丰满水库:一年出鱼300万公斤,大坝为什么能“多活”30年?

浏览:2314   发布时间: 08月30日

说起丰满水库,可能很多人都不怎么熟悉,但在我国的大型人工水库中,丰满水库绝对算得上是“元老”级别的存在。丰满电站的名声更是如雷贯耳,被誉为“中国水电之母”。起初,电站的发电规模相对较小,后经当地政府加修改建,产电量稳步升高,逐渐发展成了东北电网系统中的主力电厂。

丰满水利的发电能力相当了得,发电装机容量55.4万kw,平均每年可发电18.9亿度,历史最高年发电量27.5亿度。自建库至2019年5月,水库累计发电1111亿度,比三峡水电站全年的发电量还要多。据粗略估算,丰满水电至少创造了250亿元的发电效益。

除了发电,丰满水库还有两个非常值得关注的对象,一是渔业资源,二是“病坝”

一个天然“鱼库”,但潜力有待开发

丰满水库更为人所熟知的称谓是松花湖。松花湖位于松花江的中上游,库区狭长呈分枝形,长约180公里,宽3~4公里,平均水深20~50米,水面可扩展到5.5万公顷,最多可蓄水108亿m。水库周边群山环绕,广布天然次生混交林,环境优良,堪称“生态宝地”。

松花湖的鱼类资源调查可以追溯到1994年,当时我国的任慕莲等专家著作了《黑龙江的鱼类区系》一书,其中就有记载:丰满大坝水域(包括松花湖、白山等水域)共有62种鱼类,隶属14科50属。

松花湖中确实有不少“好鱼”,但具体有多少,没人能说清楚。据说在20世纪90年代末,当地的老渔民曾在湖中打捞上来一条15公斤重的巨型鳌花(鳜鱼)。2014年,又有渔民在400米长的渔网中捕获一条长60公分、重9.5公斤的鳌花,后来还被媒体报道,在当地广为流传。

松花湖鳜鱼

此后,类似的渔业资源调查断断续续展开。吉林省水产技术研究院等单位在2013年刊发在《吉林水利》上的一篇文章指出:松花湖库区约有50种鱼类,其中土著鱼类有40余种。但由于过度捕捞等原因,乌苏里白鲑、黑龙江茴鱼、江鳕、哲罗鱼等冷水性鱼类已在湖区基本绝迹,雅罗鱼、黑龙江马口鱼也大幅减少,仅出现在上游和支流河道中,鲌类也因为产卵场的环境变化而难觅踪迹。

在最近的一次调查中(地点见下图),研究人员下了很大工夫最终捕获了7356尾渔获物,共计36.4公斤。经过物种鉴定,这些鱼类被归属为41个不同的物种,但同样也未发现细鳞鲑、乌苏里白鲑、哲罗鱼、狗鱼等土著冷水鱼。

理论上,松花湖发展渔业具有天然优势,专家们也曾给出过专业评估:松花湖用来养鱼的水面可规划为3.4万公顷,按照湖区的天然饵料基础估算,每公顷水面可产鱼307公斤。根据上述鱼产力可计算,松花湖原则上每年能够生产超过10000吨的天然水产品!

然而实际上,湖区的平均捕捞产量只有3000吨(300万公斤)上下,仅占估产的30%左右——这也就说明,湖中的饵料资源远远未被充分利用,潜力巨大。

松花湖开江鱼

而要利用好这些水面,切实可行的方式就是适时封湖育鱼、保护濒危鱼种(尤其是冷水鱼)、加大经济苗种的投放量。举个例子,可以大力投放鲢鱼、鳙鱼等净水鱼,在改善水质的同时又可增加渔业产量,走“有机鱼”的发展道路。事实上,这种“保水渔业”在查干湖、博斯腾湖、千岛湖等大水面已获成功,完全可以在松花湖推广试行!

丰满大坝:“病坝”靠什么延寿30年?

丰满大坝于1942年拦江截流,1943年开始发电。丰满大坝是混凝土浇筑形成的重力坝,拦洪坝全长1080米,坝高91.7米,消耗的混凝土工程量为194万m。但由于历史原因,拦河大坝的修建并没有做到保质保量,甚至可以说是“漏洞百出”。

实际上,拦河大坝的混凝土只浇筑了总量的89%,而且大坝主体也没有达到工程要求的设计高度,部分坝段距离大坝顶部还有15米的距离。混凝土的质量也不尽人意,出现了大量的蜂窝状孔洞,导致坝体严重漏水;纵缝中没有设置键槽,止水铜板的位置不够准确;就连溢流闸门也未安装,护坦基础的开挖深度同样达不到标准!

以上这些“弊病”为日后的丰满大坝埋下了巨大的隐患。更要命的是,外部因素的侵蚀作用也开始“暗中使坏”。影响混凝土使用寿命的外界因素主要有风化、溶蚀和冰冻等,而这些侵蚀作用在丰满水库同时存在,其中破坏性最大的是低温冰冻。

丰满大坝地处寒温带半湿润气候区,年平均气温只有4.4℃,冰封期长达5个月。冬季低温时常在零下20~25℃左右徘徊,湖面冰层厚度可达1米。而在丰满大坝底部,湖水温度则在零上4℃,上下层的水温相差20~30℃,加剧了混凝土的胀缩效应,影响了建材性能。

到了1988年时,坝体表面的水泥粉面开始出现严重破损,软化剥落,危机开始初露端倪。在大坝上游,破损面积一度达到1300㎡,下游的破损更加严重,在不含溢流面的情况下破碎面可计为6100㎡,破损裂缝的深度为10~40cm,个别地方的深度甚至达到了1米多!

通过这些状态可以断定,当时(1988年)的丰满大坝已经进入使用寿命的末期,抗洪风险陡增。后来专家组成员在对丰满大坝进行定检核验时,还发现了溢流坝段的渗漏和冻胀开裂的问题。为此,国家电监会在2007年将丰满大坝判定为“病坝”。

此后,通过混凝土灌浆、坝体加固等维护手段,丰满大坝的实际使用寿命得以延长,关键性指标暂时满足设计规定的功能要求。在延寿了30年后,也就是在2019年5月,丰满水库老坝的挡水坎位置被炸开了一个5米宽的缺口,松花湖水由缺口处缓缓涌向新坝。从此,运行了80多年的丰满老坝正式退出了历史舞台,由施工建设了5年的新坝负责接替运行。

新坝(上)和老坝(下)

目前,国际上公认的混凝土大坝经济使用寿命为50年,而丰满大坝通过一系列续建、改建、扩建,算是延长了30年的寿命,做到这一点已经相当不容易。更为宝贵的是,丰满大坝的案例为我国水利工程的修建提供了难得的素材,为新型混凝土重力坝的修建起到了警示、借鉴作用。

总之,即便经过严谨设计和严密施工,大坝也可能会出现新的问题,比如被誉为“铜墙铁壁”的三峡大坝就曾出现过“裂缝事件”,一时间引得社会各界议论纷纷。因此,在保障工程质量的前提下,大坝的日常核验、检查以及维护必不可少,只有严谨对待,提高警惕,反复巡查,才能将隐患消灭在萌芽之中!

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