金刀:話說三峽工程地質災害

金刀 (機械工程師﹐美國)

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(http://www.epochtimes.com)
【大紀元4月8日訊】作者來稿﹕隨著2003年6月三峽水庫蓄水日期的臨近,除了水庫環境污染程度是個誰也說不清的謎外,另一個誰也說不清的謎當屬地質災害了。而在眾多地質災害中,滑坡和崩塌又是影響水庫安全的主要災害。國務院為此專門從三峽建設基金中分兩年撥出40億元,專門用于防治地質災害。40億可不是小數字,要知道,2001年發行的三峽工程債券也不過是50億。具體這錢怎么花,我們不得而知。但大家都清楚,在自然災害面前,我們人類還是太渺小。雖然有過成功的例子,避免了人員的傷亡,但中國至今尚未從理論上和實踐上解決滑坡、崩塌的預報難題。對較大的滑坡,人們多半只能眼巴巴地看著,束手無策。我們應該承認,近年來,中國對滑坡、崩塌的机理,高邊坡穩定問題、抗剪強度參數和穩定分析開展了一些分析研究,并建成了水電系統的滑坡和邊坡數据庫、水電工程岩體抗剪強度參數數据庫及軟件系統。盡管如此,始終未能突破准确預報滑坡、崩塌這個世界性的難題。

崩塌与滑坡是兩种不同的地質災害。崩塌的特點是崩塌后的岩石、泥土呈錐形體,零亂地堆積在山坡腳,崩塌體与山體分离,其垂直位移遠遠大于水平位移;而滑坡堆積物常具有一定的外部形狀,上下層位不在滑移中產生大的變化,重心位置的水平位移量通常大于垂直位移量。多數滑坡體的重心位置下降不多,滑動距离卻很大,而且滑動體前部有橫張裂縫、扇形放射狀裂縫,中部兩側有剪切裂縫。這些裂縫,會威脅人民的生命財產安全,隔斷交通。四川某縣曾出現几公里長的地裂縫,深不見底,裂縫附近土壤承重極不穩定,給人一种隨時可能滑進地獄的感覺,迫使山民外遷。一般說來崩塌的危害較滑坡為輕,范圍也小,對具有寬闊水面的水庫,兩者對水庫運行的危害都是有限的;而對于狹長的三峽水庫,其危害顯而易見。

科學研究表明,具有下列條件的地區極易發生滑坡:

一,江、河、湖、海、水庫的岸坡地帶,地形高差大的峽谷地區、山區、鐵路、公路、工程建筑物的邊坡地區等,這些地帶是崩塌与滑坡的有利地形條件;

二,地質构造帶。1)地震烈度大于7的地區中坡度大于25度的坡體在地震中極易發生滑坡。監測表明,三峽庫區發生7級以上地震的可能性不大(1979年秭歸縣有過5.1級地震。水庫蓄水也可誘發地震),但具有大于25度坡的地方比比皆是;2)斷裂帶頻發地區。斷裂帶中岩體破裂,裂隙發育擴大,則非常有利于滑坡的形成;

三,易滑岩、土分布區。黃土、泥岩、沙頁岩、煤系地層、石灰(碳酸)岩、板岩、千枚岩等岩土的存在,為滑坡提供了物質基礎;

四,暴雨地區。

如果同時滿足這几條就形成了滑坡崩塌的密集發育區。三峽水庫西段屬四川盆地,主要為砂岩、泥岩組成的川東侵蝕低山丘陵區;中段為著名的長江三峽河段,屬川鄂褶皺中低山峽谷區,主要為碳酸鹽岩組成的侵蝕峽谷區,正處于這种典型地區,滑坡發育密度極大,危害非常嚴重。例如,1981年7月9日四川省遭受了特大暴雨的襲擊,使全省18個地、市、州的90多個縣發生了約6万處崩塌、滑坡,其中規模較大的達4万7千多處,特別是盆地北部山區和中部丘陵地區尤為密集。

再看三峽庫區情況:

我們知道,三峽水庫利用660公里川江河道修筑而成,光三峽部分,東起湖北宜昌南津關,西迄四川奉節縣白帝城就有約192公里長。峽中險峰夾江壁立,峻岭懸崖橫空;在瞿塘峽,最窄處寬不到二百米,兩岸懸崖峭壁如同刀劈,云天一線,山勢險峻。如果在這一帶發生崩塌或滑坡,很有可能堵塞航道,造成進退維谷的局面。

1982年7月17日至18日,位于長江河谷中的四川省云陽縣城東的雞扒子滑坡,總土方量約1500万立方米,土石墜入長江河道,直沖對岸,江床淤高30多米,形成600米長的急流險灘,給長江航運帶來了極大困難,僅航道整治費就高達8000万元(當時价格。那時大學畢業生的月薪為56元)。

湖北宜昌的秭歸縣處于古滑坡體,是地質災害重點地區。1983年、1992年、1996年、1998年和2001年先后多次出現斜坡明顯失穩和滑坡重大險情。2001年3月底,該縣兩河口鎮發生滑坡,面積達5.8万平方米,體積47万多立方米。全鎮90%以上的房屋出現拉裂現象。沒過多久,12月1日,該縣郭家壩鎮滑坡,土石方約50万立方米,滑坡前沿沖到距离江面90米處才停住,造成六個三峽移民鄉鎮交通、供水、通訊中斷。還有位于兵書寶劍峽南岸的鏈子崖危岩體,處于三峽航道咽喉,雖說臨江250万立方米搖搖欲墜的危岩體已被控制,誰能百分之百保證在新的條件下不會舊病复發?歷史上,鏈子崖曾有過兩次崩塌,分別造成長江斷航20多年和80多年。与之隔江相對的是1985年再次大規模活動的新灘滑坡和新建的屈原鎮,老鎮被滑坡報銷了。長江咽喉會不會再受夾擊?

