轉篇文章 - 大壩引發的憂思

2006年11月19日，在都江堰紫坪鋪水壩上，我曾向四川省地質專家範曉請教水壩對地質的影響，範曉入情入理地跟我講了好多。事實上，之前一天，我已經聽他講過一次課，是關於水電開發的憂思，裏麵專門講到水壩和地質的關係。

因為次日要去紫坪鋪，所以其中有一段話我印象非常深，“四川岷江上的紫坪鋪水庫壩高156米，庫容9.63億方，其上遊還有一係列的梯級大壩，麵對岷江上遊曾多次發生7級以上地震的強震區和大規模山崩堵江潰壩的曆史背景，一旦類似疊溪、鬆潘大地震的事件重演，後果將不堪設想。”

一語成讖，“5·12”地震令人不能不想到範曉這句話。

據範曉提供的資料，目前岷江幹流已建成和在建的水壩有紫坪鋪、映秀灣、太平驛、福堂、薑射壩、銅鍾和天龍湖等；岷江一級支流雜穀腦河共有獅子坪、紅葉二級、理縣、危關、甘堡、薛城、古城、下莊、桑坪共一庫九級梯級開發，黑水有兩庫五級梯級開發，漁子溪有兩級開發（如圖）。


事實上，地震很容易引發與水壩有關的聯想。許多問題雖無法用確切的數據證實，但僅憑常識看，好端端自然形成的河床，被一大庫水長期壓著，總不見得是什麽好事，甚至可以肯定地說早晚會出問題。

現將自己手頭保存的範曉那次講課的PPT裏有關水壩與地質關係的內容抄錄如下：

工程施工使地形地貌發生巨大改變,如山坡開挖導致邊坡失穩,大壩構築及棄渣堆放引起地基變形,從而加劇和誘發崩塌\滑坡\泥石流等地質災害

1989年,雲南瀾滄江漫灣電站在左岸壩基開挖過程中,發生大規模坍塌,造成壩頂公路毀壞,壩基和廠基無法開挖,使工程投資增加了1.4億元左右,工期延誤造成的損失尚未包括在內。

2001年,紫坪鋪工程施工區在進行公路改線和排砂洞施工時，由於對邊坡進行削坡，致使斜坡崩塌堆積體的自然休止角發生改變，前緣出現高陡臨空麵，加上連續降雨，結果在2001年7月10日和19日兩次發生大規模滑坡和坡麵泥石流，滑坡體積分別達到10多萬立方米和50多萬立方米，造成213國道中斷以及其它災害損失。

2004年2月23日,雅礱江錦屏一級電站前期施工的公路修建引起雅礱江岸高約100米的山體突然崩塌,雅礱江斷流4小時,至少有14位築路民工被埋在崩塌體下。

 

水庫誘發地震,因為巨大體積的蓄水增加的水壓,使岩石中的斷裂麵發生潤滑,使岩層和地殼內原有的地應力平衡狀態被改變.水庫蓄水可在天然地震較少和較弱的地區誘發較強烈的地震

意大利阿爾卑斯山韋奧特水庫壩高261米，1960年開始蓄水，隨蓄水增加，激發地震增加，1963年9月上旬就記錄地震60次，最後托克峰大山崩，3.5億方岩石崩入水庫中，形成高出壩項110米的巨浪並至潰壩，下遊村鎮被水夷平，2000人死亡。

1959年，廣東東江的新豐江水庫在蓄水一個月後，就開始有地震活動。在1960年5至7月，連續發生3.1級和4.3級地震。1962年3月19 日，發生6.1級強震，突破當地曆史紀錄。震中距大壩僅1.1公裏，大壩出現82米長的橫貫裂縫並滲水，電站受損停運。並致6人死亡，80人受傷， 1800間房屋倒塌。這是世界上4次6級以上的水庫地震之一。此後，一個月之內便發生了3.0級以上地震58次，後花費高昂代價按Ⅹ度的抗震烈度對大壩進行第二次加固。1962年6.1級強震之後二十餘年，在水庫水位變化不大的條件下仍有中強地震發生。

青海黃河上的龍羊峽庫區蓄水前地震活動較弱，蓄水後庫區地震活動明顯增強。在圍堰攔洪期間，大壩周圍發生近70餘次小震。1986年11月水庫完成蓄水，壩前水深達到148.5米，三年半後的1990年4月26日，水庫附近的共和發生7級地震，極震區房屋全部倒塌，死傷2000餘人，經濟損失上億元。其後至1994年10月又多次發生５級左右的地震，而且震中有逐漸靠近水庫的趨勢。

