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告訴三峽:維昂特大壩的教訓

2009年07月07日
作者:大衛‧N‧皮特利(杜倫大學地理學系地質危害與危險度研究室「威爾森」主任)

義大利維昂特大壩;攝影:Silvia1963年,維昂特大壩引起的大洪水沖毀了多個村莊,義大利北部有幾千人因此而喪生。地質危險度專家研究了這場災難,並且思考了它對中國三峽工程有何啟示。

1963年10月9日傍晚,西墜的斜陽照著昏昏欲睡的龍加羅內,這是義大利北部多樂麥地區的一個傳統集鎮。然而,當次日清晨的第一縷曙光降臨時,一切卻全都變了樣:小鎮幾乎被完全沖毀,只留下滿眼鵝卵石,僅存的幾棟建築的殘骸突兀地矗立著。死亡的居民有2500個,他們的屍體被埋在沉積物裏,或者被順流沖到了幾十公里外。這個小鎮遭遇了歐洲最嚴重的水壩災難,這場洪水正是來自河谷上游一座新建的大壩。

但是,當太陽升起的時候,大壩依舊巍然屹立,直到今天, 它還在那裏。維昂特的災難原因並不是大壩的倒塌,而是山體滑坡進入了大壩後面的水庫。2007年,中國國務院三峽工程建設委員會主任曾提出要警惕三峽壩址潛在的滑坡災害,於是人們就想到,也許維昂特可以為這座長江上的著名大壩提供一個可怕的前車之鑒。

維昂特災難的根源可以追溯到第二次世界大戰後義大利的快速發展。這尤其導致了米蘭和土倫等義大利北部城市的工業發展,電力需求也隨之增加。早在20世紀30年代,維昂特河谷就被認為是一個絕佳的水力發電壩址。這裏降雨量大,冰雪融水豐富,還有一個類似峽谷的地形,這意味著只要建一個相對較小的水壩就能儲蓄大量的水。大壩的建設開始於1956年,1960年完工。當時,這個大壩被當作一項現代工程的奇跡,它是最高的雙曲拱形壩,高出河床265.5公尺,最大蓄水量為1.15億立方公尺。和三峽大壩相比,維昂特的規模微不足道。然而,它所潛藏的破壞性卻是巨大的。

災難

最早關於大壩滑坡問題的記錄是在1958年。由於在大壩的建設過程中以及建成後滑坡都是一個人們熟知的危險,因此,如果沒有更早考慮到這個問題反而可能奇怪了。但是,與一些關於三峽大壩的報告的看法正相反,和大壩有關的滑坡並不是由水體的重量引起的,而是因為水庫增加了水庫岸壁泥土和岩石中的含水量,從而降低了它們的強度。岸壁的弱化使得泥土和岩石不時坍入水庫。最大的危險在於,如果滑坡發生得很快,會造成超過大壩的波浪。大型水壩的設計中並沒有考慮到這個因素,因此大壩垮塌的危險就很高。

1959年,在大壩完工之前,人們對新水庫的岸壁進行了一些很有限的調查。調查中確認了許多已經出現以及潛在的滑坡,但分析顯示這些滑坡發生大規模移動的可能性並不大,因此就沒有採取什麼加固措施,只是設置了一個非常有限的監控系統計畫了事。

大壩完工於1960年2月,水庫開始蓄水。和三峽一樣,第一次滑坡相對較小,早在蓄水開始後不久的3月就發生了。人們沒把這次滑坡當回事,也沒把它當成更大問題發生的警告。但是,從1960年10月開始,大家就不得不關心了。水庫南岸裂開了一條兩公里長的縫隙,在一個1700公尺長、1000公尺寬的區域內可能會發生一次巨大的滑坡。山體在不斷移動,儘管每天只有3到4公分。11月4日,當時的蓄水深度已經達到180公尺,在短短10分鐘之內,滑坡山體前部有大約70萬立方公尺塌入水中。這一事件終於引起大壩管理者的注意,但他們的反應卻為後面的災難埋下了種子。他們正確地認定了這個巨大滑坡的嚴重威脅,但是他們沒有放棄大壩,而是竭力控制山體下滑的速度,希望以此消除危險。當然,水庫只蓄了一部分水,這樣就可以在壩址周圍修一個隧道,讓水庫上面剩下的水流到大壩那裏,繼續發電。

