水丰水电站

**水豐水庫**（朝鮮語：**수풍댐**／水豐댐）位於中國遼寧省丹東市寬甸滿族自治縣和朝鮮平安北道的鴨綠江上。距下游太平灣水電站 29.5km，下游距丹東市區 70 公里。是東北最大的水庫，鴨綠江國家級風景名勝區的組成部分之一。1937 年至 1941 年建設時為世界第四大水電站。

## 技術概況

水豐水電站為中朝兩國共有，業主為中朝鴨綠江水力發電公司。水豐水電站由砼重力大壩、左岸壩後式廠房、右岸筏道和右岸埡口上的副壩（非常溢洪道）組成。水豐大壩為砼重力壩，長 899.5 米（分為 60 個壩段），壩高 106.6m，壩頂高程 126.4m，防浪牆高 4.6m。大壩基礎主要是花崗片麻岩，偉晶花崗和斑岩。主壩上游面在高程 85m 以上為垂直立面，以下為 1:0.05 的斜面。主壩下游面是 1:0.78 的斜面。非溢流壩段頂部高程 126.4m，寬 8.5m，恢復改建時在迎水面加了厚 1.5m、高 4.6m 的擋水牆兼防浪牆，頂部高程 131.0m，按設計可防禦千年一遇設計洪水與萬年一遇校核洪水。

* 左岸非溢流壩段長 370m，有 7 條 5.0m 直徑壓力鋼管引水，進水口底坎高程 63.3m，高 7.2m，進水口前有攔污柵，頂部高程 80.4m，攔污柵後為定輪平板工作閘門，由壩頂的固定式卷揚機啟閉。引水鋼管末端有蝴蝶閥。電站設計水頭 77.0m，最大水頭 93.4m，最小水頭 66.0m。壩後式廠房位於河床左側朝方境內，長 174m，寬 23m，高 51.2m。安裝 7 台混流式水輪機，機型為 P0577，出力 10.5 萬 kW。懸吊式三相發電機，出力 10 萬千瓦，電壓 16.5kV，多年平均發電量 36.8×108kw・h。1、4、5 號發電機為 50Hz，向中國送電。3、6、7 號發電機為 60Hz，向朝鮮送電。2 號發電機為可變頻率 50/60Hz，可向中、朝兩國送電，用於事故備用、檢修備用、雙方各半使用。變電站位於廠前的尾水平台，主變壓器 1～4 號為日制三相變壓器，每台容量 10 萬 kV・A；5～7 號為蘇制單相變壓器組，每組容量為 10 萬 kV・A。開關站在廠前道路兩側，分 220kV50Hz、60Hz 開關站和 66kV 開關站。
* 河床溢流壩長 390m，有 26 個開敞式溢流孔，每孔寬 12m，高 7.3m，溢流堰頂高程 116.0m，設有 12.0m×7.3m 平板定輪閘門，閘門的操作經棧橋上 3 台卷揚機啟閉。最大泄量 37650m3/s。當水庫達到正常高水位 123.3m 時，庫水位與閘門頂高程平齊；為防止閘門頂過水，水位達到 123.3m 即開閘防水。溢流壩的底部有 50m×390m 的護坦，末端尾部有 2.2m 的三角消力鼻坎。
* 右岸非溢流壩段長 141m，有 5 個不同高程的隧洞式流筏孔，每孔寬 6m，高 7.05m。已經用混凝土封堵。
* 右岸副壩位於中國境內據大壩 1500 米的埡口處（啞巴溝）。設有 18 個開敞式溢流表孔作為備用溢洪道，每孔寬 9m，高 10m，溢流堰頂高程 116.0m，設有平板閘門，由棧橋上的 2 台卷揚機進行閘門操作。最大泄量 17046m3/s。在庫水位 125m 時使用非常溢洪道。水位在 126m 以上時，非常溢洪道閘門全部打開。壩前地面高程 113.8m。

