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王维洛:水库诱发滑坡 四川特大桥坍塌探因

—从双江口水库核心库区的红旗特大桥倒塌谈起

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正如侯学煜教授所指出的,建坝蓄水后因水的浸泡软化作用,将使滑坡的稳定性减弱,促使老滑坡复活。如唐凤娇等所指出的,水库建成以后,沿岸地区自然条件发生显着变化,由于水位升高造成河流局部侵蚀基准面和地下水位抬高,并引起水文动态变化,使库岸遭受强烈改造,从而导致岸坡失稳诱发的滑坡。对于瓦伊昂水库诱发滑坡事件奥地利地质学家缪勒教授直言,这次灾难是人类的错误、是缺乏知识的后果。难道红旗特大桥发生垮塌不是人类的错误、不是缺乏知识的后果吗?

唐凤娇等在文章开篇指出:水库诱发滑坡是指水库建成以后,沿岸地区自然条件发生显着变化,由于水位升高造成河流局部侵蚀基准面和地下水位抬高,并引起水文动态变化,使库岸遭受强烈改造,从而导致岸坡失稳诱发的滑坡。水库诱发滑坡既有一般滑坡的共性,受到地形、岩性、降雨等自然因素控制,但又具有特殊性,其活动会受到水库蓄水及库水位周期性升降及其诱发地震活动的影响。

唐凤娇等在文章中列举了几个水库诱发滑坡的实例,最早的是1961年的湖北省柘溪水库塘岩光滑坡、1993年清江隔河岩水库茅坪滑坡,最著名的是2003年湖北省秭归县三峡库区发生的千将坪村山体滑坡及三峡库区藕塘滑坡等,均是由于不利的地貌和地质环境叠加库水作用诱发的库岸和老滑坡失稳。国外最著名的实例就是1963年意大利瓦伊昂水库滑坡。唐凤娇等在文章中遗漏的两次重要的水库诱发滑坡是1985长江北岸的湖北省秭归县新滩镇发生的滑坡与2008年紫坪铺水库发生的滑坡。

2013年7月27日溪洛渡水库区内发生大型山体滑坡,形成宽200米,高250米的垮塌面。约12万立方米的土石坠入金沙江中,激起20余米高的水啸巨浪,将与云南省昭通市水库对岸的四川省雷波县岩脚乡金沙村复建码头的施工人员、路人以及正在江面行驶的一艘船只卷入江中,至少9人失踪。这个消息来自杨勇对记者的阐述,但是中共官方媒体未予公开报道。如果仔细寻找,能够在中国国内一些科学杂志上找到一些相关信息,但是这些文章都在事故发生若干年后发表的,如唐凤娇等的关于溪洛渡水库区内发生大型山体滑坡的文章是在事故发生的九年后才发表的。

2023年中国科学院大学地球与行星科学学院和中国科学院计算地球动力学重点实验室的黄婷等将溪洛渡库区发生滑坡所产生的灾害称为滑坡湖啸。黄婷等指出:目前中国已经在金沙江、大渡河、澜沧江和雅鲁藏布江规划和建设了多个世界级的级联高库大坝,库区地质条件复杂,大规模滑坡体众多,滑坡诱发湖啸导致漫坝和级联溃坝的潜在灾害风险日趋严峻。

溪洛渡大坝卫星影像,溪洛渡大坝与滑坡体所在位置。(网页截图)

三、意大利瓦伊昂水库诱发滑坡

意大利瓦伊昂大坝始建于1957年(一说1956年),完工于1959年,坝高262米,是当时世界上坝高最高的大坝,也代表了当时最最先进的技术。特别是在施工过程中大坝改成为核电站配套服务的抽水蓄能电站,更是理念超前。工程建设期间建筑方的工程师就提出水坝蓄水后可能会导致山体滑坡,但未引起重视。

1963年夏水库蓄水,并开始发生小规模山体滑坡。水库运营方在9月决定降低水坝水位,但为时已晚。1963年10月9日下午10时39分,发生了2.6亿立方米的山体大滑坡,山体以110千米每小时的速度倾泻入水库中,用时45秒,瞬间填满了大半个水库。水库中的五千万立方米的水漫出水坝,造成比坝体本身还要高250米的巨浪,并冲入大坝下游河道。结果大坝完好无损,但是飞跃大坝而下的洪水造成大坝下游2018人的丧生,其中487人是年纪15岁以下的儿童。有媒体把瓦伊昂大坝的失事排为世界水库大坝失事的第二位(中国板桥等62座水库溃坝导致24万人死亡为第一位)。奥地利地质学家缪勒(L. Müller)教授直言承认这次灾难是人类的错误、是缺乏知识的后果。

意大利组织了对事故原因的大量调查研究,1977至1988年又由美国专家进行了重新评估。对滑坡原因取得了以下共识:

地质水文因素方面

河谷两岸的2组卸荷节理,加上倾向河床的岩石层面,构造断层和古滑坡面等组合在一起,在左岸山体内形面一个大范围的不稳定岩体,其中有些软弱岩层,尤其是粘土夹层成为主要滑动面,对水库失事起了重要作用;长期多次岩溶活动使地下孔洞发育。山顶地面岩溶地区成为补给地下水的集水区;地下的节理、断层和溶洞形成的储水网络,使岩石软化、胶结松散,内部扬压力增大,降低了重力摩阻力;1963年10月9日前的2周内大雨,库水位达到最高,同时滑动区和上部山坡有大量雨水补充地下水,地下水位升高,扬压力增大,以及粘土夹层、泥灰岩和裂隙中泥质充填物中的粘土颗粒受水饱和膨胀形成附加上托力,使滑坡区椅状地形的椅背部分所承受的向下推力增加,椅座部分抗滑阻力则减小,最终导致古滑坡面失去平衡而重新活动,缓慢的蠕动立即转变为瞬时高速滑动。

人为因素方面

地质查勘不充分;地质人员的素质不高,判断失误。

这起灾难在意大利几十个法院进行了诉讼,直到1997年才判决对数千受害者进行赔偿。几名官员被判刑,但判得都不重。瓦伊昂大坝工程的总工程师西门札在灾难发生的两年前1961年就已经去世,逃过了审判。

瓦伊昂大坝工程的灾难促使意大利政府加强了对工程咨询顾问的监管,实行了“专家咨询终生负责制”,专家们要一辈子为自己的项目决策负责。还有就是事故的调查,不能只依靠本国的专家,还要邀请国际专家的参与,这样才能真正找到事故的原因。

三、中国水库诱发滑坡的几个案例

3.1.柘溪水库诱发滑坡

柘溪水库是洞庭湖水系资水中游的一座大(1)型水库,大坝位于湖南省益阳市安化县柘溪镇,水库总库容35.67亿立方米。1958年7月工程开工建设,1961年2月柘溪水库下闸蓄水。柘溪水库电站初期工程装机6台,装机容量44.75万千瓦,多年平均年发电量22.9亿千瓦时。2005年6月启动扩机50万千瓦工程,2008年投产,总装机容量102.5万千瓦,多年平均年发电量27.31亿千瓦时。当年柘溪水库是中国南方最大水库工程之一,有北有丰满,南有柘溪之称。

责任编辑: 李广松  来源:大纪元 转载请注明作者、出处並保持完整。

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