水丰水库
水丰水库位于中国辽宁省丹东境内,属东北区辽河-鸭绿江水系。水库区全长157km,总面积357km2,总蓄水量约1.16×10^11m3,有效库容量76亿立方米。为巨型山谷型水库,是东北地区最大的水库。也是鸭绿江国家级风景名胜区的组成部分之一。
水丰水库1937年9月在中朝边界水丰镇附近筑坝蓄水,于1944年完工。1958年8月30日,水丰水电站的恢复改建工程基本竣工。1997年9月进行水丰水库大坝和副坝首次鉴定,对大坝的设计、施工和运行进行了复核。2009年8月,进行水丰水库及水丰水电站防洪设施改造工程。2012年8月改造完工,提前一个汛期移交给朝鲜使用。2024年7月,通过预测水丰水库来水过程,构建了河系预报方案。枢纽工程由主坝、副坝、机电设施布置、安全监测、电站等组成。水丰大坝共有60个坝段,坝顶高程为126.4m,上设高4.6m的防护墙,墙顶高程131.0m。有7台水轮发电机组,总装机容量为630MW,最大发电量为70万千瓦,为中朝两国共用。
水丰水库集防洪、发电、养殖、旅游等综合效益于一体。是东北地区最大水库。同时,其水生生物生态状况的好坏对当地经济和社会发展尤为重要,其水电站也关系到鸭绿江下游中朝两国民生命财产安危。
背景
1919年,日本设在中国东北的电力设计所讨论研究了关于扩大丹东市(现今丹东)发电站的事项。因为当时的东北仅有几所火力发电站没有水电站。随着东北工业的发展用电量增加单靠该地火电站已不能满足需要;而鸭绿江水源丰富,水丰水库系河谷型的大型水库,库区内淹没冲积谷地,一般的库岸边缘谷地多冲蚀成陡坡峭壁四周为海拔300m~600m的山岭。此处又是建设水电站的好地点。因此日本人开始了建水库蓄水发电的工作。
项目历程
1937年6月确定了担任工程规划设计工作的负责人是长津江水力发电株式会社社长横地静雄及同社主要工作人员中桥谨次,并在温泉狮子山进行具体规划设计工作。1937年9月在中朝边界水丰镇附近筑坝,1937年12月,正式开始第一期工程,动员民工二千名,在鸭绿江800m范围内的两岸进行截流,进行了“]”字形混凝土围堰工程。完成围堰的内部排水后,即开始主体工程的浇筑。于1940年9月,水丰水电站上的第一台机组安装完毕。因为急于发电,1941年3月大坝尚未建成即开始蓄水,蓄水运行后即遇到丰水年,在长时期溢流的情况下,施工栈桥中间部位被洪水冲坏,溢流面有一定程度破损,大坝下游部分也被冲坏。因气温关系,当年不能修复溢流坝面,1943年才进行修复。修复完成后,闸门尚未安装,于7月发生洪水,7月27日~10月10日溢流。为了拦洪蓄水发电,在溢流堰顶上设置了临时迭梁。在1944年完工。坝高106.4米,长900米,宽30米。装有7台水轮发电机组,最大发电量为70万千瓦,为中朝两国共用。
1950年朝鲜战争期间水丰水库的水电站遭到了严重破坏。1958年8月30日,水丰水电站的恢复改建工程基本竣工,除大坝质量稍差外,其它一般都合乎设计要求。1958年9月,在水丰发电站发电举行了竣工典礼。
1959年中方辽宁省与朝方平安北道签订了水丰水库渔业协议(后提升为中朝两国渔业协议)。按协议中方从1963年开始每年向水库投放100万尾左右鲢镛鱼种。之后相继采取了鲤鲫鱼产卵保护措施,产卵期投放人工鱼巢,划定禁捕期。建立了渔政机构,实行较严格的渔政管理。
1995年7月末至8月初,长白山区连降暴雨,鸭绿江水位暴涨,水丰水库主坝26座闸门,副坝4座闸门开启,溢洪量达2.5万立方米/秒。使左岸(朝鲜侧)的2∙5万m3挡墙和进厂公路全部破坏。并使右岸(中国侧)长甸电站的进厂公路、挡墙等全部冲毁。为了保证电站安全运行,取得更大的经济效益,1997年双方进行了现场检查,对水工建筑物及机电设备编制了更新改造规划。1997年9月进行水丰水库大坝和副坝首次鉴定,对大坝的设计、施工和运行进行了复核,其设计标准符合现行规范要求;大坝经恢复改造后,尚未出现运行事故,也未发现运行事故的迹象。
