范 曉
工程施工使地形地貌發(fā)生巨大改變,如山坡開挖導(dǎo)致邊坡失穩(wěn),大壩構(gòu)筑及棄渣堆放引起地基變形,從而加劇和誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。
1989年,云南瀾滄江漫灣電站在左岸壩基開挖過程中,發(fā)生大規(guī)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(nèi)。
2001年,紫坪鋪工程施工區(qū)在進(jìn)行公路改線和排砂洞施工時,由于對邊坡進(jìn)行削坡,致使斜坡崩塌堆積體的自然休止角發(fā)生改變,前緣出現(xiàn)高陡臨空面,加上連續(xù)降雨,結(jié)果在2001年7月10日和19日兩次發(fā)生大規(guī)?;潞推旅婺嗍?,滑坡體積分別達(dá)到10多萬立方米和50多萬立方米,造成213國道中斷以及其他災(zāi)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位筑路民工被埋在崩塌體下。
水庫誘發(fā)地震,因為巨大體積的蓄水增加的水壓,使巖石中的斷裂面發(fā)生潤滑,使巖層和地殼內(nèi)原有的地應(yīng)力平衡狀態(tài)被改變,水庫蓄水可在天然地震較少和較弱的地區(qū)誘發(fā)較強(qiáng)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(fā)地震增加,1963年9月上旬就記錄地震60次,最后托克峰大山崩,3.5億方巖石崩入水庫中,形成高出壩頂110米的巨浪并致潰壩,下游村鎮(zhèn)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后,就開始有地震活動。在1960年5月至7月,連續(xù)發(fā)生3.1級和4.3級地震。1962年3月19日,發(fā)生6.1級強(qiáng)震,突破當(dāng)?shù)貧v史記錄。震中距大壩僅1.1公里,大壩出現(xiàn)82米長的橫貫裂縫并滲水,電站受損停運(yùn)。并致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。此后,一個月之內(nèi)便發(fā)生了3.0級以上地震58次,后花費(fèi)高昂代價按Ⅹ度的抗震烈度對大壩進(jìn)行第二次加固。1962年6.1級強(qiáng)震之后二十余年,在水庫水位變化不大的條件下仍有中強(qiáng)地震發(fā)生。
青海黃河上的龍羊峽庫區(qū)蓄水前地震活動較弱,蓄水后庫區(qū)地震活動明顯增強(qiáng)。在圍堰攔洪期間,大壩周圍發(fā)生近70余次小震。1986年11月水庫完成蓄水,壩前水深達(dá)到148.5米,三年半后的1990年4月26日,水庫附近共發(fā)生7級地震,極震區(qū)房屋全部倒塌,死傷2000余人,經(jīng)濟(jì)損失上億元。其后至1994年10月又多次發(fā)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、庫水浸泡及水位頻繁變動導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害體失穩(wěn)與復(fù)活。
湖北境內(nèi)長江支流—清江的隔河巖水庫茅坪滑坡,是水庫蓄水導(dǎo)致岸坡失穩(wěn)的一個代表事例。隔河巖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,隔河巖水庫開始蓄水,在水庫水位由132米抬升至200米的過程中,下距隔河巖水庫大壩66公里、上距在建的水布埡大壩25公里的茅坪滑坡體開始出現(xiàn)變形,而該滑坡在隔河巖水庫蓄水前未見任何變形跡象。據(jù)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(fā)展,極有可能在近幾年內(nèi)全面失穩(wěn)。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,給下游造成嚴(yán)重?fù)p失。
云南瀾滄江漫灣電站自1993年以來,因水庫蓄放水,已引起庫區(qū)周邊100多處崩塌或滑塌。1995年3月,漫灣電站庫區(qū)清庫排障放水,短期內(nèi)庫水位迅速由991m降至940m,變幅達(dá)51m,導(dǎo)致庫區(qū)四周滑塌或坍岸,其中僅景東縣庫區(qū)在一周內(nèi)即坍岸51處。在五里村誘發(fā)大型滑坡,至今整個山體仍在下滑。據(jù)統(tǒng)計,漫灣電站建成以來,因庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害造成的二次移民達(dá)2958人,已基本相當(dāng)于原庫區(qū)淹沒的移民數(shù)3042人。
庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境容量的限制使新建城鎮(zhèn)面臨很大的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。
許多大壩庫區(qū)尤其是西部的庫區(qū),由于山高坡陡,不僅地質(zhì)環(huán)境脆弱,而且建設(shè)用地和農(nóng)業(yè)用地本來就很緊張,淹沒后的遷移區(qū)用地更是嚴(yán)重不足,地質(zhì)環(huán)境容量面臨巨大壓力,使移民安置與城鎮(zhèn)遷建不得不向災(zāi)害堆積體甚至陡坡要地,因此面臨很大的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。三峽庫區(qū)的多個新建城鎮(zhèn)都曾因地質(zhì)災(zāi)害問題造成選址困難,甚至二次遷建。而隨著三峽庫區(qū)的蓄水位的逐步提高,如果庫區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害體加劇活動,那么這些新建安置區(qū)的地質(zhì)環(huán)境安全將面臨更加嚴(yán)峻的考驗。
在地質(zhì)災(zāi)害高危區(qū),一旦大規(guī)模災(zāi)害事件發(fā)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(zāi)害起到放大作用,并造成具有連鎖破壞效應(yīng)的災(zāi)害鏈,對國家和公眾安全造成嚴(yán)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,因淮河上游的大型水庫——板橋水庫潰壩,導(dǎo)致下游石漫灘大型水庫、兩個中型水庫、60座小型水庫、兩個滯洪區(qū)在短短數(shù)小時內(nèi),相繼垮壩潰決。這次洪水災(zāi)害死亡總數(shù)超過20萬人,1700萬畝農(nóng)田被毀,受災(zāi)人口1200萬,直接經(jīng)濟(jì)損失約100億元。
2003年7月和10月,在云南大姚兩次6級以上的強(qiáng)烈地震中,金沙江右岸支流上有54座大中型水庫的壩體發(fā)生嚴(yán)重的裂縫與滲水,喪失了正常蓄水功能,并給下游造成巨大威脅,下游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,其上游還有一系列的梯級大壩,面對岷江上游曾多次發(fā)生7級以上地震的強(qiáng)震區(qū)和大規(guī)模山崩堵江潰壩的歷史背景,一旦類似疊溪、松潘大地震的事件重演,后果將不堪設(shè)想。
美國愛達(dá)荷州特頓峽谷水壩地基有嚴(yán)重的裂隙和滲水,因趕進(jìn)度沒有進(jìn)行充分的處理,水壩蓄水后,1976年6月水壩壁開始涌水,繼而出現(xiàn)裂縫、瀑布并致潰壩,因及時撤離了12000人,僅死亡14人,但下游三座小鎮(zhèn)被摧毀,財產(chǎn)損失10億美元。