金刀:话说三峡工程地质灾害

金刀 (机械工程师﹐美国)

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【大澳门威尼斯人赌场官网4月8日讯】作者来稿﹕随着2003年6月三峡水库蓄水日期的临近,除了水库环境污染程度是个谁也说不清的谜外,另一个谁也说不清的谜当属地质灾害了。而在众多地质灾害中,滑坡和崩塌又是影响水库安全的主要灾害。国务院为此专门从三峡建设基金中分两年拨出40亿元,专门用于防治地质灾害。40亿可不是小数字,要知道,2001年发行的三峡工程债券也不过是50亿。具体这钱怎么花,我们不得而知。但大家都清楚,在自然灾害面前,我们人类还是太渺小。虽然有过成功的例子,避免了人员的伤亡,但中国至今尚未从理论上和实践上解决滑坡、崩塌的预报难题。对较大的滑坡,人们多半只能眼巴巴地看着,束手无策。我们应该承认,近年来,中国对滑坡、崩塌的机理,高边坡稳定问题、抗剪强度参数和稳定分析开展了一些分析研究,并建成了水电系统的滑坡和边坡数据库、水电工程岩体抗剪强度参数数据库及软件系统。尽管如此,始终未能突破准确预报滑坡、崩塌这个世界性的难题。

崩塌与滑坡是两种不同的地质灾害。崩塌的特点是崩塌后的岩石、泥土呈锥形体,零乱地堆积在山坡脚,崩塌体与山体分离,其垂直位移远远大于水平位移;而滑坡堆积物常具有一定的外部形状,上下层位不在滑移中产生大的变化,重心位置的水平位移量通常大于垂直位移量。多数滑坡体的重心位置下降不多,滑动距离却很大,而且滑动体前部有横张裂缝、扇形放射状裂缝,中部两侧有剪切裂缝。这些裂缝,会威胁人民的生命财产安全,隔断交通。四川某县曾出现几公里长的地裂缝,深不见底,裂缝附近土壤承重极不稳定,给人一种随时可能滑进地狱的感觉,迫使山民外迁。一般说来崩塌的危害较滑坡为轻,范围也小,对具有宽阔水面的水库,两者对水库运行的危害都是有限的;而对于狭长的三峡水库,其危害显而易见。

科学研究表明,具有下列条件的地区极易发生滑坡:

一,江、河、湖、海、水库的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区、山区、铁路、公路、工程建筑物的边坡地区等,这些地带是崩塌与滑坡的有利地形条件;

二,地质构造带。1)地震烈度大于7的地区中坡度大于25度的坡体在地震中极易发生滑坡。监测表明,三峡库区发生7级以上地震的可能性不大(1979年秭归县有过5.1级地震。水库蓄水也可诱发地震),但具有大于25度坡的地方比比皆是;2)断裂带频发地区。断裂带中岩体破裂,裂隙发育扩大,则非常有利于滑坡的形成;

三,易滑岩、土分布区。黄土、泥岩、沙页岩、煤系地层、石灰(碳酸)岩、板岩、千枚岩等岩土的存在,为滑坡提供了物质基础;

四,暴雨地区。

如果同时满足这几条就形成了滑坡崩塌的密集发育区。三峡水库西段属四川盆地,主要为砂岩、泥岩组成的川东侵蚀低山丘陵区;中段为著名的长江三峡河段,属川鄂褶皱中低山峡谷区,主要为碳酸盐岩组成的侵蚀峡谷区,正处于这种典型地区,滑坡发育密度极大,危害非常严重。例如,1981年7月9日四川省遭受了特大暴雨的袭击,使全省18个地、市、州的90多个县发生了约6万处崩塌、滑坡,其中规模较大的达4万7千多处,特别是盆地北部山区和中部丘陵地区尤为密集。

再看三峡库区情况:

我们知道,三峡水库利用660公里川江河道修筑而成,光三峡部分,东起湖北宜昌南津关,西迄四川奉节县白帝城就有约192公里长。峡中险峰夹江壁立,峻岭悬崖横空;在瞿塘峡,最窄处宽不到二百米,两岸悬崖峭壁如同刀劈,云天一线,山势险峻。如果在这一带发生崩塌或滑坡,很有可能堵塞航道,造成进退维谷的局面。

1982年7月17日至18日,位于长江河谷中的四川省云阳县城东的鸡扒子滑坡,总土方量约1500万立方米,土石坠入长江河道,直冲对岸,江床淤高30多米,形成600米长的急流险滩,给长江航运带来了极大困难,仅航道整治费就高达8000万元(当时价格。那时大学毕业生的月薪为56元)。

湖北宜昌的秭归县处于古滑坡体,是地质灾害重点地区。1983年、1992年、1996年、1998年和2001年先后多次出现斜坡明显失稳和滑坡重大险情。2001年3月底,该县两河口镇发生滑坡,面积达5.8万平方米,体积47万多立方米。全镇90%以上的房屋出现拉裂现象。没过多久,12月1日,该县郭家坝镇滑坡,土石方约50万立方米,滑坡前沿冲到距离江面90米处才停住,造成六个三峡移民乡镇交通、供水、通讯中断。还有位于兵书宝剑峡南岸的链子崖危岩体,处于三峡航道咽喉,虽说临江250万立方米摇摇欲坠的危岩体已被控制,谁能百分之百保证在新的条件下不会旧病复发?历史上,链子崖曾有过两次崩塌,分别造成长江断航20多年和80多年。与之隔江相对的是1985年再次大规模活动的新滩滑坡和新建的屈原镇,老镇被滑坡报销了。长江咽喉会不会再受夹击?

