奥罗维尔大坝缺口迟早要发生

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【大纪元2017年02月21日讯】(记者张纯之编译报导)本月暴雨不断,北加州奥罗维尔大坝(Oroville Dam)的主混凝土泄洪水道遭到严重破坏,出现一个大裂口。但该裂口出现时,泄洪量远远低于其设计极限。

泄洪量只有设计承压的18%

泄洪道并非大坝的一部分,但却是该大坝安全体系中最重要的一环,必须能在暴雨溢流时经受住巨大的水流压力。当北加持续的暴雨导致奥罗维尔大坝在2月7日开闸放水时,咆哮的水流冲下3000英尺长的水道,落差达到700英尺,水速超过了50英尺每小时。巨大的下冲水流给这条已50岁的水道造成了巨大的压力,比大卡车撞上高速公路的力量还大,单单是水的重量就超过每平方英尺5吨,而水流波动又导致水道承压进一步加大。

虽然水压巨大,但当时该水道的泄洪量为每秒5.5万立方英尺,只有其设计泄洪量(30万立方英尺)的18%,可最后水道上的裂口却有500英尺长,45英尺深。

据《洛杉矶时报》报导,该裂口调查可能要持续很长时间。不过全美一些最顶级土木工程专家已经提出了一些可能原因,比如设计缺陷、地质认知错误以及多年来维护不善。

混凝土老化和地基土壤受破坏

加大伯克利分校退休土木工程教授比伊(Robert Bea)说,混凝土老化、未充分修补裂缝、水道下土质不坚固等因素,导致大片混凝土剥离后被水冲下。

比伊查看大坝的检查报告显示,水道旁树木持续生长,很可能破坏了支持大坝的地基。树木砍除后,水道旁光秃秃的,也是一个弱点。最近的照片显示,受破坏地区树木不断生长,破坏了水道的垂直墙。水资源部的事故报告也提出,溢出水道的水流侵蚀了岩石和支持大坝的土壤。之前由树根造成的破坏都可能导致岩石和土壤更容易被水流冲走,一张受破坏地区的图片显示了水道外墙受到侵蚀的情况。

建设初未考虑气蚀问题

奥罗维尔大坝是1960年代建设大潮中的工程之一,当时,工程分析远不如今天精密,工程师们不得不依靠尺子而不是计算机模型来设计大坝。

从1960年代开始在奥罗维尔大坝工作了36年的退休工程师考森(Don Colson)说,这个错误从开始就存在了。他说,水道设计没有经过潜在的侵蚀分析,当咆哮的水流产生气穴时,就会造成高压侵蚀裂缝,这是厚厚的混凝土甚至钢筋也挡不住的。

和奥罗维尔大坝一样,其它水坝也面临气蚀问题。胡佛大坝(Hoover Dam)的泄洪道曾被使用过两次,两次水道都遭到严重破坏,与今天奥罗维尔大坝的情况很相似。气蚀破坏了混凝土层,并导致周围岩石被冲走。科罗拉多河上的格兰峡大坝(Glen Canyon Dam)在1983年启用地下水道时也遭到了大规模破坏。巴基斯坦和巴西的多个大坝也证实了气蚀的潜在危害。

水道太长维护不易

密西西比科技大学(Missouri University of Science and Technology)的大坝专家罗杰斯(J. David Rogers)说,奥罗维尔大坝的水道太长,也给维护工作带来很多困扰。3000英尺长的混凝土水道在施工后可能缩短15英尺,在衔接处产生沟槽,多年的热胀冷缩又扩张了沟槽,就让气蚀有机会造成大坑洞。

罗杰斯说,奥罗维尔大坝在巨大的下行重力压力下,表面会出现更多沟槽。同时,长期的干旱也导致大坝地基的土壤收缩,产生地下裂缝,当遭遇到像今年一样的暴雨时,雨水就很容易通过裂缝充满地基。所以就不得不持续的向裂缝灌浆,这就是全美面临的问题。

他说,多年来,许多大坝都接近满负荷运转,留下用于控制洪水的空间很少,因为政治压力要求水储存最大化,以便用于发电。

很可能要重建全部水道

所有的工程师都说,州府很可能必须重建整个奥罗维尔大坝水道,因为远低于设计的放水量就已经造成了如此大的破坏。他们估计,重建水道花费可能会超过1亿美元。而且,还必须挖出羽毛河(Feather River)内积存的数十万立方码的杂物,才能保障大坝正常运行。◇

责任编辑:方平

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