大壩的設計洪水標準為千年一遇，設計洪峰流量 50200m3/s，設計洪水位 127.4m。校核洪水標準為萬年一遇，校核洪峰流量 63100m3/s，校核洪水位 130.45m。這是根據下游太平灣水電站大壩 1996 年覆核的數據。

庫區多年平均年徑流量 256 億 m3。水庫正常蓄水位 123.3m，相應庫容 121.1 億 m3。死水位 95.0m，死庫容 41.8 億 m3。調節庫容 79.3 億 m3。防洪庫容 25.31 億 m3。總庫容 149 億 m3。具有多年調節性能。

## 歷史

朝鮮總督府早在 1929 年就規劃開發了支流赴戰江梯級水電站，後又陸續開發了長津江、虛川江梯級水電站。

為滿足滿洲產業開發五年計劃的用電需求，決定建設水豐水電站與豐滿水電站。並規劃在鴨綠江幹流修建厚冒 (15.5 萬 kW)、臨江 (9.5 萬 kW)、慈城 (10.4 萬 kW)、輯安 (23.4 萬 kW)、渭原 (18.4 萬 kW)、水豊 (70.0 萬 kW)、義州 (17.3 萬 kW) 等梯級電站。1937 年 7 月 28 日，滿洲國、朝鮮總督府簽訂《關於鴨綠江及圖們江發電事業備忘錄》，在鴨綠江朝鮮水豐洞側與中國拉古哨側攔江築壩，修建水豐發電廠，總投資 5,000 萬日元，雙方各半，朝鮮鴨緑江水力電気株式會社、満州鴨緑江水力電気株式會社成立「鴨綠江水力發電株式會社」，社長野口遵，出資方為東洋拓殖株式會社、朝鮮水電、朝鮮送電、滿洲國政府。1937 年 9 月**水豊発電所**開始建設，建設費 1 億 4000 萬日元，由間組承建左岸堰堤、発電所、鉄道、道路，西松組承建右岸堰堤、鉄道、道路，松本組承建鉄道。滿鐵修建了安仁線（安東至桓仁）灌水站至上河口站鐵路；鮮鐵修建了定州至水豐的平北線。水豊発電所裝機 7 台 10 萬千瓦發電機組，其中 3 台 50Hz 向滿洲供電，3 台 60Hz 向朝鮮供電，1 台 50/60Hz 雙頻為維修備用。7 台弗朗西斯式水輪機由電業社機械製作所製造。8 台 10 萬 kVA 変圧器由東京芝浦電気製造。7 台 10 萬 kVA 竪軸発電機 (極數 48、50/60 Hz、16500V) 是當時世界最大容量，其中 5 台由東京芝浦電気、2 台由西門子公司製造。1941 年 8 月 2 日，臨時導流渠關閉，大壩開始蓄水，8 月 26 日水位上升 30m 時，第一台發電機向滿洲輸送電力。8 月 30 日第二台發電機向朝鮮輸電。1940 年滿洲鴨綠江水力發電株式會社成立安東 220 千伏建設事務所，著手建設水豐發電站至安東一次性變電所的水東線（水豐 — 安東）和水豐發電站至鞍山一次性變電所的水鞍線（水豐 — 鞍山），1942 年竣工，水豐電廠開始向安東供電，同時安東發電所停止運行。1941 年 12 月水豐電站又將水安線向大連延伸，同年 12 月 8 日在安東市舉行隆重的開工儀式，兩城市做了分工，安東方面負責安東至周家溝的線路安裝，大連方面負責周家溝至大連的線路安裝。耗資 1300 萬日元，1942 年 12 月 8 日水豐發電站正式向大連供電。1943 年大壩建成，設計洪峰流量 41000m3/s。到 1944 年 2 月，已有六台發電機投入運行。但由於戰爭影響，西門子負責製造的五號發電機組沒有到貨；已安裝 6 台發電機和 7 台水輪機。1944 年安裝了防空設備和魚雷防護浮架。 以 220 千伏雙回線路向鞍山、安東、大連供電；以 220 千伏三回線路向平壤、漢城、新義州供電；以 66 千伏四回線路向清水、義州供電。