2009年8月,对水丰水库及水丰水电站防洪设施改造工程开工仪式在丹东市举行。此次改造工程对水丰水库主坝、副坝的数十座防洪闸门及其辅助设施进行更新改造。
2012年8月30日上午,中朝水力发电公司在辽宁丹东举行水丰水库及水丰水电站大坝防洪设施改造工程竣工仪式。这座鸭绿江上最大的水电站,经过三年的防洪设施整体改造,提前一个汛期移交给朝鲜使用。
2015年6月,因降水偏少,水丰水库水位较常年降低十余米,水库上游的船舶航行受限。
受台风“格美”水汽影响,松辽流域强降雨仍在持续。2024年7月28日凌晨,提前24小时预测水丰水库来水过程,详细分析水丰水库入库组成,构建河系预报方案,为调度赢得了时间。
地理环境
位置境域
鸭绿江的组成部分水丰水库位于丹东市境内,地处中朝边境,是东北地区最大的水库,仅中方一年的渔获量即可达数千吨。库区周围为森林山地,水库两岸多是峭壁,水库上游有泥沙滩。库床迂回曲折,两岸港汊较多。
地形地貌
该区域地质条件十分复杂,其中含有许多地质条件较差的地段。水丰水电站大坝的左岸岸坡成北东向展布,多为悬崖峭壁,且高度都在50m左右;水丰水电站水库的正常水位为 123.3m,正常水位附近的岩体为裸露的基岩。坝址趾板建基面位于一山脊处,该区域的坡度在 45° ~ 55°之间,岩石质地为强风化—弱风化。
气候
无霜期125~160天,日照时数2200~ 2500小时。年最高气温出现在7~8月间,最高值为29℃,最低气温在2月中旬,为零下17~ 18℃。最高水温在8月,表温25∙8~26∙4℃。每年11月底从上游开始冻冰,至翌年2月初大坝前完全封冻,3月下旬开始解冻。
水文
水源主要来自鸭绿江上游及两岸支流。平均年降雨量1009mm,平均年水面蒸发量700~800mm。
生物多样性
水丰水库是鸭绿江国家级风景名胜区的重要组成部分,其水生生物生态状况的好坏对当地经济和社会发展尤为重要。
浮游动物种
瘤棘砂壳虫(Difflugia tu-berspinifera)、截头皱甲萼花臂尾轮虫( Ploesoma truncatum)、长额象鼻溞( Bosmina longirostris)、僧帽溞 (Daphnia cucullata)、无节幼体( Nauplius)、桡脚类幼体 ( Copepodite)、 汤匙华哲水蚤 ( Sinocalanus dorrii)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)出现的频率最高,在5年的调查中均有出现。
此外,大肚须足萼花臂尾轮虫( Euchlanis dilatata)、螺形龟甲轮虫 (Keratella cochlearis)、等刺异尾轮虫( Trichocerca similis)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、右突新 镖水蚤(Neodiaptomus schmackeri) 出现的频率也 比较高,在调查期间有 4 年出现。 王氏拟铃虫 (Tintinnopsis wangi)、中华拟铃虫(T. 中华缺翅虫)、月形腔轮虫( Lecane luna)、长肢多肢轮虫( Polyar\u0002thra dolichoptera)、壶状臂尾轮虫( Brachionus urceus)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、剪形臂尾轮虫 ( Brachionus forficula)、曲腿龟甲轮虫 (Keratella valga )、 长刺异尾轮虫 ( Trichocerca longiseta)、 短尾秀体溞 ( Diaphanosoma brachyurum)、直额裸腹溞(Moina rectirostris)、近邻剑水蚤 (Cyclops vicinus)出现的频率较低,仅在其中1年的调查中出现。
