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辯證的看待三峽水庫蓄水期出現的滑坡
2009/3/14 9:09:32 新聞來源:188BETApp
188BETApp  www.trellya.com   日期:2008-12-02   供稿:張博庭

文/水博

以前很多批評水壩的宣傳,都認為水庫建成後會加重滑坡、崩岸、泥石流等地質災害。對此,雖然有很多專業技術人員的細心解釋,似乎社會上都難以接受。然而,汶川大地震後的一些事實,則在一次向我們證明了,科學合理的水壩、水庫、水電站建設,不僅不會增加滑坡、崩岸、泥石流等地質災害,而且,是對邊坡的有力保護。大家請看著兩張圖的對比。在世界上最高的碾壓混凝土拱壩沙牌同一個地點,地震後上遊水庫內的邊坡與下遊天然河道內的自然邊坡簡直是天壤之別。



這決不是一種偶然的現象,在同一地點能出現如此強烈的反差,也確實很能說明問題。下麵我們就分析一下這裏麵的科學道理。

從水庫蓄水開始,由於侵蝕作用和堆積作用,在新的水邊線地帶開始了庫岸形成的過程。大型水庫的運行經驗表明,庫岸的形成正是衝蝕和堆積直接作用的結果,從地質、地球化學和生態過程角度分析,庫岸可分為多種類型:以地球化學作用和衝蝕作用為主形成的庫岸為衝蝕—喀斯特型庫岸;以生態作用和衝蝕作用結合情況下形成的庫岸為衝蝕一泥炭型庫岸及其它類型的庫岸;在地質、地球化學和生物過程和堆積共同作用下,形成泥沙三角洲庫岸、淤泥鹽岩型、漂浮泥炭型、貝殼泥炭型、貝殼石灰岩型和蘆葦植物型庫岸;以崩塌、坍落、侵蝕、滑坡、流沙和剝蝕等形式表現的庫岸為衝蝕型庫岸。

對於衝蝕型庫岸,水庫蓄、泄水是產生滑坡的重要原因之一。特別是在水庫突然泄水時,由於原有的水位比較高,邊坡在水中浸泡後土壤當中的空隙水壓力增加,而突然的泄水導致水位急劇下降,土壤中的孔隙水壓力來不及變化,而邊坡外部的靜水壓力突然喪失,土體內外壓力的不平衡常常容易導致邊坡的失穩和滑坡的發生。這種情況發生的前提,是需要邊坡本身就具備產生滑坡(或者說潛在的滑坡)的水文和地質條件。在這種地質條件下,即便沒有水庫的水位變化,如果在強烈的連續降雨的情況下,隻要邊坡的土壤吸收了足夠的水分,也可能會造成同樣孔隙水的壓力加大,從而產生滑坡的現象。也就是說,如果不具備產生滑坡的潛在的地質條件,水庫水位變化也不可能造成滑坡,反之如果邊坡本身具備水庫水位變化造成的滑坡的地質條件,說明邊坡本身就具備了滑坡(或者說是潛在的滑坡)的地質地貌條件,在連續的強降雨,或者某些特殊情況下(如地震)同樣也可能會產生滑坡。從這個意義上來說,水庫的蓄水並不是製造出了滑坡,而是讓原有不穩定的地質滑坡體,有一個集中釋放的機會。滑坡體被釋放之後,新的庫岸才會變得更加安全。沙牌水壩地震後的現象,就充分證明了這一點。

總之,水庫產生滑坡的根本條件不是取決於是否修建了水壩,而是取決於原有的地質條件。如果沒有產生滑坡(或者說潛在的滑坡)的地質、地貌條件,水庫的水位變化也不會引發滑坡。除此之外,建壩修水庫後還將會從三個方麵,使得自然河流的庫岸變得更加穩定。

分別是可以減少新的滑坡體出現;建壩過程中的工程防治措施減少滑坡體;和讓不穩定的地質滑坡體集中釋放從而減少自然滑坡的發生。

1水壩、水庫、水電站建設可以減少新的滑坡體出現

西南地區的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害嚴重,就是因為該地區的河流還處在發育期,地麵不斷的隆起上升,使得該地區變得山高水急,江水帶有極大的能量,不斷的切割山穀,造成該地區河穀不斷地加深,在高山峽穀發育的同時,崩塌、滑坡、泥石流等地質災害必然就會隨著地形的變遷經常發生。

在這種情況下,如果人們把奔騰的江河水用來發電,勢必會大大降低水能對岸坡的衝蝕能力,減少江水對河穀的急速深切,使河流發育趨於緩慢、穩定,最終會大大減少地質災害的發生。從總的能量守恒概念上說,水電開發就是把江水切割岸坡的能量利用起來發電,造福人類。所以,水庫、電站的修建一般會降低原來的河水流速,不僅大大減少河水對岸邊的衝刷和侵蝕,從根本上減少新的滑坡體的產生,而且,有時候流速的降低還會產生淤積現象起到護岸、護坡的作用。