二戰結束後，蘇聯紅軍接管，拆走了三號與四號機組，用於額爾齊斯河上游的一座水電站。

由於大壩混凝土未考慮凍融，整個溢流面和上游水位變化區的大壩壩面破損很快。1945 年汛期泄流 12200m3/s，1947 年汛期泄流 9800m3/s，溢流面遭到普遍破壞，破壞深度在 10cm 以上的部位 200 多處，總破壞面積 13 000m2，破壞平均深度達 15cm，最大深度達 2.5m，衝掉混凝土達 2 萬 m3，消力池結構破壞更加嚴重，最大沖深達 4.8m。

由於副壩部分是在冬季澆築的，受凍質量很差。1946 年汛期放水僅為 2787m3/2，溢流面和反弧段遭到很大破壞，不能繼續使用。1947 年 5 月，安東市解放，水豐水電站恢復向安東的供電。

朝鮮戰爭時，水豐水電站大壩、廠房遭到美軍長期重點轟炸。1952 年 6 月 23 日，美軍發動了對水豐、豐山、赴戰江梯級水電站及長津四地的水力梯級發電廠共 13 座電站的毀滅性轟炸。從菲律賓海號、普林斯頓號、拳擊手號和好人理察號航空母艦起飛的戰機從 1500 米馬養島上空附近侵入北朝鮮以避免雷達識別。在水豐以東約 80 公里處爬升到 3000 米高度並高速接近目標。遠東空軍派出 84 架 F-86 佩刀戰鬥機到鴨綠江邊境的米格走廊掩護制空。海軍的 35 架 F9F 美洲獅攻擊機在 16:00 攻擊大壩周圍的高炮陣地，35 架 A-1 天襲者攻擊機在約 2 分鐘內俯衝轟炸向水電站大壩投下 81 噸炸彈。17:00，從大邱起飛的遠東空軍 79 架 F-84 戰鬥機和 45 架 F-80 戰鬥機投下了 145 噸炸彈。同時，遠東空軍第 18 戰鬥轟炸機大隊的 52 架 P-51 野馬戰鬥機與南非空軍的第 2 中隊攻擊赴戰江梯級水電站第 3、第 4 電站；陸戰隊的 40 架 A-1、F4U 攻擊了長津 4 號電站，38 架 F9F 攻擊了長津 3 號水電站。海軍的 102 架 F4U、18 架 F9F、18 架 A-1 襲擊了赴戰 2 號、3 號水電站。19:00，兩架 RF-80 偵察機在 6 架 F-86 的護航下拍照，評估電廠受損情況。第二天早晨，遠東空軍的 F-84 戰鬥機和普林斯頓號及好人理察號航母起飛的 A-1 天襲者攻擊機再一次襲擊水豐並摧毀了大部分發電設備；而拳師號與菲律賓海號航母派機攻擊豐山；下午普林斯頓號航母派機隊攻擊豐山，而拳師號及另外兩艘航空母艦則攻擊江原道各地的發電廠。兩日對水庫攻擊共摧毀 11 座電站，重創兩座，全部電站均因此無法運作，使朝鮮損失了 90% 電力供應，並停電兩星期；而中國東北損失約 23% 電力供應。在確認水豐水電站部分恢復發電後，1952 年 9 月 12 日至 13 日美國戰略空軍轟炸水豐。 29 架 B-29 包括 4 架裝有干擾裝置的 B-29 轟炸機，於 9 月 12 日 19:00 從嘉手納空軍基地起飛，23:55 抵達水豐並投下炸彈。由於結冰墜毀和被擊落，這次轟炸作戰損失了 2 架 B-29。左岸擋水壩段彈坑 28 個，坑深 0.5 至 3.0m，最大彈坑被炸掉混凝土達 7m3，受影響的混凝土量達 9200m3。1953 年 2 月 15 日、5 月 10 日和 6 月 7 日的小規模襲擊後，從發電機組尾水的流量推測，第一、第二號機組仍在發電。