营养鱼型
水丰水库曾是全国各地移植亚洲公鱼 公鱼属 transpacif i\u0002cus nipponesis McAllister 的种卵基地,亚洲公鱼是该水库第一大渔获物。1995年上游水库开始移植大银鱼,1996年底在该库发现大银鱼个体,到1997年底形成小群体,1998年产量达20t,1999、2000年又连续进行人工增殖放流,产量分别达到42t 和120t。
鲢鳙鱼资源是1963~1996间每年投放百万尾左右鱼种培植起来的,1996年后没有再投放鱼种。鲤鲫鱼资源由于采取人工增殖(产卵期人工铺设产卵鱼巢)和产卵期禁捕等措施,资源一 直比较稳定。对虾主要栖居沿岸浅水带。
工程结构
主坝
主坝由左岸重力坝段、厂房坝段、溢流坝段、右岸重力坝段组成的混凝土重力坝,设计烈度为Ⅷ度,最大坝高106.4m,坝顶全长899.5m。主坝的溢流坝段设有26个开敞式溢流孔,堰顶高程为116.0m,采用挑流消能。每个溢流孔设有一道平面工作闸门,闸门孔口尺寸为12.0×7.3m(宽×高下同),设计水位按正常蓄水位123.30m设计,工作闸门底槛高程116.0m,设计水头为7.3m。26 个溢流孔共设26扇平面定轮工作闸门。溢流坝26扇工作闸门选用3台2×630KN单向门机配自动抓梁分别操作,门机布置在131.5m高程的工作桥上。门机轨距5m,轨上扬程10m,总扬程24m,每台门机上各配有一套50KN电动葫芦。主坝溢流工作闸门锁定装置采用如意式自动锁定结构。当主坝工作闸门开启泄洪时,闸门可分别锁定在高程131.5m的工作桥上。校核洪水位泄洪时,门槽处的水位为127.75m,闸门锁定时,工作闸门底缘高于该水位0.54m,满足泄洪要求。
副坝
副坝主要由非常溢洪道和两侧挡水坝组成。因有部分混凝土是在冬季浇筑,没有进行可靠的防寒保温措施,同时砂子杂质含量很大,造成副坝混凝土强度较低。1946年放流时副坝被冲毁,1956年按“101”号设计进行恢复改建,1958年改建完工,封堵了#1和#20两个边孔,将20个开敞式溢流孔改为18孔,副坝18扇工作闸门选用2台2×630KN单向门机配自动抓梁分别操作,门机布置在132.0m高程的工作桥上。门机轨距5m,轨上扬程12m,总扬程24m,每台门机上各配有一套50KN电动葫芦。堰顶高程由112.5m改为116.0m。副坝左岸设浆砌石护坡,右岸设浆砌石挡墙,下游挑流长度由21.75m加长为26.15m,挑流鼻坎上设有分水装置。副坝坝体内由高至低设置3条横向廊道,坝体两侧各设有一条纵向廊道连通各横向廊道。副坝工作闸门锁定装置与主坝相同,也采用如意式锁定。当副坝工作闸门开启泄洪时,副坝闸门可分别锁定在高程132.0m的工作桥上。校核洪水时的泄洪曲线在副坝闸门槽处的最高水位为128.7m,闸门锁定时,闸门底缘高于该水位0.54m,满足泄洪要求。
机电布置
对水丰发电站主、副坝增加一套可靠的独立备用电源。经过技术经济比较,备用电源选定线路-变压器方案。依据水丰水电站枢纽布置情况和主、副坝周围现有的条件,利用水丰大坝下游约5km处的100号水电站厂用备用电系统进行增容,水丰水电站改造工程电气设计采用从100号电站6.3kV高压厂用电系统增设一面高压柜,引接一回线路至设置在主坝坝头附近的油浸变压器,并从该回线路T接一回线路至设置在副坝坝头附近的油浸变压器进行布置。
