防災減災日:科普水電開發的地質減災知識
2011/5/12 9:05:42 新聞來源:188BETApp
文/水博
為了紀念汶川特大地震爆發後的抗震救災,在汶川地震爆發一周年之際,2009年我國首次把5月12日設立了全國"防災減災日"。今天是我國的第三個"防災減災日"。中國科協號召各個全國性學會積極開展防災減災的科普宣傳。我們作為一個水利水電的科技工作者團體,特別有必要在這個"防災減災"的日子裏,向公眾強調科學的水利188體育官網app 所具有的地質減災作用。
以前很長一段時間,由於我國的科普宣傳的力度不夠,很多社會輿論都習以為常地認為:水利水電開發會加劇地質災害。然而,全世界客觀的現實卻明確的告訴我們,水電開程度越高的國家和地區不僅生態環境好而且地質災害也會明顯的減少。這裏的原因何在呢?
因為科學的水利水電開發一定是一個地質減災的過程。一般來說,水電工程修建之後,將從三個方麵改進原有的自然邊坡的地質條件:
1、為了所建水電站的安全運行,必須對庫區內主要的滑坡體進行人工排除,或者采取工程措施進行護坡處理,直接減少地質災害的自然發生率。
2、水電開發就是把江水切割岸坡的能量利用起來發電,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。
3、水庫蓄水的初期,是一個水庫新庫岸的不穩定期和再造期,是隱性的地質災害的集中釋放期。
不過,由於通過建水電站治理地質災害需要一個過程,具有明顯的滯後性。因此,水庫建成後的蓄水的初期,地質災害反倒有所的增加的現象,也是非常正常的。而從長遠來看,科學的水利188體育官網app 的地質減災作用幾乎是慕庸置疑的。
一、工程建設中對自然的邊坡采取工程措施的地質減災作用
建設任何一座水電站,負責任的建設者都不會讓自己所建的水電站處於危險之中。所以,他必須要對庫區內所存在的地質危險進行處理。這樣做的結果必然使得188體育官網app 的過程,也必然就是一個工程減災的過程。特別是對於一些符合規劃的梯級開發的水電站,為了保障每一個水庫、水電站的安全必須要對全流域的地質災害進行綜合治理。因此,水電梯級開發之後,其流域內的地質災害必然會大幅度的減少。
例如我國的三峽工程就是一次從聽天由命,到能夠用工程措施和長效機製治理地質災害的減災工程。在三峽工程建設過程中,國家先後已經投入了120多億元資金,對庫區地質災害進行了治理。比較三峽工程建設的前後,從1982年到三吸取工程開工建設,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。從三峽工程開始建設之後,地質災害發生的機率已經大幅度的降低。為什麼會這樣呢?因為我們為了保障三峽工程的安全進,實施了大規模的減災工程。例如,僅涉及重慶三峽庫區的地質災害隱患點共有3671處,其中673處實施工程治理,482處實施搬遷避讓,其餘2516個隱患點確定為群測群防或專業監測項目。這必然會大大的減少三峽地區地質災害發生的機率。
另外,我國大渡河流域的水電開發,其中對大岡山水電站的開發過程中,為了保障電站的安全,建設者對大壩周圍某一側的山坡進行了大麵積的護坡工程處理,光是深達幾十米的預應力鉚索,就做了幾千根。這不僅完全杜絕了邊坡自然災害的出現,而且就是在發生地震等災害的時候,這些工程措施往往也能夠保障電站附近已經保護的邊坡不會發生地質災害。
這種用工程措施治理地質災害的情況非常普遍,而且治理的效果也非常明顯。根據我們對汶川大地震後的震損調查,我們發現,所有經過工程處理的水電站的邊坡,居然沒有一處發生了問題。由此可見工程處理措施的地質減災作用之可靠。