1955 年 4 月 17 日中朝兩國政府簽定《關於鴨綠江水豐水力發電廠的協議》，5 月 7 日簽訂《關於中朝鴨綠江水豐水力發電公司議定書》，共同經營水豐發電廠，雙方共同投資維修和改建，電量各半分配。理事會兩國各派一名理事長，三名理事（生產理事、財務理事、基建理事），每年召開一次理事會議。理事會下設中方業務處（設在東北電力集團內）、朝方業務處。中朝鴨綠江水豐水力發電公司後來改名為中朝鴨綠江水力發電公司，1988 年改名為中朝水力發電公司。1955 年 10 月蘇聯列寧格勒水電設計局提出了水豐水電站恢復改建的初步設計（即「以一〇一設計」），後又增加第二期工程（即增加安裝五號機組）：

* 修復六號、七號水輪機組
* 修復七號三相 10kVA 變壓器
* 新裝五號、六號、七號三組十相（包括備用相）雙卷和三卷變壓器
* 新裝三號、四號、五號水輪發電機組
* 重建 220kV50Hz、60Hz 系統和 66kV 系統開關站
* 新建副廠房和中央控制室
* 大壩加高加固，溢流壩面補修、新建溢流壩消力鼻坎
* 副壩重建（原來的 20 孔改為 18 孔），堰頂高程由 112.5m 提高到 116.0m，長度延長了 26.15m。設置了 3 個廊道。最下面的 3 號廊道的底板高程 85.52m 處設置了排水孔。在挑流鼻坎上增設了分水（消力墩）結構。延長後的最低岩石高程與壩頂高程相差 41m。幾乎是把副壩重新修建。

施工中，對大壩修復加固，對帷幕補強灌漿並作排水設施。大壩上游面高程 100m 開始澆築了一層厚 1.5m 的抗凍保護層，下游面在溫度伸縮縫處設排水槽。對溢流面補修新混凝土厚 1.5m，並鋪設鋼筋網。1956 年三號、四號機組恢復發電。1957 年 7 月，七號機組恢復發電。1958 年 8 月 30 日五號機組恢復發電，水豐恢復改建工程基本竣工，實際總投資 144 159 562 元；除大壩質量稍差外，其餘一般都合乎設計要求。全部 7 台機組投產運行。1958 年 9 月舉辦竣工典禮。

水豐水電站對中國東北供電量相當於豐滿水電站、鏡泊湖水電站的總和。1966 年以前，水豐水電站對中國供電量相當於東北水電站總發電量的 45.38%。雲峰水電站投產後，鴨綠江水電供電量占東北水電發電量的 49.04%。白山、紅石水電站發電後，鴨綠江水電供電量仍占 36.01%。

1965 年 12 月中朝鴨綠江水利發電公司理事會四屆三次會議作出決議：「同意朝方提出的水豐發電廠水庫正常高水位從 122.5m 抬高到 123.3m。」響應多蓄水 2.9 億 m3，增加發電量 0.78 億千瓦時，增加保證出力 10MW。後來朝方在大壩閘門頂部焊接了 0.6m 高的鋼板，實際上把正常高水位抬高到 123.9m 運行。

1970 年出現歷史最低水位 78.45m。

由於水豐水電站的裝機利用小時數高達平均每年 6240 小時，1971 年 3 月 17 日中朝鴨綠江水力發電公司理事會監事會第四屆第六次會議決定中朝雙方各自在自己一側擴建一座 150MW 地下電站，同時兼有調峰、備用、戰備、汛期棄水期發電任務。水豐水電站的總裝機容量將達 90 萬千瓦。 中國建設的長甸水電站，由東北水電勘測設計研究院 1973 年開始勘測設計，1980 年 12 月完成初設，引水隧道長 1499m，縱坡為 0.52%，直徑 8.2m；調壓井下室內徑 20m，上室內徑 32m，井高 67.9m；地麵廠房、地面變電站。1982 年至 1985 年上半年為電站施工準備階段，1985 年 9 月 25 日主體工程開工，廠房及變電站開始明挖，1986 年 4 月開挖工作全部完成，開始澆築砼，1989 年 10 月 9 日機組正式併網運行，1996 年竣工驗收。電站安裝兩台 HL200-LJ-380 混流式水輪發電機組，單台 7.5 萬千瓦，共 15 萬千瓦。 朝方於六十年代末開始建設 100 號地下電站，裝機 3 台 50MW 機組，第一台機組 1997 年 11 月安裝完畢。

1973 年發電 56.57 億千瓦時，利用小時 8979，發電用水 278.0 億 m3.