安全监测
主坝坝顶水平位移采用真空激光准直测量坝体变形监测。根据原主坝水工结构,真空激光准直系统轴线的平面位置在距左坝头坝处,轴线高程为125.80m,激光管道位于泄水坝段交通桥倒“U”型梁下穿过,真空激光系统的总长度约为908m。在重力坝段的每个坝段设一个测点,在溢流坝段的每个闸墩上设一个测点,总计布置56个测点。
激光发射端布置在主坝顶右岸观测房。观测房内安装激光发射端及倒垂、双金属标等设备。激光接收端布置在主坝顶左岸观测洞室。观测室内安装激光接收端、抽真空系统、自动数据采集系统以及倒垂、双金属标等设备。
除主坝设有真空激光准直测量坝体变形监测系统外,主、副坝还设有坝体垂直位移监测、坝基位移、接缝监测、坝基扬压力监测等安全监测设施。在基础廊道左右岸的排水沟内分别布设有量水堰进行主、副坝渗漏量监测。
电站
电站枢纽主要建筑物有拦河大坝、坝后式厂房、变电站和备用溢洪道(副坝)等。大坝为混凝重力坝最大坝高106.4In,正常高水位123.3m(原122.5m),死水位95m,坝顶高程126.4m,坝顶宽8.5m。厂房设在左岸(朝鲜侧),厂房长174.0m、宽23.0m、高51.2m。电站装有7台混流式水轮发电机组。备用溢洪道(副坝)位于右岸(中原地区侧),大坝上游1.5kmc处。电站总装机容量为630MW,保证出力320MW,设计多年平均发电量40∙0亿kW·h。电站为中朝两国共有,由朝方负责运行管理,电量两国分配各半。电站以6回220kV输电线路向中朝两国送电。
功能价值
防洪
在汛期洪水调节时首先使用主坝坝溢洪道,闸门的开启以从正常高水位开始为原则,在水位超过正常高水位时应增加主坝溢洪道闸门的开启数量,使水位不超过正常高水位。
在主坝溢洪道闸门全部开启后,如水位继续上涨超过125m时,可以使用备用溢洪道,备用溢洪道闸门以在水位在开启为原则。当水位在126m以上时备用溢洪道闸门全部开启。
发电
水丰水电站位于中朝界河鸭绿江干流下游,距下游太平湾水电站29.6km,距丹东市约70km。电站以发电为主,兼有防洪、城镇用水等综合效益。总装机容量为630MW,保证出力320MW,设计多年平均发电量40.O亿kW·h。电站为中朝两国共有,由朝方负责运行管理,电量两国分配各半。电站以6回220kV输电线路向中朝两国送电。坝址以上流域面积52912km2,扣除朝鲜跨流域引水面积后为47586km2,多年平均年径流量248.8亿m3,水库总库容147.0亿m3,为不完全多年调节水库。电站枢纽主要建筑物有拦河大坝、坝后式厂房,变电站和备用溢洪道(副坝)等。
养殖
水丰水库鱼类资源丰富现存107种,其中捕捞量较大的鱼、虾类有14种,分别为大银鱼50.2%、鳙19.1%、白鲢15.9%、亚洲池沼公鱼8.5%、蓝刀鱼2.8%、鲤1.4%、对虾0.95%、鲶0.46%、鲫、草鱼、团头鲂0.55%、棒花鱼0.1l%,鳜、黄颡鱼及其他0.12%。水丰水库从1985年引进亚洲公鱼,1996年引入大银鱼。根据历史数据看,侧带小公鱼属和大银鱼的捕捞量存在大小年现象。2000年亚洲公鱼的捕捞量占总捕捞量的48.9%,大银鱼占2.8%,而2015年亚洲公鱼则占8.5%,大银鱼占50.2%,这种现象产生的原因可能和亚洲公鱼与大银鱼的产卵期及饵料有部分重叠有关。目前大银鱼和亚洲公鱼已成为水丰水库重要的鱼类资源。另外,由于近几年水丰水库不断地进行鲢鳙的增殖放流,其占捕捞产量的占比也由2000年的11.6%增为2015年的34.9%。水丰水库的网箱养鱼的产量也逐年增加,现其养殖产量已达5406000kg,网箱养殖主要品种有鲤、鳙和鳜等.网箱养殖也成为当地渔民出口创汇的一个主要方式。