很多不了解情況的人曾批評說水電工程會引發地質災害,其實,這是一個嚴重的認識誤區。考慮一個工程的邊坡穩定,我們決不能忽視工程當地的原始地質條件和曆史背景。目前,社會上有一些責怪水壩建設引發地質災害的說法都非常滑稽。沒有修建水壩之前,如果地質災害嚴重,反對人士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,以前說三峽不能建壩,現在又有人說怒江不能建,說西南地區地質脆弱不能建水壩)。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、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環境危險性全都拋開不談。此時,一旦再發生任何地質災害,就立刻變成了是修建水壩所造成的地質災害。例如,我國怒江地災區目前的地質災害非常頻繁,沿著一條江邊的公路每年發生的大小地質災害也有上百起。然而,如果你進行了水利水電開發,盡管你能夠成功的治理了其中的99起,剩下一起地質災害,還可以被人誣蔑說成是水利水電工程造成的。
事實上,所有科學規劃開發建設的水利水電工程,都一定具有某種減少地質災害的作用。除了直接采取的工程措施之外,水力發電對河流的消能作用,也是一個重要的減少地質災害的過程。
二、水力發電利用河流的能量將大大減少造成地質災害的成因
有一位反對水壩建設的人士曾經評論怒江說"老天爺既給了你豐富的水能,也給了你一個崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的重災害區。"。這位反壩的人士對於怒江水能資源與地質災害總是相伴相隨的關係的描述,聽起來雖然隻是一種迷信的解釋,但是,它卻是一種客觀存在的普遍現象。因為,在全世界凡是水能資源豐富的地區,幾乎都是崩塌、滑坡、泥石流地質災害嚴重的高發地區。這是為什麼呢?
因為,構成地質災害的主要原因是地質條件和地形地貌。地質條件主要是指岩體的斷層、紋理、分層、破碎程度和風化程度,地形地貌主要是指邊坡的力學穩定性。能夠造成地質災害的地形的成因主要有兩大類,一個是地球板塊的運動(地震)所產生的不穩定的陡坡,另一個就是河流衝刷、切割所形成的陡坡。而在水能豐富的地區一般都是山高水急,河水帶有極大的能量,它必然就要不斷的深切河穀,衝刷岸坡消耗能量。其結果是造成河穀兩岸的邊坡越來越陡峭。當陡峭到了一定的程度之後,最後一定要通過發生崩塌、滑坡和泥石流等地質災害,來改變不斷變陡的邊坡。所以,地質災害是在河穀不斷被深切的情況下,必然會出現的自然現象。因此,凡是水能豐富的地區,由於河水中蘊藏著極大的能量,所以,一定都是地質災害的高發地區。
在這種局麵下,如果人們進行水電開發把水能用來發電之後,勢必會大大降低水能對岸坡的衝蝕能力,使得河穀的不再被快速的深切、河流的發育趨於穩定,最終一定會大大減少地質災害的發生。從總的概念上說,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,從理論上說,水電開發之後崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的減輕,將是不爭的事實。
具體來看,我國怒江地區的山高水急河水中的蘊藏著極大的能量。恰恰是因為怒江水流含有巨大的能量,長期衝擊河穀,造成河床不斷下切,周圍的岸坡必須要不斷地坍塌變形的必然結果。所以,怒江地區的地質災害就特別頻繁、特別嚴重。沿著一條幾百公裏的怒江公路,每年至少就有滑坡、崩岸、泥石流等地質災害上百起。2010年怒江的貢山和保山先後都發生了造成了數十人死亡比較嚴重的泥石流災難。這與當地水電開發不足不無關係。隻有把水能資源利用起來發電,才能從根本上減少地質災害產生的成因,從而減少地質災害。如果不進行水電開發,怒江的地質災害將永遠無法避免。
比如,如果我們沒有開發建設三峽,我們也不可能治理好三峽地區的地質災害。因為,長江水流巨大的能量每天都還在不斷的衝擊邊坡,切割河穀。隨著河床的下切,總會有更多的新滑坡體出現。也正是因為這種原因,長江三峽地區一直就是地質災害高發區,曆史上曾多次出現整個縣城毀於滑坡的災難。解放後三峽庫區嚴重的地質災害,仍然極大地危害著庫區兩岸人民群眾生命財產安全,僅從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。而我們開發建設三峽的目的之一,也就是要從根本上減少或者說杜絕三峽沿岸的地質災害。
