豐滿水庫可能很多人都不熟悉,但在國內大型人工水庫中,豐滿水庫絕對是“元老”級別。豐滿電站的名聲更是響亮,被譽為“中國水電之母”。
起初,該電站的發電規模較小,但經過當地政府的改造和建設,發電量穩步增長,並逐漸發展成為東北電網系統中的主要電廠。
2013年,豐滿大壩洪水泛濫。
豐滿水利發電能力相當不錯,裝機發電能力55.4萬千瓦,年均發電量18.9億千瓦時,歷史最高年發電量27.5億千瓦時。自2000年5月水庫建成以來,水庫累計發電量已達1111億千瓦時,超過了三峽水電站的年發電量。粗略估算,豐滿水電創造了至少250億元的發電效益。
除了發電,豐滿水庫還有兩個值得關註的對象,壹是漁業資源,二是“病壩”。
壹個天然的“魚銀行”,但其潛力有待開發。
豐滿水庫以松花湖而聞名。松花湖位於松花江中上遊。庫區狹長,分支,長約180公裏,寬3-4公裏。平均水深20-50米。水面可拓展至5.5萬公頃,最大蓄水量108億m,水庫周圍群山環繞,天然次生混交林分布廣泛,環境優良,堪稱“生態寶地”。
松花湖魚類資源的調查最早可以追溯到1994年,中國的任慕蓮等專家寫了壹本書《黑龍江的魚類區系》,記載豐滿壩水域(包括松花湖、白山等水域)魚類有62種,隸屬於14科50屬。
松花湖的“好魚”確實很多,但到底有多少,誰也說不清。據說,上世紀90年代末,當地壹位老漁民在湖中撈起壹條重達15公斤的巨型鱖魚。2014年,另壹位漁民在400米長的漁網中捕獲了壹條60厘米長、重9.5公斤的鰲花。後來被媒體報道,在當地廣為流傳。
松花湖的鱖魚
此後,類似的漁業資源調查時斷時續。吉林省水產技術研究所等單位2013年《吉林水利》發表的壹篇文章指出,松花湖庫區魚類約有50種,其中土著魚類有40多種。但由於過度捕撈等原因,烏蘇裏白魚、黑龍江茴香魚、江鱈魚、哲羅魚等冷水魚在湖區已基本絕跡。蓍草魚和黑龍江鰩魚也大幅減少,只出現在上遊和支流河流中。由於產卵場的環境變化,南方鮎也很難追蹤。
在最近的壹次調查中(見下面的位置),研究人員付出了巨大的努力,最終捕獲了7356只,總計36.4公斤.經過物種鑒定,這些魚類分為41個不同的種類,但沒有發現鰷魚、烏蘇裏白魚、哲羅魚和梭魚等土著冷水魚。
理論上松花湖發展漁業有天然優勢,專家也做過專業評估:松花湖養魚水面可規劃3.4萬公頃。根據湖區天然餌料基數,估計每公頃水面可產魚307公斤。根據以上魚類生產力,松花湖原則上每年可生產天然水產品1萬噸以上!
但實際上,湖區的平均捕撈產量只有3000噸(300萬公斤)左右,僅占預計產量的30%左右,這意味著湖區的餌料資源遠未得到充分利用,潛力很大
豐滿大壩1942年攔河,1943年開始發電。是豐滿壩混凝土澆築形成的重力壩,全長1080米,高91.7米,混凝土消耗量194萬米。但由於歷史原因,大壩的建設並沒有達到保質保量,甚至可以說是“漏洞百出”。
實際上,大壩只澆築了總量的89%,大壩主體沒有達到工程要求的設計高度。部分壩段距離壩頂15米。混凝土質量不盡如人意,出現大量蜂窩孔洞,導致大壩漏水嚴重。縱縫沒有鍵槽,止水銅板位置不夠準確;連溢流閘門都沒裝,散水基礎開挖深度達不到標準!
這些“弊病”為豐滿大壩日後埋下了巨大的隱患。更有甚者,外界因素的侵蝕也開始“暗中使壞”。影響混凝土使用壽命的外部因素主要包括風化、腐蝕和冰凍等。這些侵蝕在豐滿水庫同時存在,其中低溫冰凍的破壞性最大。
豐滿壩地處寒溫帶半濕潤氣候區,年平均氣溫只有4.4,冰凍期長達5個月。冬季低溫常徘徊在零下20~25左右,湖面冰層厚度可達1米。豐滿大壩底部湖水溫度零下4,上下水溫相差20~30,加劇了混凝土的膨脹收縮效應,影響了建築材料的性能。
到1988年,大壩表面的水泥粉開始嚴重破損、軟化、剝落,危機開始顯現。大壩上遊受損面積壹度達到1300,下遊受損更為嚴重。如果沒有溢流面,破裂面可算6100,破損裂縫深度10~40cm,有的地方深度甚至達到1米以上!
通過這些情況可以得出結論,當時(1988年)的豐滿大壩已經進入使用壽命末期,防洪風險陡增。後來專家組成員在對豐滿大壩進行固定檢查驗證時,發現溢流壩段出現滲漏和凍脹開裂現象。因此,2007年,國家電監會將豐滿大壩判定為“病壩”。
此後,通過混凝土灌漿、大壩加固等維護措施,豐滿大壩實際使用壽命得到延長,關鍵指標暫時滿足設計規定的功能要求。經過30年的延壽,也就是2006年5月,豐滿水庫老壩的擋墻被炸開了壹個5米寬的缺口,松花湖從缺口中緩緩湧入新壩。自此,運行了80多年的豐滿老壩正式退出歷史舞臺,由建設了5年的新壩負責其替代運行。
目前國際公認的混凝土壩經濟使用年限為50年。然而,豐滿大壩通過壹系列不斷的新建、改建和擴建,延長了30年的使用壽命。做到這壹點並不容易。更重要的是,豐滿壩的案例為我國水利工程建設提供了難得的素材,對新型混凝土重力壩的建設起到了警示和借鑒作用。
簡而言之,即使經過嚴格的設計和施工,大壩也可能出現新的問題。比如有“銅墻鐵壁”之稱的三峽大壩,曾經發生過“裂縫事件”,引來社會各界的諸多討論。因此,在保證工程質量的前提下,大壩的日常驗證、檢查和維護必不可少。只有嚴格對待,提高警惕,反復檢查,才能把隱患消滅在萌芽狀態。