2水壩建設中人工處理危險的滑坡體

在工程修建過程中,為了減少滑坡通常都要對主要的滑坡體進行人工排除,或者護坡(包括混凝土噴塗、打入抗剪滑樁和預應力錨索固定等)處理。對於那些不能處理的滑坡體,一般工程也要采取監測手段,嚴密觀測其發生滑坡的各種先兆,以便減少滑坡的破壞性。

以三峽工程為例;三峽庫區地質災害的主要類型是滑坡、崩塌、泥石流。嚴重的地質災害極大地危害著庫區兩岸人民群眾生命財產安全,從1982年以來,庫區兩岸發生滑坡、崩塌、泥石流近百處,規模較大的有數十處。如1985年新灘滑坡造成高達70米的過江湧浪,其上、下遊各10公裏的江段內近百條船隻沉沒。三峽開工後對需要實施工程防護的庫岸進行的嚴格的防治和處理。自2003年6月三峽工程蓄水以來,三峽庫區已建立了專業監測點一百多個,群測群防點一千六百多個,庫區地質災害監測預警網絡已基本形成。地質災害監測預警係統以其準確、可靠的預警預報為千裏庫區撐起了一張“安全網”,最大限度地減少了庫區群眾的生命財產損失。

在這次汶川大地震中,經過人工處理的邊坡的穩定性也接受了考驗。據我們水電站震損調查,所有處理過的邊坡沒有一處發生滑坡等次生災害。不僅水電工程是這樣,在北川縣城原來認為非常危險,經過加固處理的邊坡,也同樣在地震中沒有滑坡。而原來認為比較穩定的沒有處理一些邊坡的滑坡,反倒造成了巨大的傷亡。可見邊坡的人工處理,作用有多大。

3水庫蓄水期集中釋放了潛在的滑坡體

由於我們人類還不可能完全通過工程措施解決所有的地質災害,所以,水庫蓄水的初期,必然是一個水庫新庫岸的再造期,也可以說是隱性的地質災害的集中釋放期。一些人把水庫蓄水這一時期出現的滑坡,看是水庫造成的地質災害,是有問題的。水庫的蓄水並不是製造出了新的滑坡,而是,對前麵工程處理之後還不能完全消除的滑坡體或者說是潛在的滑坡體,提供一個集中釋放的機會。經過幾次蓄水、退水,這些滑坡體都被釋放之後,新的庫岸肯定會變得更加安全。例如,最近三峽工程正在進行正常水位蓄水的試驗,我們必須要對三峽的庫岸進行嚴密監測,因為,在這過程中很可能會有一些隱性的地質災害暴露出來。據報道“九月下旬三峽工程試驗性蓄水以來,秭歸縣庫岸出現了九處滑坡與崩塌險情,直接威脅三十二戶一百零六人的生命財產安全。其中涉及滑坡六處,塌岸三處。”大家要辯證的看待這些滑坡的出現。我們在蓄水監測的狀況下,及時發現並處理這些滑坡體。將會大大減少未來三峽長期運行過程中庫岸的滑坡威脅。

實際上,蓄水所引發的滑坡,不過就是我們把未來若幹年內,遭遇暴雨、地震可能引發的隨機滑坡,都提前引發出來的過程。隻有這樣,未來的三峽水庫庫岸才會變得更安全。就像今天我們在沙牌水電站所看到的一樣。一旦遭遇大地震或者非常大的暴雨,沒有修建三峽前的庫岸可能就會像沙牌的下遊一樣,慘不忍睹。而修建了三峽之後的庫岸,應該與現在的沙牌上遊一樣,具有較強的抗震能力。我們知道1985年由暴雨引發的長江新灘滑坡,光船隻就沉沒了近百條,大家可想而知生命財產損失將會有多嚴重?這種現象在曆史上曾經是屢見不鮮的。不過我相信在我們的三峽工程建成並經曆了幾次蓄水的考驗之後,新灘那樣的大滑坡恐怕就難以再出現了。其中原因之一就是我們在初期的蓄水泄水過程中,把大部分潛在的滑坡體都釋放了。

一般來說,經過上麵三個階段以後,將會使得庫岸變得更加穩定。這就是汶川大地震給我們的啟示之一。這裏,我們要特別注重考慮當地的地質條件和曆史背景。如果我們仔細觀察,就會發現社會上的一些責怪水壩建設引發地質災害的說法非常可笑。沒有修建水壩之前,如果地質災害嚴重,他們就會大談該地區地質災害如何如何嚴重,絕對不能修建水壩(例如,以前說三峽,現在說怒江,說西南地區)。可是,當水壩建設者們,用科學的方法和手段,克服了當地的複雜地質條件,治理和減輕了地質災害,並成功的建設了水壩之後。他們就會立刻搖身一變,把該地區原有的地質危險環境全都忘得一幹二淨,一旦再發生任何地質災害,就立刻變成了是修建水壩造成地質災害的罪狀。尤其是在水庫的蓄水和新庫岸的形成期,更容易成為這種誤導宣傳的借口。幸虧這次大地震,沙牌水電站用水庫岸坡與天然河道活生生的現實,讓我們透過一些表麵現象,最終看到水壩、水庫、水電站建設,一定會是非常有利於岸坡的穩定。

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