 

庫岸浪蝕、庫水浸泡及庫水位頻繁變動導致的地質災害體失穩與複活

湖北境內長江支流—清江的隔河岩水庫茅坪滑坡，是水庫蓄水導致岸坡失穩的一個代表事例。隔河岩和水布埡是清江上兩座已建和在建的大型電站，壩高分別為151米和233米。1993年4月10日，隔河岩水庫開始蓄水，在水庫水位由132米抬升至200米的過程中，下距隔河岩水庫大壩66公裏、上距在建的水布埡大壩25公裏的茅坪滑坡體開始出現變形，而該滑坡在隔河岩水庫蓄水前未見任何變形跡象。據觀測，該滑坡已開始整體下滑，方量約2.40× 107m3，而且近期有較大發展，極有可能在近幾年內全麵失穩。一旦滑坡體入庫堵江，將會因滑坡體的堵塞使水布埡工程中途夭折，還會因滑坡體的潰決，給下遊造成嚴重損失。

雲南瀾滄江漫灣電站自1993年以來，因水庫蓄放水，已引起庫區周邊100多處崩塌或滑塌。1995年3月，漫灣電站庫區清庫排障放水，短期內庫水位迅速由991m降至940m，變幅達51m，導致庫區四周滑塌或坍岸，其中僅景東縣庫區在一周內即坍岸51處。在五裏村誘發大型滑坡，至今整個山體仍在下滑。據統計，漫灣電站建成以來，因庫區地質災害造成的二次移民達2958人，已基本相當於原庫區淹沒的移民數3042人。

 

大壩以上的泥砂淤積，使河床抬高，引發、加劇洪災

三門峽水庫1960年開始蓄水，僅到1964年，因泥砂嚴重淤積，水庫庫容已損失了43％，淤積向渭河平原上遊不斷擴展，淹沒了超過86萬畝的良田，嚴重威脅西安。渭河河床抬高達4至6米，小水大災。雖以降低蓄水高度，放棄防洪、發電、灌溉等功能為代價，對工程進行了大規模改建，使潼關以下的庫區勉強達到衝淤平衡，但潼關以上的庫區仍在淤高，仍在加大上遊洪澇災害的威脅。

長江河床堆積的主要是卵石，而且隨流水向下遊緩慢地推移。三峽大壩修建後，部分泥沙仍可排出，但由於水庫長達600多公裏，隨著流速大減，卵石隻能在庫尾不斷堆積，無法排出，從而導致水庫末端以上的河床不斷淤高。由於卵石粗糙，阻力係數大，形成的平衡比降要比泥沙質河床陡得多，換言之，也就是在庫尾導致河床抬高的河段要長得多，這將極大威脅長江上遊農田和城鎮的安全，其害將數倍於三門峽。

丹江口水庫在1969年建成後，安康以下河床內的卵石即逐漸淤高，安康下遊石梯一帶為峽穀，河床既高，峽穀又窄，洪水一來，水位自然抬高。安康 1983年7月27日至成災日7月31日的降雨量並非很大，五日累積降雨為166.6毫米，但漢江水位漲勢極猛，加上安康上遊的石泉水庫已蓄到高水位，不得不開閘放水，結果導致安康水位在十多小時內快速上漲達19.4米，7月31日洪水破城，很快淹沒全城，死亡超過千人。

 

壩下侵蝕作用加強，造成河床加深，下遊的地下水位下降，河岸受侵蝕

由於大量泥砂被攔截在水庫內，大壩排出的主要是清水，原本攜帶大量泥砂，並主要進行淤地造陸的河水，變成了“饑餓的水”，從而對大壩以下的河段產生強烈侵蝕，使河床加深，並威脅到河堤以及兩岸的建築物。

胡佛水壩蓄水後9年內，饑餓的水流在大壩下145公裏的河穀衝走了1.1億立方物質，降低河床達4米多，使無數個用水的取水口荒廢，並破壞了路基和防洪堤的結構。

據三峽工程下遊河道衝刷的泥沙數學模型計算表明，三峽水庫運用後，葛洲壩以下的河床下切範圍可遠至黃石和武穴一帶（距葛洲壩約759～829 km）；下切幅度最大的河段是下荊江藕池口至城陵磯（距葛洲壩約 225～400 km），衝深5.1～7.0m；三峽工程運用到50年時，城陵磯至螺山河段衝刷達到最大值，下切平均深度約為5m ，三峽工程運用到100年時，宜昌以下各河段仍不能回淤到天然狀態，這無疑會給長江下遊的河岸與河堤造成嚴重影響。