通過河流的消能可以減少地質災害的理論,也已經得到了科學實驗的證實。王兆印是清華大學水利係的知名教授。擔任國際期刊International Journal of Sediment Research主編、世界泥沙研究學會秘書長,從事泥沙運動規律和江河治理方麵的科研工作三十餘年。王教授通過研究認為,崩塌和滑坡的動力其實都是來自河流的下切,下切的愈深,崩塌滑坡的勢能愈大。他認為在河流地質災害治理過程中要堅持四個方向,即:增加阻力,降低流速;控製侵蝕,減少河流輸沙能力;增加水麵麵積和生物棲息地的連通度;保護和修複河流自然景觀。
具體的說,治理滑坡、崩岸和泥石流等地質災害的關鍵之一是要消能。清華大學在雲南有一個試驗基地,已經進行了常年的現場試驗。沒有治理前的08年當地一條河穀的年泥石流土方量達到了170萬方,到09年治理後則隻有2萬方了。具體的消能方法,要針對不同的情況,采取不同的措施。在他們試驗的激流河段,他們采用了一種"階梯深潭"結構的消能形式。具體來說就是讓河流形成階梯狀,河流從上一級階梯上流下來之後就跌入下麵的深潭。在深潭中河水相互的碰撞消能之後,再跌入下一個階梯的深潭進行消能。這樣就把一個急流的河段的河水能量分級消耗掉,不讓它構成對岸坡的衝刷和切割。在季節性洪水的山溝裏,可以錯落的擺放一些大石頭,增加水的阻力,同時起到消能的效果。
通過"階梯深潭"結構消能,與水力發電消能雖然做法不一樣,但通過消能可以減少和水對岸坡的切割,最終會減少地質災害的發生的道理是相同的。王教授在無法進行發電的河流中,采取了一種特殊的結構來達到消能的目的。然而,在大多數河流中最好的消能方式恐怕沒有比進行水力發電更有效了。
對於,王教授的試驗項目,特別應該強調的是,如果隻是建些擋水壩,不實施消能是沒有減災效果的。消除泥石流的根本要素是要把能量消耗掉,同時還要把水放下去,如果隻是通過在山溝裏建立小型堤壩的方式阻擋泥石流,往往很難達到治理的效果。實踐證明,泥石流堵是堵不住的,必須想辦法消能。目前,我國很多被用來阻擋泥石流的小堤壩,隻能阻擋小的泥石流或者延緩泥石流的發生時間。由於小堤壩並不能消能,隻能積蓄著能量,最後這些小堤壩一旦垮掉,反倒變成了大的泥石流。所以隻阻擋,不消能解決不了地質災害的問題。
因此,在長年流水的河流裏最好是建水電站。把河水的能量利用起來,不讓它去製造地質災害。所以,188體育官網app 是最重要的地質減災手段。此外,在水電站建成之後,由於水庫的形成,能夠增加周圍的水汽,有效地改善周圍的局部小氣候,有利於植被的快速生長,從而進一步改善環境減少地質災害的出現。我們知道很多地質災害的產生原因,與植被遭破壞、水土流失直接相關。所以,一般來說水電站建成之後到發揮出最佳的地質減災效果,還要有一段時間。隻有當水電站建成幾年之後,促進了周圍的植被的生長,防止了水土流失,水電的地質減災效果才能充分發揮出來。可以說水電站建設的時間越長,它的地質減災效果就越明顯。
可見,通過水電站消能治理地質災害需要一個過程,具有明顯的滯後性。不僅如此,一些水電站建成後的蓄水的初期地質災害反倒有所的增加的現象,也是非常正常的。
三、水庫蓄水初期的水位波動有利於釋放潛在的地質滑坡體
因為水庫建成蓄水後,由於水位上升的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。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。
一些反水壩的極端環保人士常常把新庫岸形成過程中的可能會發生一些地質災害現象,當成是水庫加劇地質災害的一個理由。前不久,有二位地震大仙(徐道一和孫文鵬)被反水壩組織利用來炒作反對怒江水電開發。一個經常造謠反水壩的報紙就這樣報道說過"關於地質災害,支持建壩的人有不同的觀點。有的人認為,大壩建好後,原來湍急的水流會變得平緩,是一個水的消能的過程,有利於減少地質災害。孫文鵬不同意這種說法。他說,水庫高壩蓄水後,會引起庫區岸坡不穩定,可能導致大麵積滑坡。滑坡又可能造成很高的庫區湧浪,對大壩構成威脅,或形成堰塞體,對水利工程和沿江下遊形成威脅。"
