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50年代的河南水库垮坝事件(水丰水库蓄水81年)

50年代的河南水库垮坝事件(水丰水库蓄水81年)为确保工程安全,我国工程团队还特意提高了抗震等级标准。根据勘察,坝址的地震烈度原定为7度,由于是一级建筑物,标准增加1度;又因为是界河电站,标准再提高1度。最终的设计烈度高达9度,比三峡大坝的抗震设计烈度(7度)还要高。电站的改建达到了国内顶级标准,枢纽被划定为一等工程,大坝部分被定为一级建筑物,按照1000年一遇的洪水设计,10000年一遇的洪水校核。然而,建成后的水丰电站却“命途多舛”,周边国家和美国、苏联的军事活动范围均涉及库区,大坝的水工建筑屡遭破坏。特别在1950年的朝鲜战争中,大坝被炸出20多个弹坑,深达0.5~3m,总方量913m³,电站设施满目疮痍。另一方面,初期的设计和施工也存在质量问题,拦河坝是一座“带病运行”的大坝。根据质量检测,混凝土并未按照设计的配合比施工,骨料杂质含量高;振捣不佳,出现了蜂窝狗洞;坝址地处北方,冬季低温寒冷,但工程采用的抗冻标号却很低,17个抗冻

说起水丰水库,可能很多人都是头一回听说,但该水库在东北却有很高的知名度:它不仅是鸭绿江乃至东北最大的水库,还是中国和朝鲜共有的跨界水库。中朝两国共同合作,在库区发展水电和渔业,当地居民获益匪浅。

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水丰水库就像鸭绿江中游的“水袋子”,库段位于中国的拉古哨和朝鲜的水丰洞之间。两国筑起水丰电站的拦河大坝后,上游的山谷间就形成了长达157公里的水域,宜渔水面约250平方公里。

中朝两国共同维护,大坝多次改建

水丰水电站始建于1937年,并在1941年正式下闸蓄水,至今已蓄满81年。

水库两岸多是峭壁悬崖,植被覆盖率高,水土保持能力强,天然适合储备水资源。受地形地势影响,水丰水库的蓄水面积高达357平方公里,规模曾创下“亚洲第一”的纪录,深受国际社会关注。

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然而,建成后的水丰电站却“命途多舛”,周边国家和美国、苏联的军事活动范围均涉及库区,大坝的水工建筑屡遭破坏。特别在1950年的朝鲜战争中,大坝被炸出20多个弹坑,深达0.5~3m,总方量913m³,电站设施满目疮痍。另一方面,初期的设计和施工也存在质量问题,拦河坝是一座“带病运行”的大坝。

根据质量检测,混凝土并未按照设计的配合比施工,骨料杂质含量高;振捣不佳,出现了蜂窝狗洞;坝址地处北方,冬季低温寒冷,但工程采用的抗冻标号却很低,17个抗冻试件中有50%在75次冻融试验中被破坏,抗压强度也只有160kg/cm²。

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鉴于种种原因,水丰大坝陷入了重新加固改建的窘境。直到1955年,中朝两国本着友好合作的原则,共同签订了水电开发协议,决定于1958年恢复改建电站,设计年均发电量40亿kW·h。

电站的改建达到了国内顶级标准,枢纽被划定为一等工程,大坝部分被定为一级建筑物,按照1000年一遇的洪水设计,10000年一遇的洪水校核。

为确保工程安全,我国工程团队还特意提高了抗震等级标准。根据勘察,坝址的地震烈度原定为7度,由于是一级建筑物,标准增加1度;又因为是界河电站,标准再提高1度。最终的设计烈度高达9度,比三峡大坝的抗震设计烈度(7度)还要高。

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改建工程还通过多种措施确保大坝的稳定性。比如:消力池底板加厚2~5m,表面设置钢筋网,延长导流边墙;对溢流面进行加厚,浇筑1.5m的钢筋混凝土;在大坝下游面浇筑一层高标号的抗冻混凝土;挡水坝段的挡水墙由1.5m加高到4.6m;在坝体和坝基增设排水孔,提高泄流能力。

1958年的改建让水丰电站重焕生机,水库的安全性得以保障。但经过50年的运营,电站设施逐渐老化,我国于2009年再次进行了加固补强。

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蓄水以来,水丰大坝经历了多次维修恢复,该工程已不再是简单的发电枢纽,更是中朝两国人民友谊的见证,是确保界江安澜的国之重器!