1961年的大部分時間,水庫的水位都被故意放得很低,以便進行隧道的施工。當年10月,水庫再次做好準備,重新開始蓄水。人們計畫在滑坡的移動得到控制時,慢慢把水庫注滿。目的就是讓滑坡山體緩慢地滑入水庫,如果移動速度太快,就降低水面讓它放緩。這樣,就可以通過變化水庫水面高度來控制滑坡的移動了。管理者們清楚地感覺到自然就掌握在他們手裏。

從1961年10月到1962年11月,水庫的水面緩慢升高。1962年底,由於滑坡速度變得太快,水庫放掉了一部分水,因而有效地制止了滑坡。接著1963年4月再次開始蓄水,到9月初,水深達到245公尺。滑坡的速度慢慢加快,於是10月水庫又把水放乾。但不幸的是,已經太晚太晚了。

1963年10月9日晚上10點38分,災難降臨,滑坡發生了。整個山體有5億輛標準尺寸的沙龍轎車那麼重,滑了大約500公尺拍進水庫。滑動不斷加速,就像賽車沖出起跑線時那麼快,山體進入水庫時的速度已經達到大約110公里/小時,把峽谷加深到400公尺。然後一部分山體一直沖上對岸,彈起140公尺高,把前面大量的水壓了出去。掀起的滔天大浪沖進了卡索村較低的部分,房子立刻被沖走,其實這裏比水面要高出260公尺。較高地方的房子幸運一些,但大部分也被滑坡所激起的空氣衝擊波嚴重破壞。

但最壞的還在後面。被山體壓出的水漫出水庫,進入大壩。水量太大了,有大約3千萬立方公尺溢出了壩頂。被拔掉的樹木表明,洪水達到壩頂上方245公尺的地方,也就是說,洪水比河床高出了約500公尺。巨大的洪水在毫無預警的情況下沖進下游的村莊,大部分的遇難者都死在了床上,對於逼近的災難一無所知。龍加羅內、皮拉戈、維拉諾瓦、利瓦爾塔和法埃等村莊幾乎無人倖免。

教訓

災難過後,人們不可避免地會從中吸取許多教訓。從那以後,對於任何可能修建水庫地點的山壁,大壩設計者們都調查得格外仔細,以保證不會有任何發生災難性滑坡的可能。在水庫蓄水過程中和完成後,水庫岸壁都得到嚴密監控,以確保不會發生滑坡。而滑坡一旦被確認,就會得到監控,有時會進行修補。即使最小的水庫,這種監控也是一項主要任務。

正是在這個背景下,最近關於三峽壩址潛在滑坡的講話才引起了這麼大的關注。這兩個工程實在太相似了:兩座大壩的建設都發生在經濟快速發展時期;都被當作挑戰現有技術極限的當代奇跡;滑坡都是在蓄水初期就開始發生,並逐漸加劇;人們都相信自然是可以征服的;就連兩個壩址的地質情況都十分相似。

那麼,三峽大壩能從中得到什麼啟示呢?多數地質學家認為三峽不會像維昂特那樣,滑坡引起的巨浪漫過壩頂。大部分潛在的滑坡都離大壩本身很遠,也就是說,當浪頭達到大壩時,其大小就不足以達到壩頂了。但是,這樣一個滑坡可以掀起和維昂特一樣高的大浪,水庫周邊、滑坡近側的村鎮將受到嚴重威脅。這樣的滑坡對幾十公里外江上的大小船隻來說也是十分危險的。最讓人擔心的大概還是滑坡有可能造成一個堰塞壩,其後面會形成一個地勢更高的新湖泊。當河水到達堰塞壩頂的時候,它幾乎一定會崩潰,這樣形成的大浪對大壩來說是最危險的。

很清楚,中國政府必須迅速行動起來,高度關注這個問題,盡可能動用最好的技術和專家,確保三峽大壩周邊人民的安全。

※本文轉載自「中外對話」網站,原發表日期2007年11月5日。
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