其實,發生這種情況的前提,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,如果在連續的強降雨的情況下,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,從而容易產生滑坡的現象。例如,09年台灣省的8.8暴雨泥石流和我們去年8.8的舟曲泥石流。這些其實都是一些潛在的地質滑坡體在暴雨中得到了釋放。
也可以說,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、崩岸和泥石流。
水庫的建造和蓄水不是製造出了滑坡,而是為原有不穩定的地質滑坡體,提供一個集中釋放的機會。一般來說,不穩定的地質災害一旦被釋放之後,就不會再出現了。下麵兩張照片,就是汶川地震後壩高132米高的沙牌水庫的庫區和下遊邊坡的情況比較圖。因為沙牌水庫在發生地震時已經建成了10年,庫區內的邊坡因為經過了工程減災措施處理和初期蓄水的"免疫"考驗,已經釋放了所有的地質滑坡體,所以無論再遭遇到特大暴雨,還是特大地震,都不會再發生地質災害。而下遊的天然岸坡還有很多潛在的滑坡體存在,一旦遭遇地震或者大暴雨,完全有可能發生滑坡、崩岸或者泥石流災害。
可見,水電開發最終將有助於減輕當地的地質災害。
目前我們所見到的現實也是,我國西部的水能資源豐富,開發程度卻很低,而且開發的時間還普遍比較晚,因此,一些已經進行了開發的地區的188體育官網app 的地質減災效果,往往還無法充分的發揮出來。所以,目前我國西部地區地質災害的發生和損失普遍都比較嚴重。然而,由於我國東部的經濟發達,水電開發建設的比較早,而且絕大多數水電資源都已經基本上開發完畢,因而,我國東部發生滑坡、泥石流等地質災害的幾率就明顯的低於西部。
從國際上來看,情況也是一樣。法國是世界上水能資源開發利用最充分的國家之一。開發程度接近100%。由於河水的能量不會再用來衝擊河穀製造地質災害,因此,同時樣是水電開發非常密集的法國的地質災害,卻非常非常少。
總之,根據前麵的分析,我們可以得到結論:凡是發生在沿江河流域的地質災害,幾乎都可以在修建水電站之後得到明顯的減輕,甚至是從根本上的治理、杜絕。可歸納為3點:
1、科學建設的水電工程不僅不會製造地質災害,而且還將減輕地質災害。水庫初期蓄水所引發的滑坡頻發,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"免疫"過程。隻有這樣,未來的水庫庫岸才會變得更安全、更穩定。
2、對於具體的水電工程而言,盡管建壩後把河流衝擊河穀的動能用來發電,將從根本上減少地質災害的發生。水電工程建設當中對危險滑坡體的工程處理措施,可以大大的減少滑坡的危害。但是,由於我們人類目前還不可能完全通過工程措施解決所有的地質災害,所以,水庫的蓄水是對前麵施工階段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。可能會出現短期的地質災害增多的現象,但這個時期絕不會太長久,更不是在增加地質災害。
3、理論和現實都已經證明:從長遠來看,科學的水利水電工程建設的地質減災作用是毋庸置疑的。
為了紀念汶川特大地震爆發後的抗震救災,在汶川地震爆發一周年之際,2009年我國首次把5月12日設立了全國"防災減災日"。今天是我國的第三個"防災減災日"。中國科協號召各個全國性學會積極開展防災減災的科普宣傳。我們作為一個水利水電的科技工作者團體,特別有必要在這個"防災減災"的日子裏,向公眾強調科學的水利188體育官網app 所具有的地質減災作用。
以前很長一段時間,由於我國的科普宣傳的力度不夠,很多社會輿論都習以為常地認為:水利水電開發會加劇地質災害。然而,全世界客觀的現實卻明確的告訴我們,水電開程度越高的國家和地區不僅生態環境好而且地質災害也會明顯的減少。這裏的原因何在呢?
