三峡工程36计(五十三)

王维洛博士
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【大纪元2011年09月17日讯】

那么,如何解释四百○四处和四千六百五十五处崩塌、滑坡体的差别?而滑坡又为何出现在坝址二十五公里以内的区域内?

首先,这只是三峡工程建设之前,关于三峡库区崩塌滑坡问题现状的静态描述;根本没有针对三峡大坝建造,水位抬高一百一十三米后,三峡水库水位不停地在海拔一百四十五米和一百七十五米之间变动,是否引起新的崩塌滑坡问题进行研究,也就是说,缺乏动态分析。

在工程可行性研究过程中,静态现状描述是最为简单省力,而动态分析则费劲且复杂。用静态现状描述来取代动态分析,这就是以逸待劳,既省事又省力,但并不科学。

意大利瓦依昂大坝

水库蓄水,水位上升,使得原来处于比较干燥状态的岩土变为饱和状态,导致力学强度降低,容易造成严重的山体滑坡,这在世界水库大坝建设史上,有深刻的经验教训。一九六○年完工的意大利瓦依昂大坝,高二百八十五米,是当时世界上最高的混凝土拱型大坝,水库库容为一点六六亿立方米,瓦依昂库区也有坡岸不稳等地质问题。

但意大利工程技术人员却低估问题的严重性。他们认为:山体的岩层会逐渐发展到一个新的稳定状态,山体向下活动的速度将减慢,以致不会发生实质性问题。然而,在该年十月份水库开始蓄水后,水位上升,水库左岸坡地出现长达二千米的M型裂缝,且发生局部崩塌。为此,水库管理部门大大放慢抬高水位的速度,并限制蓄水位高度,开挖排水管道,似乎使问题有所缓解。

三年后,一九六三年九月下旬,水库上游连降大雨,滑坡运动加剧。科学家采取了许多措施阻止滑坡灾害到来,比如加大水库泄洪水量,降低水库蓄水位。但一切都无济于事。十月九日,水库左岸发生大面积整体滑坡,范围长二公里,宽一点六公里,滑坡体积二点四亿立方米。滑坡的面积范围是科学家估算的五倍。滑坡体进入水体后,激起的涌浪高二百五十米,涌浪淹没了对岸高地上的村庄。与此同时,一百多米高的水浪越过大坝冲向下游。这巨浪虽然没有把大坝冲毁,但铺天盖地的水浪像一堵水墙般地越过大坝,延着峡谷向下冲去,巨浪卷走下游的城镇和村庄,造成一千六百人死亡。而整个灾难,仅发生在短短的十五分钟之内。此为欧洲水库大坝史上,最黑暗的一天。

老滑坡体复活

一九八五年五月十二日凌晨,中国长江三峡新滩发生特大山体滑坡,新滩江家坡至广家岩一千三百万立方米滑坡体高速向下滑动,新滩镇这个千年古镇,顷刻之间被推入长江。进入长江的二百万立方米滑坡体,推进江中八十米,激起涌浪高八十米,将对岸的一座仓库卷入江中,使新滩上、下游各一百一十公里的江段内九十六条船只沉没,造成十人死亡,二人失踪,八人受伤。长江也因此断航一周,造成经济损失共一亿多元。

新滩滑坡的发生,同葛洲坝工程的建设、大江截流、水位抬高有直接关系。其次是三峡水库的水位,在短时间内大幅度地上升下降,促使一些已经处于稳定状态的老滑坡体重新复活。二○○六年十月三峡水库蓄水位从海拔一百三十五米,抬升到海拔一百五十六米,因为中央政府担心水位上升引起新的滑坡活动,命令三峡库区各个县市的主要领导二十四小时值班,此情况持续一个多月。

再者是三峡水库蓄水后,库区的地震次数明显增加,最大的强度达到里氏四级多(注:二○○八年十一月三峡库区发生规模四点一地震,距离大坝三十公里。泥沙冲淤平衡?)。频繁的地震使古滑坡体的结构发生变化,使其更松散,从而在水的作用下,更容易发生滑坡。而由于三峡大坝施工,特别是安置一百多万移民,修路建房,在人类活动的扰动下,很多古滑坡体将复活,很多新滑坡也会出现。与此同时,三峡水库蓄水后,库区的长江干流和支流的江面都普遍变宽,出现波浪侵蚀问题。在风浪、水流的作用下,水库的表面产生波浪,波浪淘蚀河岸,使坡岸失去稳定。由于三峡水库蓄水时间不长,人们对水库波浪侵蚀作用尚未重视。但由于波浪侵蚀作用长期存在,因此三峡库区的滑坡问题将越来越严重。

