站[J].民营科技，2010.02.20.