鬆花江上豐滿發電廠憶舊之十四-參與豐滿大壩觀測工作

豐滿大壩安全關係到下遊吉林、黑龍江廣大地區安全，十分重要。而壩的觀測是大壩安全的耳目，備受重視。1954年汛期因為豐滿水庫來水多、水位高而開閘泄洪時，電廠組織水工人員日夜不停觀測監視壩的狀態。但上報給上級的大壩壩頂水平位移觀測數據因觀測誤差大而出現較大的數值和不規則的變化。一位主管的國務院副總理看到這些數據後懷疑壩在晃動，逐決定立即加大泄洪量更快降低水庫水位以保證壩的安全。這導致下遊的淹沒損失和水庫的水量損失都增大，而從洪水預報和水庫調度角度來看，當時是不需要加大放流的。大壩觀測誤差大引起誤判造成了不應有的損失，這是一次深刻的教訓。通過此次事件促使豐滿電廠以後特別重視大壩觀測工作，不斷對觀測設施和技術進行革新、改進。

我一向重視和偏愛觀測工作，無論在分場還是在廠部任職，都經常到觀測班（在壩頂左岸端）參加觀測資料的整理分析和現場觀測。如前所述，六十到七十年代曆次豐滿大壩鑒定的觀測資料分析報告，主要是由我來編寫的。這投入了我大量的時間和精力。我認為，從大量觀測數據中去偽存真、去粗取精，發現規律、找出問題，是一件很有意思的事情。由開始時憑責任心從事觀測工作到後來以極大興趣投入觀測工作，我與大壩觀測逐漸結下了不解之緣。

七十年代初，在豐滿壩頂電纜廊道內新安裝了一條縱貫全壩長近千米的不鏽鋼絲引張線來觀測大壩各壩段的水平位移，這在國內尚屬首創。我在觀測班蹲點兩個月，每天定時仔細觀測全條引張線上每個壩段的測點數值，往返觀測的路線近兩千米。之後我對這兩個月的觀測成果作了係統的整理和較深入的分析，總結了豐滿大壩頂部水平位移的空間分布規律、時程變化規律、影響因素和所反映的壩的性態，寫出了總結報告。此報告被一些水電廠同行傳抄，獲得好評。

約從1973年開始，在壩下遊3公裏處的人防山洞深部設立了豐滿地震台（屬於水工維護分場的一個新班組，後並入觀測班）。我也經常在地震台蹲點分析地震前兆觀測（精密長水管傾斜儀、水氡儀、微震儀等）的資料。1975年2月4日傍晚，遼寧海城發生了7.3級大地震，豐滿（距海城約500公裏）有震感。我感知發生地震後當即向總工程師匯報，並立刻上壩對壩作檢查（發現懸吊在壩腔內閘門井中的取水閘門在強烈擺動，其他未發現異常）。在此前幾天，地震台的水管傾斜儀數值就反映有異常。事後我對水管傾斜儀資料做了較深入的定性和定量分析，建立了其數學模型，得知其數值主要受水庫水位升降（影響大地荷重分布變化從而影響地殼傾斜）、氣溫變化（影響山體脹縮）和水管兩端溫度變化（影響儀器測值）的影響，作有規律的年周期變化。但海城地震前幾天，它脫離常態出現了趨勢性突變，反映出海城地震前地下深處結構變化對遠在豐滿的地殼變形具有可以觀測到的影響。分析結論說明，大地震前期在震中數百公裏外都可引起地形變的異常。這是地震界過去未曾發現的。

1973年豐滿大壩鑒定後，從垂直位移觀測資料發現豐滿壩頂有逐年抬高（最大達30多毫米）的異常現象，且冬春上升、夏秋下降，與熱脹冷縮規律不符，左右岸部位上抬程度又有明顯差異。為此廠裏安排我對這一問題進行調查研究。我從大尺度地震地質調查結果得知，縱穿壩基的鬆花江大斷裂未出現剪切錯動。從基礎廊道觀測資料分析，壩基部位並未出現上抬，從而認定上抬發生在壩體而不在基礎。經過對壩體曆年澆築的混凝土的材料分析和壩體取樣作堿骨料試驗得知，壩體材料未發生化學膨脹性變化，不會引起上抬。從壩頂向下不同高程處埋設的雙金屬標測點的垂直位移觀測數據分析，上抬僅發生在壩的最上部數米內。現場調查發現，在壩頂以下2.5米的縱向電纜廊道內，由於混凝土質量不佳和年溫差變化大，沿廊道壁存在許多水平縱向延伸的較寬長裂縫。在這些裂縫上安裝裂縫計觀測，得知縫的張合變化與壩頂抬高變化同步。再進一步觀察，發現這些裂縫中集結的滲水冬春季節皆結冰，冰體積膨脹將裂縫撐開使裂縫上的壩體混凝土上抬，化冰後裂縫雖回落但回不到原處，如此每年裂縫凍融循環的積累效應就導致了壩頂的逐漸上抬。而由於左右岸部位混凝土澆築時期不同，質量有較大差別，廊道內裂縫發育的程度也大有不同，因而壩頂抬高程度在左右岸部位呈現出明顯的差異。在此認識的基礎上，我又對多個測點多年的垂直位移數據做了定量分析，除考慮常規的氣溫變化因子外，還引進了水結冰因子和冰溫變化因子，建立了這些測點壩頂垂直位移的數學模型，較好地反映了豐滿壩頂抬高的原因與規律。從而為處理指出了方向，解決了有關豐滿大壩安全的一個疑難問題。

我在豐滿的觀測工作和資料分析經曆，為我以後在大學的教學、科研中以大壩監測為主要方向提供了基礎。我曾擔任三峽工程建築物監測技術設計審查專家組成員，福建、廣東、江西、浙江、湖北、甘肅、吉林等省所屬大壩定期檢查專家組成員，以及全國、省級大壩安全監測專委會負責人，國家自然科學基金重大項目分項負責人等，培養了幾十名博、碩士生，出版了一些著作和論文。我的半生精力都獻給了大壩安全監測事業，我以在這個領域做出了一些成績而感到欣慰。

 

圖1，壩內長廊道中的引張線觀測設施

 

 

圖2，壩頂垂直位移觀測

 

 

圖3，隧洞內的水管傾斜儀設施

 

圖4，我主編的高等學校教材：大壩安全監測

2025-11-22完稿。