水丰水库:名副其实的“天然宝库”

水丰水库的蓄水能力有多强?蓄水量高达116亿m³,占辽宁省37座大型水库蓄水总量的一半以上!这主要得益于库区的水深:平均水深25m,最大水深达123m,这也是河川型山谷水库的独特优势。

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长光卫星视野下的水丰水库

“靠山吃山,靠水吃水”,水量充沛的水丰水库是当地渔民的“摇钱树”。据文献记载,早在1950年代,中朝两国就共同组成了调查团,对水丰水库的鱼类多样性进行了考察。两国学者发现,水库的生物多样性非常丰富,并且特有物种颇多。

比如:上游急流水域有重唇鱼、鲨鮀鱼;中下游缓流水域有鳜鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲶鱼等鱼类;另有大量的亚洲公鱼、大银鱼、香鱼等特有的优质鱼种。根据调查,库区现存107种鱼,其中有14种被重点经营,成为渔民主要的捕捞对象。

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从1942~2022年,中朝两国对水丰水库的开发经历了三个阶段。第一阶段是1943~1960年,此时的水丰水库几乎是“处女库”,养殖活动并未兴起,库区也未建立渔政管理机构,渔民自由从事捕鱼作业,捕捞方式、产量均不做限制,年产量从几吨到几十吨不等。

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直到1959年,中国辽宁和朝鲜的平安北道签订了双边渔业协议,化无序为有序,加强了人为管理。根据协议,中国从1963年开始每年投放鲢鳙鱼种100万尾左右,充分发挥了技术优势。因为在1958年,我国学者才初次攻克鲢鳙的人工繁殖技术,创下世界先例,当时的朝鲜并不具备鱼苗培育能力。

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鲢鱼的仔鱼发育过程

除了投放鱼苗,我国科研人员还设置人工鱼巢,促进自然繁殖,同时划定禁捕区,成立专业的渔政机构,形成了严格的禁渔管理。根据鱼类的生长规律,这种定期禁渔的方式更有捕捞效益,总产量从数百吨增加到上千吨就是明证。

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第三个阶段:从1985年开始,库区管理模式再度升级,不仅引入了网箱养鱼,还结合了增殖放流,对不同食性的鱼种实施差异化管理,产量也增至空前的2000~5000吨

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网箱养鱼示意图

这一时期的渔民以追求产量和经济为目标,主要手段有移植养殖两种。比如:1985年库区管理方从外地移植了亚洲公鱼,1996年又移植大银鱼,这两种鱼寿命都只有一年,体型较小,但繁殖能力强,经济价值高,很快就成了库区的支柱鱼。

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亚洲公鱼

移植和养殖:高产背后的“生态隐患”

水丰水库是我国公鱼的主产区,也是著名的种卵基地,渔获主要用于出口换汇。在黄金时期,公鱼渔业一度成为辽宁的地方支柱产业,效益可见一斑!大银鱼同样价值不菲,我国境内的产量曾达120吨,也可出口创汇。

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大银鱼

公鱼和银鱼食性相近,存在竞争关系,种群规模有“此消彼长”的特点,例如:2000年时,公鱼的捕捞量在总渔获中占48.9%,大银鱼只占2.8%;到了2015年,二者地位互换,公鱼仅占8.5%,大银鱼占比升至50.2%。

鱼种移植的变化超出了人们的预期,库区的鱼类结构发生“巨变”。这些外来者并非善茬,具有吞食鱼卵的恶习,不少学者对此表示担忧。但根据现有报道来看,土著鱼并未因此绝迹、消亡,这也算不幸中的万幸。

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与之相比,养殖活动留下的隐患似乎更大。一方面,网箱养殖导致鱼料融入水中,氮磷含量升高,容易产生富营养化污染。

2021年《生态学杂志》上发表的一篇文献显示,水丰水库江面的网箱规模逐年增加,现已成为当地群众营收的宝贵资源,但在大量投饵的影响下,水质却有“变肥”的倾向。

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藻类综合评价指数k值显示,水丰水库的指数为3.0~12.0,平均值为5.8,整体处于富营养状态;综合营养状态指数也有增加趋势,2015年的均值为41.42,2017年为41.53,2019年为42.48,增加趋势明显,整体处于中营养状态

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另一方面,“漏网之鱼”已经侵入水丰水库,并产生了自然种群。典型例子莫过于2009年推广的河鲈,俗称五道黑。河鲈是一种性情凶猛的食肉鱼,年产量达到8~10吨,但受饮食习惯的影响,养成的河鲈并未受到当地市场的认可。

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因此,饲养者在2013年之后便不再饲养河鲈,逃逸的群体起初也并未受到关注。直到后来,野外的发现率逐渐增多,种群数量表现出扩张倾向。文献记载,从上游的浑江口到下游的哑巴沟,均可捕获大量的河鲈,该物种显然已在水丰水库内“站稳脚跟”。

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据徐浩然、王兴兵等研究者调查,水丰水库内的河鲈由1~6龄构成,采样体长为10.1~30.7cm,当然,现在的体长或许更大。在鸭绿江中游栖息的土著鱼种有斑鳜、马口鱼、小背鳍鲶,河鲈的入侵势必会引发生态位竞争,潜在危害不容小觑。

总结

水丰水库两岸和底部多为岩石地质结构,倾斜度高,比降大,蕴含着丰富的水电资源。同时,库区面积广阔,蓄水量大,是上百种鱼栖息、繁衍的天堂。

水丰水库电力和渔业资源的开发经历了曲折的过程,管理模式日趋科学、合理、完善。“绿水青山就是金山银山”,水丰水库无愧于“生态宝库”的称号!

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