因為科學的水利水電開發一定是一個地質減災的過程。一般來說,水電工程修建之後,將從三個方麵改進原有的自然邊坡的地質條件:
1、為了所建水電站的安全運行,必須對庫區內主要的滑坡體進行人工排除,或者采取工程措施進行護坡處理,直接減少地質災害的自然發生率。
2、水電開發就是把江水切割岸坡的能量利用起來發電,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。
3、水庫蓄水的初期,是一個水庫新庫岸的不穩定期和再造期,是隱性的地質災害的集中釋放期。
不過,由於通過建水電站治理地質災害需要一個過程,具有明顯的滯後性。因此,水庫建成後的蓄水的初期,地質災害反倒有所的增加的現象,也是非常正常的。而從長遠來看,科學的水利188體育官網app 的地質減災作用幾乎是慕庸置疑的。
一、工程建設中對自然的邊坡采取工程措施的地質減災作用
建設任何一座水電站,負責任的建設者都不會讓自己所建的水電站處於危險之中。所以,他必須要對庫區內所存在的地質危險進行處理。這樣做的結果必然使得188體育官網app 的過程,也必然就是一個工程減災的過程。特別是對於一些符合規劃的梯級開發的水電站,為了保障每一個水庫、水電站的安全必須要對全流域的地質災害進行綜合治理。因此,水電梯級開發之後,其流域內的地質災害必然會大幅度的減少。
例如我國的三峽工程就是一次從聽天由命,到能夠用工程措施和長效機製治理地質災害的減災工程。在三峽工程建設過程中,國家先後已經投入了120多億元資金,對庫區地質災害進行了治理。比較三峽工程建設的前後,從1982年到三吸取工程開工建設,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。從三峽工程開始建設之後,地質災害發生的機率已經大幅度的降低。為什麼會這樣呢?因為我們為了保障三峽工程的安全進,實施了大規模的減災工程。例如,僅涉及重慶三峽庫區的地質災害隱患點共有3671處,其中673處實施工程治理,482處實施搬遷避讓,其餘2516個隱患點確定為群測群防或專業監測項目。這必然會大大的減少三峽地區地質災害發生的機率。
另外,我國大渡河流域的水電開發,其中對大岡山水電站的開發過程中,為了保障電站的安全,建設者對大壩周圍某一側的山坡進行了大麵積的護坡工程處理,光是深達幾十米的預應力鉚索,就做了幾千根。這不僅完全杜絕了邊坡自然災害的出現,而且就是在發生地震等災害的時候,這些工程措施往往也能夠保障電站附近已經保護的邊坡不會發生地質災害。
這種用工程措施治理地質災害的情況非常普遍,而且治理的效果也非常明顯。根據我們對汶川大地震後的震損調查,我們發現,所有經過工程處理的水電站的邊坡,居然沒有一處發生了問題。由此可見工程處理措施的地質減災作用之可靠。
很多不了解情況的人曾批評說水電工程會引發地質災害,其實,這是一個嚴重的認識誤區。考慮一個工程的邊坡穩定,我們決不能忽視工程當地的原始地質條件和曆史背景。目前,社會上有一些責怪水壩建設引發地質災害的說法都非常滑稽。沒有修建水壩之前,如果地質災害嚴重,反對人士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,以前說三峽不能建壩,現在又有人說怒江不能建,說西南地區地質脆弱不能建水壩)。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、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環境危險性全都拋開不談。此時,一旦再發生任何地質災害,就立刻變成了是修建水壩所造成的地質災害。例如,我國怒江地災區目前的地質災害非常頻繁,沿著一條江邊的公路每年發生的大小地質災害也有上百起。然而,如果你進行了水利水電開發,盡管你能夠成功的治理了其中的99起,剩下一起地質災害,還可以被人誣蔑說成是水利水電工程造成的。