 

下遊沉積物的減少，導致河口三角洲和海岸線的退縮，陸地損失，城市和建築受損

阿斯旺水壩阻攔了98％以上的尼羅河沉積物，使尼羅河三角洲的生長停止，並開始後退，海岸線的後退速度由1966大壩蓄水時的每年約20米，增加到1991年的每年240米。

美國南加州因大壩使海岸的沉積物減少了4/5，原來300米寬的海灘幾乎完全消失，並導致海岸後麵的懸崖崩塌，損毀道路和房屋。

華北大平原的形成，是黃河攜黃土高原的大量泥沙東下，在太行山、伏牛山以東不斷填海造陸的結果。根據古地理研究，約7400年前，渤海的海岸線大致在北京—石家莊—邯鄲—安陽一線，約4200年前，渤海的海岸線還在通州—德州—濟南一線。直到現代，黃河每年仍在河口造地約3萬至4萬畝，而自1972 年黃河出現斷流以來，海水回逼，海岸後退，已減少國土約100萬公頃。

長江同樣如此，據黃萬裏提供的資料，上海浦東400年前海岸線在今欽公塘的位置，距今天的海岸線約4公裏，平均每年漲地10米；公元1100年前北宋時，海岸線在老寶山—高橋—橫沔—新場，平均每年漲地70米；四、五世紀南北朝時代，海岸線在今上海小沙渡、曹家渡一帶，川沙縣全在海外，其時每年漲地 30米。蘇北造陸更快，70年來已新增啟東、如東、大豐、射陽四縣，合計江蘇東部每年造地至少十萬畝。但在三峽大壩攔沙後，這些財富將不會如前增長，甚至會受海流衝擊，海岸線有可能退縮。

 

庫區地質環境容量的限製使新建城鎮麵臨很大的地質災害風險

許多大壩庫區尤其是西部的庫區，由於山高坡陡，不僅地質環境脆弱，而且建設用地和農業用地本來就很緊張，淹沒後的遷移區用地更是嚴重不足，地質環境容量麵臨巨大壓力，使移民安置與城鎮遷建不得不向災害堆積體甚至陡坡要地，因此麵臨很大的地質災害風險。三峽庫區的多個新建城鎮都曾因地質災害問題造成選址困難，甚至二次遷建。而隨著三峽庫區的蓄水位的逐步提高，如果庫區的地質災害體加劇活動，那麽這些新建安置區的地質環境安全將麵臨更加嚴峻的考驗。

 

在地質災害高危區，一旦大規模災害事件發生，大壩的存在，尤其是高壩、大庫以及梯級大壩的存在，將極可能對災害起到放大作用，並造成具有連鎖破壞效應的災害鏈，對國家和公眾安全造成嚴重威脅

1975年8月，河南省淮河流域的特大暴雨更是釀成了世界上最大的水庫垮壩慘案，因淮河上遊的大型水庫—板橋水庫潰壩，導致下遊石漫灘大型水庫、兩個中型水庫、60座小型水庫、兩個滯洪區在短短數小時內，相繼垮壩潰決。這次洪水災害死亡總數超過20萬人，1700萬畝農田被毀，受災人口1200萬，直接經濟損失約100億元。

2003年7月和10月，在雲南大姚兩次6級以上的強烈地震中，金沙江右岸支流上有54座大中型水庫的壩體發生嚴重的裂縫與滲水，喪失了正常蓄水功能，並給下遊造成巨大威脅，下遊居民不得不組織撤離。

四川岷江上的紫坪鋪水庫壩高156米，庫容9.63億方，其上遊還有一係列的梯級大壩，麵對岷江上遊曾多次發生7級以上地震的強震區和大規模山崩堵江潰壩的曆史背景，一旦類似疊溪、鬆潘大地震的事件重演，後果將不堪設想。

美國愛達荷州特頓峽穀水壩地基有嚴重的裂隙和滲水，因趕進度沒有進行充分的處理，水壩蓄水後，1976年6月水壩壁開始湧水，繼而出現裂縫、瀑布並至潰壩，因及時撤離了12000人，僅死亡14人，但下遊三座小鎮被摧毀，財產損失10億美元。 

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