黃臘石滑坡體位于西陵峽与巫峽之間,湖北巴東縣城下游1.5公里的長江北岸,是長江三峽河段中的一個大型滑坡群。總體積1800万立方米的黃臘石滑坡對長江航運、巴東縣城的安全构成直接威脅。基于黃臘石滑坡體具有潛在的巨大危害性,有關方面正在對其實施定期監測,監測結果表明滑坡目前處于位移緩慢發展的蠕變狀態。請讀者注意,不管是采用遙感也好,GPS全球定位系統也好,監測只是防治的一部分,并不等于治理。何況這些技術的精度遠遠不夠,沒有多少實用价值。

三峽庫區還有著名的“四大滑坡”,即重慶万州關塘口、和平廣場、云陽老縣城城西和湖北巴東新縣城黃土坡,是這次國家撥款40億專項治理的滑坡。朱熔基說,“現在不治理,將來蓄水后再治理就晚了,不能做了,后果嚴重。”問題的焦點不是肯不肯治理,而是有沒有能力治理。直到最近﹐滑坡的消息還在不斷傳出。

發動因特网中文搜索引擎,鍵入“崩塌滑坡”四個字,會找到一連串相關新聞。檢索日期不同新聞內容不盡相同。但這些文章有著惊人的共同點,即水是引發山體滑坡的主因之一。新聞不是科研,卻給了我們一些啟示。雖然地殼的運動(地震)、礦山開采、道路工程開挖邊坡、重工業設厂位置不合理等都可以誘發崩塌与滑坡,可是最常見的還是水的浸潤軟化作用,以及水在岩體(土體)中的孔隙水壓力、靜水浮托力及動水壓力導致崩塌与滑坡的發生。所以,三峽水庫蓄水放水這樣大型的人類工程經濟活動極有可能誘發滑坡發生。值得強調的是,為了防洪,水庫必須在洪峰到來之前放掉存水,然后蓄洪,一年中洪水可能有數次,這种水位上下急劇變動,形成脈動的載荷,即動水壓力,在成庫未來几年中都可誘發大的崩塌、滑坡。這個過程就像用手晃動一顆松動的牙齒,沒准哪一下牙齒就會脫落。清華大學曾經做過几公里長的泥沙沉積實驗,可是沒人做過三峽放水誘發滑坡實驗。這個蓄水135米實驗將由中國政府在2003年6月來做,以后還要做165米、175米實驗。會發生什么?誰也不知道。但我們不妨在這里推測一下蓄水后有哪些可能的后果。

第一种可能:什么都沒發生,最多不外乎在135米淹沒線以下部分有些小滑坡或岸邊掉几塊石頭下來。這是再好不過的了。要說真的無事,還需要觀測几年后才能确定山體達到穩定狀態。我們的注意力將轉移到防洪、安全發電、泥沙淤積、水體污染、生態保護、工程質量、移民安置等等方面;

第二种可能:蓄水在135米淹沒線附近誘發了一些小的崩塌或滑坡,既沒有阻塞蓄水前的航道,也沒有明顯減小過水截面。也就是說,如果廢除三峽工程,水運還可以暢通無阻,“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過万重山”的人間美景猶存,工程拿得起放得下;

第三种可能:發生了較大崩塌和滑坡并侵入江床。可能的后果是,水庫必須保持蓄水一定高程,如145米或更高,才能保證正常航運,降低蓄水就會中止正常航運;使本來就有限的水庫防洪成為不可能;滑坡減小了過水截面并使該處水流加快,同時會使水面抬高一點,如果有多處滑坡,水面抬高的累積量會很可觀,使庫尾重慶市受淹。特別是汛期,堵塞了洪水下泄的通道,可能反复造成四川洪水肆虐;對防止戰爭破坏無力招架:在戰爭威脅面前,要么斷航,要么冒下游被淹的風險,這柄達摩克勒斯劍將長期懸在鑄劍人自己頭上;

第四种可能:崩塌、滑坡在航道中生成溢流壩或者瀑布,而三峽大壩再高(185米)也無法將其消除。既使瀑布只有几米高,重載的船只也不敢過來,下游船只更上不去。后果是聯接西南的大動脈將全面斷航,并包括第三种可能的多种負面影響。如果治理三峽水庫,清理航道花費巨大,這個“花費”還應包括停航停止發電損失;
第五种可能:如果巨大的山體滑坡發生﹐又恰逢大洪水季節﹐便有可能發生“超級崩”。詳見網絡雜誌《華夏文摘》cm0203c專文論述。