事實上,所有科學規劃開發建設的水利水電工程,都一定具有某種減少地質災害的作用。除了直接采取的工程措施之外,水力發電對河流的消能作用,也是一個重要的減少地質災害的過程。
二、水力發電利用河流的能量將大大減少造成地質災害的成因
有一位反對水壩建設的人士曾經評論怒江說"老天爺既給了你豐富的水能,也給了你一個崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的重災害區。"。這位反壩的人士對於怒江水能資源與地質災害總是相伴相隨的關係的描述,聽起來雖然隻是一種迷信的解釋,但是,它卻是一種客觀存在的普遍現象。因為,在全世界凡是水能資源豐富的地區,幾乎都是崩塌、滑坡、泥石流地質災害嚴重的高發地區。這是為什麼呢?
因為,構成地質災害的主要原因是地質條件和地形地貌。地質條件主要是指岩體的斷層、紋理、分層、破碎程度和風化程度,地形地貌主要是指邊坡的力學穩定性。能夠造成地質災害的地形的成因主要有兩大類,一個是地球板塊的運動(地震)所產生的不穩定的陡坡,另一個就是河流衝刷、切割所形成的陡坡。而在水能豐富的地區一般都是山高水急,河水帶有極大的能量,它必然就要不斷的深切河穀,衝刷岸坡消耗能量。其結果是造成河穀兩岸的邊坡越來越陡峭。當陡峭到了一定的程度之後,最後一定要通過發生崩塌、滑坡和泥石流等地質災害,來改變不斷變陡的邊坡。所以,地質災害是在河穀不斷被深切的情況下,必然會出現的自然現象。因此,凡是水能豐富的地區,由於河水中蘊藏著極大的能量,所以,一定都是地質災害的高發地區。
在這種局麵下,如果人們進行水電開發把水能用來發電之後,勢必會大大降低水能對岸坡的衝蝕能力,使得河穀的不再被快速的深切、河流的發育趨於穩定,最終一定會大大減少地質災害的發生。從總的概念上說,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,從理論上說,水電開發之後崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的減輕,將是不爭的事實。
具體來看,我國怒江地區的山高水急河水中的蘊藏著極大的能量。恰恰是因為怒江水流含有巨大的能量,長期衝擊河穀,造成河床不斷下切,周圍的岸坡必須要不斷地坍塌變形的必然結果。所以,怒江地區的地質災害就特別頻繁、特別嚴重。沿著一條幾百公裏的怒江公路,每年至少就有滑坡、崩岸、泥石流等地質災害上百起。2010年怒江的貢山和保山先後都發生了造成了數十人死亡比較嚴重的泥石流災難。這與當地水電開發不足不無關係。隻有把水能資源利用起來發電,才能從根本上減少地質災害產生的成因,從而減少地質災害。如果不進行水電開發,怒江的地質災害將永遠無法避免。
比如,如果我們沒有開發建設三峽,我們也不可能治理好三峽地區的地質災害。因為,長江水流巨大的能量每天都還在不斷的衝擊邊坡,切割河穀。隨著河床的下切,總會有更多的新滑坡體出現。也正是因為這種原因,長江三峽地區一直就是地質災害高發區,曆史上曾多次出現整個縣城毀於滑坡的災難。解放後三峽庫區嚴重的地質災害,仍然極大地危害著庫區兩岸人民群眾生命財產安全,僅從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。而我們開發建設三峽的目的之一,也就是要從根本上減少或者說杜絕三峽沿岸的地質災害。