1988 年 2 月 23 日至 1989 年 7 月 24 日長達 518 天在死水位以下運行。

1995 年 7 月 25 日至 8 月 24 日一個月，丹東地區出現了 8 次暴雨過程。7 月 25 日至 8 月 8 日半個月時間，出現了 5 次大暴雨，全市 56 座水庫全部溢洪，各江河水位急劇上漲。 8 月 8 日鴨綠江幹流上的水豐電站水庫，最大入庫流量 25750 立方米每秒，嚴重超蓄，主壩 26 孔閘門、副壩 4 孔閘門全部開啟泄洪，最大泄量 18700 立方米每秒，加上區間暴雨形成的徑流，鴨綠江下游荒溝水文站、丹東潮位站最大洪峰流量分別為 28500、33200 立方米每秒，為有記載以來的歷史上第三位和第一位大洪水。為了確保丹東市城區安全，遼寧省防汛指揮部、東北電業管理局關閉桓仁水庫、雲峰水庫泄洪閘門，減少 3000 立方米每秒泄量。丹東市組織沿江地區 6 萬多軍民護堤搶險。8 月 9 日出現有史以來最高水位 125.63m。泄洪造成左岸的擋牆和進廠公路全部破壞，右岸長甸電廠的擋牆和進廠公路被破壞。副壩是 1995 年改建後第一次泄洪，開 4 孔泄流量 2000m3/s，沖毀下游 123 戶房屋 1000 畝耕地。

經過 70 年運行，水豐水電站大壩與副壩存在的主要問題：

* 壩體混凝土老化
* 溢流壩面嚴重破損
* 大壩上下游面腐蝕嚴重，鋼筋裸露。
* 副壩 3 號廊道被水淹沒
* 尾水閘墩破損嚴重
* 觀測設備十分落後，資料嚴重不全
* 洪水問題

2009 年 8 月 15 日，中朝水力發電公司在遼寧省丹東市舉行水豐水電站防洪設施改造工程開工儀式。中朝水力發電公司中方理事長、國家電網公司副總經理舒印彪，朝方理事長、朝鮮電力工業省副相金萬壽在開工儀式致辭中回顧了中朝兩國電力部門長期友好合作事業，並對順利做好水豐大壩防洪設施改造工程提出了要求和希望。本次改造工程由東北電網公司負責，其工程的施工組織管理委託太平灣發電廠負責。2010 年汛期水位連續 79 天超過泄流堰頂高程 116m，洪水順溢流堰面自流 192 億 m3，其中副壩提閘 3 孔泄流 0.34 億 m3。2010 年 12 月 28 日，施工人員對水豐水電站副壩的 12 孔工作橋進行爆破拆除，更換泄洪閘門新設備，在高程 132m 平台安裝 2 台 2×630kN 單向門機並配自動抓梁，更換 18 扇工作閘門。主壩的工作閘門與埋件、啟閉設備（3 台 2×630kN 單向門機並配自動抓梁）與軌道、金屬結構設備重新布置。2011 年 6 月 28 日，中朝水力發電公司水豐水電站防洪設施移交使用慶典儀式在遼寧丹東舉行。水豐水電站防洪設施改造工程在歷經 682 天施工後，金屬結構部分現已滿足既定目標，主壩、副壩閘門操作權順利移交朝鮮使用

2018 年 1 月 27 日，入選中國工業遺產保護名錄（第一批）名單。

## 參見

* 中國最高水壩列表

## 參考文獻