参加三峡工程可行性论证,而未在论证报告上签字的中国科学院院士侯学煜先生,曾经警告:建坝蓄水后,因水的浸泡软化作用和浮力作用,将使滑坡的稳定性减弱,促使老滑坡复活,尤其是该地山区暴雨来临时,在地面无植被保护的情况下,更易触发滑坡、崩塌。此外,从库区的地质构造等条件来看,库区存在着诱发性地震的可能,而一旦发生,大规模的滑坡和岩崩,对大坝将产生威胁,可能堵塞长江,造成严重灾难。

三峡工程引起的生态环境破坏将贻害无穷,而三峡水库蓄水则只是库区滑坡灾害的开始。三峡工程可行性报告使用的语言十分隐晦,如果读者以静态思维进行理解,根本看不出什么问题。得用动态的观点,并放到动态过程中加以分析,问题方才得以显露。尽管撰写三峡工程可行性报告的大多数专家,知道问题的严重性;但在没有科学自由的环境之下,屈从于政治压力,只能是写出一些让政治家满意的结论。然而,他们也会千方百计藉由一些隐晦的语言,点出问题所在,为将来有个说明问题的机会,预留伏笔。

比如关于三峡水库泥沙淤积问题。参加三峡工程论证的戴定忠提出如下的理论:“三峡水库是个峡谷河道型水库,库容量仅为年径流量的百分之五,两岸岩壁坚实,天然河道水流比较大,挟沙能力强,悬移质泥沙基本上是‘穿堂过’,修建大坝后,水位抬高了,水流减缓,挟沙能力降低,造成水库淤积,在运用的前十年,泄流排沙比只有百分之三十五左右,但随着淤积的增加,库区河床抬高,水流挟沙能力增强,泄流排比也要增大。根据计算,运用三十年时的排沙比为百分之五十左右,运用六十年为百分之九十,八十年后为百分之一百,库区冲淤基本达到平衡。”(注:戴定忠〈中国河流的泥沙问题〉,收于钱正英主编《中国水利》,中国水利电力出版社,北京,一九九一年,第四百二十五页。)

从静态分析,三峡水库最后达到泥沙冲淤平衡,政治家以为三峡水库的泥沙问题算是解决了;但若以动态角度观之,问题将十分严重。在建设三峡大坝之前,长江重庆至宜昌河段的平均水力坡度约为万分之二,即每一百公里有二十米的水位差别,重庆至宜昌六百多公里,两地水位差为一百二十至一百三十米。正如戴定忠所言,“由于水力坡度大,挟沙能力强,悬移质泥沙基本上是‘穿堂过’”,没有淤积;但仔细分析三峡河段泥沙淤积的情况,并非所有时间段都没有淤积。在汛期,三峡河段流量最大的时段,由于河水中所携带的泥沙多,水流不能带走所有泥沙,以致一部分泥沙于河床底部淤积起来。所幸汛期之后,三峡河段不是马上进入枯水期,而是基本上于每年的九/十月份有一个过渡时期,此时流量仍然较大,但河水中泥沙含量少,水流有多余的力量可以将汛期淤积下来的泥沙带走,当地人称“走沙期”。

汛期淤积一些,走沙期冲走一些,纵观长年,长江重庆至宜昌河段冲淤平衡,泥沙不在河床底部淤积,似乎便是所谓的“穿堂过”。正如戴定忠所说:“修建大坝后,水位抬高了,水流减缓,挟沙能力降低,造成水库淤积,在运用的前十年,泄流排沙比只有百分之三十五左右。”然问题是,水库为什么会发生淤积?泥沙淤积在水库的什么部位?我们可以看到,大坝坝址处的水位抬高最多。如果按照正常蓄水位计算,大坝坝址处的水位从海拔六十三米到海拔一百七十五米,足足抬高一百一十三米。大坝上游各地随着距离的增加,抬高幅度逐渐减少。