主要影响
鸭绿江为中朝界河,1943年水丰水库建成后,鸭绿江河口段(虎山至江海分界线,长约62公里)的河道发生了较大的变化,河口段的河型由原来的分汊型向微弯型单一河道转变。朝方充分利用河道演变的这一特性,在鸭绿江河口段实施了一系列工程,彻底改变了原来鸭绿江主航道(西水道)的潮流运动过程,西水道于70年代断航淤废,中方失去了鸭绿江的出海口。
工程组织
规划设计
工程规划设计工作的负责人是长津江水力发电株式会社社长横地静雄及同社主要工作人员中桥谨次;土木工程由间、西松两组负责。动员民工二千名。为工程需要,在新义州特别行政区成立了鸭绿江水力电气调查建设事务所,任命中桥谨次为事务所所长,承担工程需材料的运输工作。该电站恢复工程的初步设计及技术设计都是由苏联圣彼得堡水电设计院编制完成。
组织管理
公司最高的领导机构是理事会,它由两国政府各派一名理事长、三名理事生产理事、财务理事、基建理事组成,每年召开一次理事会议,决定公司的有关重大问题。公司理事会下设双方业务处中方业务处、朝方业务处,作为公司的常设机构,在理事会闭幕期间,具体处理公司的有关业务。中方业务处现设在东北电力集团公司内。
文旅信息
主要景点
主要景点有拉古哨、水丰湖、蟠龙峰、龙珠岛、蒲石河、江村红叶、水丰大坝等。
水丰湖
宽甸水丰湖景区位于鸭绿江的中下游,是国家AAAA级景区,是辽宁省旅游摄影协会摄影创作基地,是鸭绿江的重要核心组成部分,也是鸭绿江的中心地段。整个水丰湖水路全长160多公里,江面最宽5公里,水位最深120多米,蓄水总量高达121亿立方米,是辽宁省内最大的淡水湖,也是鸭绿江流域最壮阔、最秀丽、最精彩的一段。水丰湖还具有独特的区位优势,位于两国、两省交界处。
拉古哨
拉古哨村,在抗美援朝战争时期,是中国境内唯一发生过战斗的志愿军阵地——拉古哨志愿军高炮阵地遗址。拉古哨盛产银白桃,这也是村民收入的主要来源
蒲石河
蒲石河省级森林公园,位于凤城市赛马镇北部山区,属温带亚湿润气候区,是一座保存完好的以自然山水、森林植被为主体,以观赏森林景观、开展森林浴为主要内容的山岳型森林公园,以“清幽、野趣”为个性。景区规划面积96平方公里,景色四时不同,是森林度假休养及开展各种娱乐、科普活动的宜人去处。
相关事件
水丰水库及水电站,历经坎坷,运行存在诸多隐患,1950年朝鲜战争期间,其中水丰水电站受到三次大规模的轰炸,主坝变电站、发电厂房和坝体都受到破坏,尤其左岸挡水坝段破坏更为严重。该电站恢复工程的初步设计及技术设计都是由苏联圣彼得堡水电设计院编制完成的,全部恢复工程大约是在1958年9月完成。1965年12月,在中朝鸭绿江水力发电公司理事会第四届第三次会议上决议通过水库正常蓄水位抬高到123∙3m。1971年中朝鸭绿江水力发电理事会四届六次会议上决议水丰扩建工程事项。
参考资料
中国东北最大水库遇历史最低水位 鸭绿江航行受限.人民网.2024-07-29
中朝界河上最大一座水电站防洪设施改造工程竣工.中国政府网.2024-08-01
中朝界河上最大一座水电站开始防洪设施改造.中央政府门户网站.2024-07-31
流域发生7个编号洪水,水利部松辽委如何迎战台风“格美”?.澎湃.2024-08-01
水丰景区.丹东档案信息网.2024-07-29
中国东北最大水库遇历史最低水位 鸭绿江航行受限.新华网.2024-07-29
宽甸水丰湖景区.宽甸水丰湖景区.2024-08-01
鸭绿江畔聆听历史回响.光明网.2024-08-01
在那桃花盛开的地方.中国邮政报.2024-08-01
蒲石河景区.魅力丹东.2024-08-01