黄腊石滑坡体位于西陵峡与巫峡之间,湖北巴东县城下游1.5公里的长江北岸,是长江三峡河段中的一个大型滑坡群。总体积1800万立方米的黄腊石滑坡对长江航运、巴东县城的安全构成直接威胁。基于黄腊石滑坡体具有潜在的巨大危害性,有关方面正在对其实施定期监测,监测结果表明滑坡目前处于位移缓慢发展的蠕变状态。请读者注意,不管是采用遥感也好,GPS全球定位系统也好,监测只是防治的一部分,并不等于治理。何况这些技术的精度远远不够,没有多少实用价值。

三峡库区还有著名的“四大滑坡”,即重庆万州关塘口、和平广场、云阳老县城城西和湖北巴东新县城黄土坡,是这次国家拨款40亿专项治理的滑坡。朱熔基说,“现在不治理,将来蓄水后再治理就晚了,不能做了,后果严重。”问题的焦点不是肯不肯治理,而是有没有能力治理。直到最近﹐滑坡的消息还在不断传出。

发动因特网中文搜索引擎,键入“崩塌滑坡”四个字,会找到一连串相关新闻。检索日期不同新闻内容不尽相同。但这些文章有着惊人的共同点,即水是引发山体滑坡的主因之一。新闻不是科研,却给了我们一些启示。虽然地壳的运动(地震)、矿山开采、道路工程开挖边坡、重工业设厂位置不合理等都可以诱发崩塌与滑坡,可是最常见的还是水的浸润软化作用,以及水在岩体(土体)中的孔隙水压力、静水浮托力及动水压力导致崩塌与滑坡的发生。所以,三峡水库蓄水放水这样大型的人类工程经济活动极有可能诱发滑坡发生。值得强调的是,为了防洪,水库必须在洪峰到来之前放掉存水,然后蓄洪,一年中洪水可能有数次,这种水位上下急剧变动,形成脉动的载荷,即动水压力,在成库未来几年中都可诱发大的崩塌、滑坡。这个过程就像用手晃动一颗松动的牙齿,没准哪一下牙齿就会脱落。清华大学曾经做过几公里长的泥沙沉积实验,可是没人做过三峡放水诱发滑坡实验。这个蓄水135米实验将由中国政府在2003年6月来做,以后还要做165米、175米实验。会发生什么?谁也不知道。但我们不妨在这里推测一下蓄水后有哪些可能的后果。

第一种可能:什么都没发生,最多不外乎在135米淹没线以下部分有些小滑坡或岸边掉几块石头下来。这是再好不过的了。要说真的无事,还需要观测几年后才能确定山体达到稳定状态。我们的注意力将转移到防洪、安全发电、泥沙淤积、水体污染、生态保护、工程质量、移民安置等等方面;

第二种可能:蓄水在135米淹没线附近诱发了一些小的崩塌或滑坡,既没有阻塞蓄水前的航道,也没有明显减小过水截面。也就是说,如果废除三峡工程,水运还可以畅通无阻,“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”的人间美景犹存,工程拿得起放得下;

第三种可能:发生了较大崩塌和滑坡并侵入江床。可能的后果是,水库必须保持蓄水一定高程,如145米或更高,才能保证正常航运,降低蓄水就会中止正常航运;使本来就有限的水库防洪成为不可能;滑坡减小了过水截面并使该处水流加快,同时会使水面抬高一点,如果有多处滑坡,水面抬高的累积量会很可观,使库尾重庆市受淹。特别是汛期,堵塞了洪水下泄的通道,可能反复造成四川洪水肆虐;对防止战争破坏无力招架:在战争威胁面前,要么断航,要么冒下游被淹的风险,这柄达摩克勒斯剑将长期悬在铸剑人自己头上;

第四种可能:崩塌、滑坡在航道中生成溢流坝或者瀑布,而三峡大坝再高(185米)也无法将其消除。既使瀑布只有几米高,重载的船只也不敢过来,下游船只更上不去。后果是联接西南的大动脉将全面断航,并包括第三种可能的多种负面影响。如果治理三峡水库,清理航道花费巨大,这个“花费”还应包括停航停止发电损失;
第五种可能:如果巨大的山体滑坡发生﹐又恰逢大洪水季节﹐便有可能发生“超级崩”。详见网络杂志《华夏文摘》cm0203c专文论述。