從概率的角度看,假如滑坡、崩塌災害服從正態分布規律,第一种和第四以至第五种可能均處于分布的邊緣,發生的几率都不大,多數的可能性落在第二、第三可能性區間。如果拿一串以并聯方式聯接的電燈比作開放水面的水庫,其失效的概率要小得多,一個燈泡坏了,別的燈泡還亮。但是三峽水庫是典型的河谷型水庫,就好比一串以串聯方式聯接的燈泡,一個坏了,殃及其它。況且,長江有兩岸,更加倍了坏事儿的可能性。哪怕第四种可能性只有万分之一,不怕一万就怕万一,如果真的發生了,損失無法估量。

据說中國有這种說法:已經決策過的重大工程項目不再討論。可是,如果當初決策是錯誤的,或者使決策者決策的條件變了呢?自20世紀50年代以來,三峽工程歷經了上馬高潮、“加強科研、雄心不變”、再次上馬高潮、重新論證、設計、開工等過程。岩石力學試驗研究重點放在大壩選址上面,沒有對地質災害問題引起足夠的重視。直到2001年5月,開工八年后,才有消息稱三峽庫區地質災害情況經過過去一年多調查已經基本查清:其中滑坡3465個,崩塌和變形體1190處。另据新華社2002年1月18日消息,1982年以來,在這一地區發生的重大地質災害就有40多起,目前仍有1500處崩塌、滑坡體。在這些崩滑體中,有957處位于2003年三峽工程初期蓄水的135米水位線以下。据長江水利委員會2001年7月的一份資料顯示,三峽庫區存在地質災害隱患的地帶有1302處,宜昌市轄區內達202處,滑坡總面積23.1平方公里,總體積為5.1億立方米,需作出處理的有141處。(對于滑坡,崩塌體的數字有多种說法,筆者無法核實,故羅列如上)。可見三峽工程的決策者當時并不知道這些情況。從追加40億撥款來看,他們已經意識到問題的嚴重性,欲加以補救。又据《大紀元》2001年8月6日報道,國家國土資源部將擇日到三峽庫區調查審核庫區某些地段存在的地質災害情況后再進一步具體規划、組織實施三峽庫區滑坡等地質災害治理工作。与庫區垃圾的清理問題一樣,他們在臨時抱佛腳。在滑坡、崩塌世界難題還沒有解決的今天,撥款是否能用在點子上呢?

更有甚者,國土資源部某副部長到三峽庫區考查后稱:“從目前中國國力和防治地質災害的工程技術力量看,完全有能力預防和治理三峽庫區的地質災害”。他的根据是成功實施了万縣豆芽棚滑坡、巴東黃臘石滑坡、秭歸鏈子崖危岩體的工程治理。可是不要忘了,鏈子崖危岩體是全國數百名科技人員反复論證后,國家投入數千万元專項資金,經八年艱苦勘查、監測、設計和施工,在鏈子崖下部澆筑了大面積高強度鋼筋混凝土才使險情得到控制的。今后如果發生類似情況,是否我們有這樣的條件來處理呢?請允許我提几個問題:a)既然你說完全有能力預防地質災害,為什么滑坡還在不斷發生?b)你連預報都做不到,還能侈談“預防”嗎?c)如果三峽蓄水后發生崩塌、滑坡,你准備怎么治理?是打算帶領工程技術人員跳入混濁的江水“戰洪圖”呢還是停止蓄水、停止發電、停止航運來清理航道?我猜你會選后者,那么,d)國力是否允許畢其功于一役,不但投資二千多億不見效益,反而再追加几百億、數年時間來搞航道治理呢?e)假設滑坡體形成阻水體,減小了過水截面,如果不將滑坡體移到峽谷區以外就不能從根本上消除上游水災,國力能做到這點嗎?

其實,連他們自己也明白三峽工程有很多問題。請看新華网消息:“記者近日從有關部門獲悉,到2003年國家將投資200億元加固長江中下游重要堤防。据了解該投資項目包括我省(湖北)石首河灣整治、安徽樅陽江堤、江西贛撫大堤等一系列長江干堤整治工程。加固工程將于2003年6月前完工,以确保三峽工程首批机組按計划投產發電。(湖北人民廣播電台)”上游三峽的發電要靠下游固堤來“确保”!雖然不合乎邏輯,人們還是听出了畫外音:朱熔基是在按清華水利教授黃万里先生的遺囑,在做最后補救!這等于在說,三峽工程的防洪功能是靠不住的,所以加固下游堤防必不可少,上面的那段話也就在情理之中了。

軍隊在打仗時要根据敵情變化做出戰略戰術的調整,如果不,必打敗仗。工程也一樣,何況這是關系到國計民生的中國第一大工程,更應做出調整,必要時重新決策。

既然三峽工程不可能停下,我們將拭目以待。但愿不要出現大災難,中國的生態環境已經在惡化。切記,人類如果不遵循自然規律,就難逃大自然的報复! @

(http://www.dajiyuan.com)

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