而三峡工程最为重要的目标是防洪。所以每年汛期到来之前,将水位降低到海拔一百四十五米,把防洪库容腾空,准备存储洪水用。这样大坝坝址处的水位抬高八十三米。由于坝址处的水位抬高,所以水流减缓。水流减缓的原因在于:水力坡度减小。三峡工程泥沙组认为:平均水力坡度从原来的万分之二,减小到万分之○点七,为原来的三分之一,与宜昌至沙市的上荆江河段平均水力坡度接近。上荆江河段为一淤积河段,泥沙是进来的多,出去的少。所以戴定忠说,造成水库淤积。泄流排沙比只有百分之三十五左右,意思是:进入水库的泥沙只有百分之三十五左右,是“穿堂过”被冲出水库,而百分之六十五的泥沙则淤积在三峡水库中。那么泥沙淤积在水库哪里呢?主要淤积在水库末尾重庆处。这一点,戴定忠没有明说,但已在文章中暗示。

必须指出的是,泥沙组在研究泥沙问题时,只考虑坝址处水位保持海拔一百四十五米时的情况,因这对于减少泥沙淤积最为有利。泥沙组不考虑防洪时抬高到海拔一百七十五米的情况,因为对泥沙组来说,水库的“排浑蓄清”,比防洪目标更为重要。

戴定忠继续写道:“但随着淤积的增加,库区河床抬高,水流挟沙能力增强,泄流排比也要增大。根据计算,运用三十年时的排沙比为百分之五十左右,运用六十年为百分之九十,八十年后为百分之一百,库区冲淤基本达到平衡。”这里戴定忠并未写明:三峡水库从淤积到库区冲淤基本达到平衡的过程中,水库本身、以及受到此过程影响的周围生态环境,会发生什么变化。“库区冲淤基本达到平衡”这一句并不重要。关键点仍然是哪里的淤积增加?哪部分河床抬高?抬高多少?水流挟沙能力为何由弱变强?库区冲淤达到平衡后,三峡水库处于怎样一个状态?周围生态环境将发生变化?在水库末尾重庆处淤积有三个发展,一是向坝址处延伸;一是向上游延伸;一是继续在当地淤高。坝址处水深最大,也是水库死库容最大的地方。淤积在水库末尾重庆继续淤高,就迫使重庆的水位继续上升。所以淤积向上游延伸,也是必然的。

淤积向坝址处延伸,对于水力坡度加大,水流速度加快,水流挟沙能力增强,泄流排比增大,没有正面的作用,因为坝址处的水位不会因此降低到海拔一百四十五米以下。水库末尾重庆水位上升,加大了重庆和坝址处的水位差,两地水位差加大,平均水力坡度也加大。水力坡度加大的结果是:流速加大,水流的挟沙能力增强。水流的挟沙能力不断增强,排出水库的泥沙也是越来越多,最后回到平衡状态。但是,水流的挟沙能力不断增强,泄流排比不断增大背后的生态环境变化,是戴定忠不便直接写出,而需人们进一步去理解的:在三峡水库从淤积到库区冲淤基本达到平衡的过程中,起决定作用的就是泥沙在水库末尾的淤积。只有重庆水位由于泥沙淤积的不断加高,重庆和坝址处的水位差与水力坡度才会不断加大,因而水流速度不断加快,水流挟沙能力才会不断增强,如此,泄流排比不断增大,最后达到冲淤的动态平衡。这是一个渐变的过程,戴定忠认为要八十年。

八十年后,泥沙不在三峡水库淤积,而是“穿堂过”,从这点上来说,八十年后又回到三峡大坝建设之前的状态,这样重庆至宜昌河段的平均水力坡度也回到建坝之前的状态,重庆和坝址处的水位差也回到建坝之前的状态。只是八十年后,重庆的绝对水位高程,已经不可能回到建坝之前的状态。

如果政治家认为,八十年三峡库区冲淤基本达到平衡,三峡水库的泥沙问题已经解决,那么“重庆”,便是他们为此付出的代价。这个结果从静态分析是不可能得到的,只有从动态分析,才得以看到问题的严重性。

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