从概率的角度看,假如滑坡、崩塌灾害服从正态分布规律,第一种和第四以至第五种可能均处于分布的边缘,发生的几率都不大,多数的可能性落在第二、第三可能性区间。如果拿一串以并联方式联接的电灯比作开放水面的水库,其失效的概率要小得多,一个灯泡坏了,别的灯泡还亮。但是三峡水库是典型的河谷型水库,就好比一串以串联方式联接的灯泡,一个坏了,殃及其它。况且,长江有两岸,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,如果真的发生了,损失无法估量。

据说中国有这种说法:已经决策过的重大工程项目不再讨论。可是,如果当初决策是错误的,或者使决策者决策的条件变了呢?自20世纪50年代以来,三峡工程历经了上马高潮、“加强科研、雄心不变”、再次上马高潮、重新论证、设计、开工等过程。岩石力学试验研究重点放在大坝选址上面,没有对地质灾害问题引起足够的重视。直到2001年5月,开工八年后,才有消息称三峡库区地质灾害情况经过过去一年多调查已经基本查清:其中滑坡3465个,崩塌和变形体1190处。另据新华社2002年1月18日消息,1982年以来,在这一地区发生的重大地质灾害就有40多起,目前仍有1500处崩塌、滑坡体。在这些崩滑体中,有957处位于2003年三峡工程初期蓄水的135米水位线以下。据长江水利委员会2001年7月的一份资料显示,三峡库区存在地质灾害隐患的地带有1302处,宜昌市辖区内达202处,滑坡总面积23.1平方公里,总体积为5.1亿立方米,需作出处理的有141处。(对于滑坡,崩塌体的数字有多种说法,笔者无法核实,故罗列如上)。可见三峡工程的决策者当时并不知道这些情况。从追加40亿拨款来看,他们已经意识到问题的严重性,欲加以补救。又据《大澳门威尼斯人赌场官网》2001年8月6日报道,国家国土资源部将择日到三峡库区调查审核库区某些地段存在的地质灾害情况后再进一步具体规划、组织实施三峡库区滑坡等地质灾害治理工作。与库区垃圾的清理问题一样,他们在临时抱佛脚。在滑坡、崩塌世界难题还没有解决的今天,拨款是否能用在点子上呢?

更有甚者,国土资源部某副部长到三峡库区考查后称:“从目前中国国力和防治地质灾害的工程技术力量看,完全有能力预防和治理三峡库区的地质灾害”。他的根据是成功实施了万县豆芽棚滑坡、巴东黄腊石滑坡、秭归链子崖危岩体的工程治理。可是不要忘了,链子崖危岩体是全国数百名科技人员反复论证后,国家投入数千万元专项资金,经八年艰苦勘查、监测、设计和施工,在链子崖下部浇筑了大面积高强度钢筋混凝土才使险情得到控制的。今后如果发生类似情况,是否我们有这样的条件来处理呢?请允许我提几个问题:a)既然你说完全有能力预防地质灾害,为什么滑坡还在不断发生?b)你连预报都做不到,还能侈谈“预防”吗?c)如果三峡蓄水后发生崩塌、滑坡,你准备怎么治理?是打算带领工程技术人员跳入混浊的江水“战洪图”呢还是停止蓄水、停止发电、停止航运来清理航道?我猜你会选后者,那么,d)国力是否允许毕其功于一役,不但投资二千多亿不见效益,反而再追加几百亿、数年时间来搞航道治理呢?e)假设滑坡体形成阻水体,减小了过水截面,如果不将滑坡体移到峡谷区以外就不能从根本上消除上游水灾,国力能做到这点吗?

其实,连他们自己也明白三峡工程有很多问题。请看新华网消息:“记者近日从有关部门获悉,到2003年国家将投资200亿元加固长江中下游重要堤防。据了解该投资项目包括我省(湖北)石首河湾整治、安徽枞阳江堤、江西赣抚大堤等一系列长江干堤整治工程。加固工程将于2003年6月前完工,以确保三峡工程首批机组按计划投产发电。(湖北人民广播电台)”上游三峡的发电要靠下游固堤来“确保”!虽然不合乎逻辑,人们还是听出了画外音:朱熔基是在按清华水利教授黄万里先生的遗嘱,在做最后补救!这等于在说,三峡工程的防洪功能是靠不住的,所以加固下游堤防必不可少,上面的那段话也就在情理之中了。

军队在打仗时要根据敌情变化做出战略战术的调整,如果不,必打败仗。工程也一样,何况这是关系到国计民生的中国第一大工程,更应做出调整,必要时重新决策。

既然三峡工程不可能停下,我们将拭目以待。但愿不要出现大灾难,中国的生态环境已经在恶化。切记,人类如果不遵循自然规律,就难逃大自然的报复! @

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