通過河流的消能可以減少地質災害的理論,也已經得到了科學實驗的證實。王兆印是清華大學水利係的知名教授。擔任國際期刊International Journal of Sediment Research主編、世界泥沙研究學會秘書長,從事泥沙運動規律和江河治理方麵的科研工作三十餘年。王教授通過研究認為,崩塌和滑坡的動力其實都是來自河流的下切,下切的愈深,崩塌滑坡的勢能愈大。他認為在河流地質災害治理過程中要堅持四個方向,即:增加阻力,降低流速;控製侵蝕,減少河流輸沙能力;增加水麵麵積和生物棲息地的連通度;保護和修複河流自然景觀。
具體的說,治理滑坡、崩岸和泥石流等地質災害的關鍵之一是要消能。清華大學在雲南有一個試驗基地,已經進行了常年的現場試驗。沒有治理前的08年當地一條河穀的年泥石流土方量達到了170萬方,到09年治理後則隻有2萬方了。具體的消能方法,要針對不同的情況,采取不同的措施。在他們試驗的激流河段,他們采用了一種"階梯深潭"結構的消能形式。具體來說就是讓河流形成階梯狀,河流從上一級階梯上流下來之後就跌入下麵的深潭。在深潭中河水相互的碰撞消能之後,再跌入下一個階梯的深潭進行消能。這樣就把一個急流的河段的河水能量分級消耗掉,不讓它構成對岸坡的衝刷和切割。在季節性洪水的山溝裏,可以錯落的擺放一些大石頭,增加水的阻力,同時起到消能的效果。
通過"階梯深潭"結構消能,與水力發電消能雖然做法不一樣,但通過消能可以減少和水對岸坡的切割,最終會減少地質災害的發生的道理是相同的。王教授在無法進行發電的河流中,采取了一種特殊的結構來達到消能的目的。然而,在大多數河流中最好的消能方式恐怕沒有比進行水力發電更有效了。
對於,王教授的試驗項目,特別應該強調的是,如果隻是建些擋水壩,不實施消能是沒有減災效果的。消除泥石流的根本要素是要把能量消耗掉,同時還要把水放下去,如果隻是通過在山溝裏建立小型堤壩的方式阻擋泥石流,往往很難達到治理的效果。實踐證明,泥石流堵是堵不住的,必須想辦法消能。目前,我國很多被用來阻擋泥石流的小堤壩,隻能阻擋小的泥石流或者延緩泥石流的發生時間。由於小堤壩並不能消能,隻能積蓄著能量,最後這些小堤壩一旦垮掉,反倒變成了大的泥石流。所以隻阻擋,不消能解決不了地質災害的問題。
因此,在長年流水的河流裏最好是建水電站。把河水的能量利用起來,不讓它去製造地質災害。所以,188體育官網app 是最重要的地質減災手段。此外,在水電站建成之後,由於水庫的形成,能夠增加周圍的水汽,有效地改善周圍的局部小氣候,有利於植被的快速生長,從而進一步改善環境減少地質災害的出現。我們知道很多地質災害的產生原因,與植被遭破壞、水土流失直接相關。所以,一般來說水電站建成之後到發揮出最佳的地質減災效果,還要有一段時間。隻有當水電站建成幾年之後,促進了周圍的植被的生長,防止了水土流失,水電的地質減災效果才能充分發揮出來。可以說水電站建設的時間越長,它的地質減災效果就越明顯。
可見,通過水電站消能治理地質災害需要一個過程,具有明顯的滯後性。不僅如此,一些水電站建成後的蓄水的初期地質災害反倒有所的增加的現象,也是非常正常的。
三、水庫蓄水初期的水位波動有利於釋放潛在的地質滑坡體
因為水庫建成蓄水後,由於水位上升的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。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。
