奧羅維爾大壩缺口遲早要發生

更新 2017-02-21 1:13 PM 人氣 22

【大紀元2017年02月21日訊】（記者張純之編譯報導）本月暴雨不斷，北加州奧羅維爾大壩（Oroville Dam）的主混凝土泄洪水道遭到嚴重破壞，出現一個大裂口。但該裂口出現時，泄洪量遠遠低於其設計極限。

泄洪量只有設計承壓的18%

泄洪道並非大壩的一部分，但卻是該大壩安全體系中最重要的一環，必須能在暴雨溢流時經受住巨大的水流壓力。當北加持續的暴雨導致奧羅維爾大壩在2月7日開閘放水時，咆哮的水流衝下3000英尺長的水道，落差達到700英尺，水速超過了50英尺每小時。巨大的下衝水流給這條已50歲的水道造成了巨大的壓力，比大卡車撞上高速公路的力量還大，單單是水的重量就超過每平方英尺5噸，而水流波動又導致水道承壓進一步加大。

雖然水壓巨大，但當時該水道的泄洪量為每秒5.5萬立方英尺，只有其設計泄洪量（30萬立方英尺）的18%，可最後水道上的裂口卻有500英尺長，45英尺深。

據《洛杉磯時報》報導，該裂口調查可能要持續很長時間。不過全美一些最頂級土木工程專家已經提出了一些可能原因，比如設計缺陷、地質認知錯誤以及多年來維護不善。

混凝土老化和地基土壤受破壞

加大伯克利分校退休土木工程教授比伊（Robert Bea）說，混凝土老化、未充分修補裂縫、水道下土質不堅固等因素，導致大片混凝土剝離後被水沖下。

比伊查看大壩的檢查報告顯示，水道旁樹木持續生長，很可能破壞了支持大壩的地基。樹木砍除後，水道旁光禿禿的，也是一個弱點。最近的照片顯示，受破壞地區樹木不斷生長，破壞了水道的垂直牆。水資源部的事故報告也提出，溢出水道的水流侵蝕了岩石和支持大壩的土壤。之前由樹根造成的破壞都可能導致岩石和土壤更容易被水流沖走，一張受破壞地區的圖片顯示了水道外牆受到侵蝕的情況。

建設初未考慮氣蝕問題

奧羅維爾大壩是1960年代建設大潮中的工程之一，當時，工程分析遠不如今天精密，工程師們不得不依靠尺子而不是計算機模型來設計大壩。

從1960年代開始在奧羅維爾大壩工作了36年的退休工程師考森（Don Colson）說，這個錯誤從開始就存在了。他說，水道設計沒有經過潛在的侵蝕分析，當咆哮的水流產生氣穴時，就會造成高壓侵蝕裂縫，這是厚厚的混凝土甚至鋼筋也擋不住的。

和奧羅維爾大壩一樣，其它水壩也面臨氣蝕問題。胡佛大壩（Hoover Dam）的泄洪道曾被使用過兩次，兩次水道都遭到嚴重破壞，與今天奧羅維爾大壩的情況很相似。氣蝕破壞了混凝土層，並導致周圍岩石被沖走。科羅拉多河上的格蘭峽大壩（Glen Canyon Dam）在1983年啟用地下水道時也遭到了大規模破壞。巴基斯坦和巴西的多個大壩也證實了氣蝕的潛在危害。

水道太長維護不易

密西西比科技大學（Missouri University of Science and Technology）的大壩專家羅傑斯（J. David Rogers）說，奧羅維爾大壩的水道太長，也給維護工作帶來很多困擾。3000英尺長的混凝土水道在施工後可能縮短15英尺，在銜接處產生溝槽，多年的熱脹冷縮又擴張了溝槽，就讓氣蝕有機會造成大坑洞。

羅傑斯說，奧羅維爾大壩在巨大的下行重力壓力下，表面會出現更多溝槽。同時，長期的乾旱也導致大壩地基的土壤收縮，產生地下裂縫，當遭遇到像今年一樣的暴雨時，雨水就很容易通過裂縫充滿地基。所以就不得不持續的向裂縫灌漿，這就是全美面臨的問題。

他說，多年來，許多大壩都接近滿負荷運轉，留下用於控制洪水的空間很少，因為政治壓力要求水儲存最大化，以便用於發電。