松花江上丰满发电厂忆旧之十四-参与丰满大坝观测工作

丰满大坝安全关系到下游吉林、黑龙江广大地区安全，十分重要。而坝的观测是大坝安全的耳目，备受重视。1954年汛期因为丰满水库来水多、水位高而开闸泄洪时，电厂组织水工人员日夜不停观测监视坝的状态。但上报给上级的大坝坝顶水平位移观测数据因观测误差大而出现较大的数值和不规则的变化。一位主管的国务院副总理看到这些数据后怀疑坝在晃动，逐决定立即加大泄洪量更快降低水库水位以保证坝的安全。这导致下游的淹没损失和水库的水量损失都增大，而从洪水预报和水库调度角度来看，当时是不需要加大放流的。大坝观测误差大引起误判造成了不应有的损失，这是一次深刻的教训。通过此次事件促使丰满电厂以后特别重视大坝观测工作，不断对观测设施和技术进行革新、改进。

我一向重视和偏爱观测工作，无论在分场还是在厂部任职，都经常到观测班（在坝顶左岸端）参加观测资料的整理分析和现场观测。如前所述，六十到七十年代历次丰满大坝鉴定的观测资料分析报告，主要是由我来编写的。这投入了我大量的时间和精力。我认为，从大量观测数据中去伪存真、去粗取精，发现规律、找出问题，是一件很有意思的事情。由开始时凭责任心从事观测工作到后来以极大兴趣投入观测工作，我与大坝观测逐渐结下了不解之缘。

七十年代初，在丰满坝顶电缆廊道内新安装了一条纵贯全坝长近千米的不锈钢丝引张线来观测大坝各坝段的水平位移，这在国内尚属首创。我在观测班蹲点两个月，每天定时仔细观测全条引张线上每个坝段的测点数值，往返观测的路线近两千米。之后我对这两个月的观测成果作了系统的整理和较深入的分析，总结了丰满大坝顶部水平位移的空间分布规律、时程变化规律、影响因素和所反映的坝的性态，写出了总结报告。此报告被一些水电厂同行传抄，获得好评。

约从1973年开始，在坝下游3公里处的人防山洞深部设立了丰满地震台（属于水工维护分场的一个新班组，后并入观测班）。我也经常在地震台蹲点分析地震前兆观测（精密长水管倾斜仪、水氡仪、微震仪等）的资料。1975年2月4日傍晚，辽宁海城发生了7.3级大地震，丰满（距海城约500公里）有震感。我感知发生地震后当即向总工程师汇报，并立刻上坝对坝作检查（发现悬吊在坝腔内闸门井中的取水闸门在强烈摆动，其他未发现异常）。在此前几天，地震台的水管倾斜仪数值就反映有异常。事后我对水管倾斜仪资料做了较深入的定性和定量分析，建立了其数学模型，得知其数值主要受水库水位升降（影响大地荷重分布变化从而影响地壳倾斜）、气温变化（影响山体胀缩）和水管两端温度变化（影响仪器测值）的影响，作有规律的年周期变化。但海城地震前几天，它脱离常态出现了趋势性突变，反映出海城地震前地下深处结构变化对远在丰满的地壳变形具有可以观测到的影响。分析结论说明，大地震前期在震中数百公里外都可引起地形变的异常。这是地震界过去未曾发现的。

1973年丰满大坝鉴定后，从垂直位移观测资料发现丰满坝顶有逐年抬高（最大达30多毫米）的异常现象，且冬春上升、夏秋下降，与热胀冷缩规律不符，左右岸部位上抬程度又有明显差异。为此厂里安排我对这一问题进行调查研究。我从大尺度地震地质调查结果得知，纵穿坝基的松花江大断裂未出现剪切错动。从基础廊道观测资料分析，坝基部位并未出现上抬，从而认定上抬发生在坝体而不在基础。经过对坝体历年浇筑的混凝土的材料分析和坝体取样作碱骨料试验得知，坝体材料未发生化学膨胀性变化，不会引起上抬。从坝顶向下不同高程处埋设的双金属标测点的垂直位移观测数据分析，上抬仅发生在坝的最上部数米内。现场调查发现，在坝顶以下2.5米的纵向电缆廊道内，由于混凝土质量不佳和年温差变化大，沿廊道壁存在许多水平纵向延伸的较宽长裂缝。在这些裂缝上安装裂缝计观测，得知缝的张合变化与坝顶抬高变化同步。再进一步观察，发现这些裂缝中集结的渗水冬春季节皆结冰，冰体积膨胀将裂缝撑开使裂缝上的坝体混凝土上抬，化冰后裂缝虽回落但回不到原处，如此每年裂缝冻融循环的积累效应就导致了坝顶的逐渐上抬。而由于左右岸部位混凝土浇筑时期不同，质量有较大差别，廊道内裂缝发育的程度也大有不同，因而坝顶抬高程度在左右岸部位呈现出明显的差异。在此认识的基础上，我又对多个测点多年的垂直位移数据做了定量分析，除考虑常规的气温变化因子外，还引进了水结冰因子和冰温变化因子，建立了这些测点坝顶垂直位移的数学模型，较好地反映了丰满坝顶抬高的原因与规律。从而为处理指出了方向，解决了有关丰满大坝安全的一个疑难问题。

我在丰满的观测工作和资料分析经历，为我以后在大学的教学、科研中以大坝监测为主要方向提供了基础。我曾担任三峡工程建筑物监测技术设计审查专家组成员，福建、广东、江西、浙江、湖北、甘肃、吉林等省所属大坝定期检查专家组成员，以及全国、省级大坝安全监测专委会负责人，国家自然科学基金重大项目分项负责人等，培养了几十名博、硕士生，出版了一些著作和论文。我的半生精力都献给了大坝安全监测事业，我以在这个领域做出了一些成绩而感到欣慰。

 

图1，坝内长廊道中的引张线观测设施

 

 

图2，坝顶垂直位移观测

 

 

图3，隧洞内的水管倾斜仪设施

 

图4，我主编的高等学校教材：大坝安全监测

2025-11-22完稿。