一些反水壩的極端環保人士常常把新庫岸形成過程中的可能會發生一些地質災害現象,當成是水庫加劇地質災害的一個理由。前不久,有二位地震大仙(徐道一和孫文鵬)被反水壩組織利用來炒作反對怒江水電開發。一個經常造謠反水壩的報紙就這樣報道說過"關於地質災害,支持建壩的人有不同的觀點。有的人認為,大壩建好後,原來湍急的水流會變得平緩,是一個水的消能的過程,有利於減少地質災害。孫文鵬不同意這種說法。他說,水庫高壩蓄水後,會引起庫區岸坡不穩定,可能導致大麵積滑坡。滑坡又可能造成很高的庫區湧浪,對大壩構成威脅,或形成堰塞體,對水利工程和沿江下遊形成威脅。"
其實,發生這種情況的前提,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,如果在連續的強降雨的情況下,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,從而容易產生滑坡的現象。例如,09年台灣省的8.8暴雨泥石流和我們去年8.8的舟曲泥石流。這些其實都是一些潛在的地質滑坡體在暴雨中得到了釋放。
也可以說,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、崩岸和泥石流。
水庫的建造和蓄水不是製造出了滑坡,而是為原有不穩定的地質滑坡體,提供一個集中釋放的機會。一般來說,不穩定的地質災害一旦被釋放之後,就不會再出現了。下麵兩張照片,就是汶川地震後壩高132米高的沙牌水庫的庫區和下遊邊坡的情況比較圖。因為沙牌水庫在發生地震時已經建成了10年,庫區內的邊坡因為經過了工程減災措施處理和初期蓄水的"免疫"考驗,已經釋放了所有的地質滑坡體,所以無論再遭遇到特大暴雨,還是特大地震,都不會再發生地質災害。而下遊的天然岸坡還有很多潛在的滑坡體存在,一旦遭遇地震或者大暴雨,完全有可能發生滑坡、崩岸或者泥石流災害。

可見,水電開發最終將有助於減輕當地的地質災害。
目前我們所見到的現實也是,我國西部的水能資源豐富,開發程度卻很低,而且開發的時間還普遍比較晚,因此,一些已經進行了開發的地區的188體育官網app 的地質減災效果,往往還無法充分的發揮出來。所以,目前我國西部地區地質災害的發生和損失普遍都比較嚴重。然而,由於我國東部的經濟發達,水電開發建設的比較早,而且絕大多數水電資源都已經基本上開發完畢,因而,我國東部發生滑坡、泥石流等地質災害的幾率就明顯的低於西部。
從國際上來看,情況也是一樣。法國是世界上水能資源開發利用最充分的國家之一。開發程度接近100%。由於河水的能量不會再用來衝擊河穀製造地質災害,因此,同時樣是水電開發非常密集的法國的地質災害,卻非常非常少。
總之,根據前麵的分析,我們可以得到結論:凡是發生在沿江河流域的地質災害,幾乎都可以在修建水電站之後得到明顯的減輕,甚至是從根本上的治理、杜絕。可歸納為3點:
1、科學建設的水電工程不僅不會製造地質災害,而且還將減輕地質災害。水庫初期蓄水所引發的滑坡頻發,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"免疫"過程。隻有這樣,未來的水庫庫岸才會變得更安全、更穩定。
2、對於具體的水電工程而言,盡管建壩後把河流衝擊河穀的動能用來發電,將從根本上減少地質災害的發生。水電工程建設當中對危險滑坡體的工程處理措施,可以大大的減少滑坡的危害。但是,由於我們人類目前還不可能完全通過工程措施解決所有的地質災害,所以,水庫的蓄水是對前麵施工階段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。可能會出現短期的地質災害增多的現象,但這個時期絕不會太長久,更不是在增加地質災害。
3、理論和現實都已經證明:從長遠來看,科學的水利水電工程建設的地質減災作用是毋庸置疑的。




