范 晓
工程施工使地形地貌发生巨大改变,如山坡开挖导致边坡失稳,大坝构筑及弃渣堆放引起地基变形,从而加剧和诱发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。
1989年,云南澜沧江漫湾电站在左岸坝基开挖过程中,发生大规模坍塌,造成坝顶公路毁坏,坝基和厂基无法开挖,使工程投资增加了1.4亿元左右,工期延误造成的损失尚未包括在内。
2001年,紫坪铺工程施工区在进行公路改线和排砂洞施工时,由于对边坡进行削坡,致使斜坡崩塌堆积体的自然休止角发生改变,前缘出现高陡临空面,加上连续降雨,结果在2001年7月10日和19日两次发生大规模滑坡和坡面泥石流,滑坡体积分别达到10多万立方米和50多万立方米,造成213国道中断以及其他灾害损失。
2004年2月23日,雅砻江锦屏一级电站前期施工的公路修建引起雅砻江岸高约100米的山体突然崩塌,雅砻江断流4小时,至少有14位筑路民工被埋在崩塌体下。
水库诱发地震,因为巨大体积的蓄水增加的水压,使岩石中的断裂面发生润滑,使岩层和地壳内原有的地应力平衡状态被改变,水库蓄水可在天然地震较少和较弱的地区诱发较强烈的地震。
意大利阿尔卑斯山韦奥特水库坝高261米,1960年开始蓄水,随蓄水增加,激发地震增加,1963年9月上旬就记录地震60次,最后托克峰大山崩,3.5亿方岩石崩入水库中,形成高出坝顶110米的巨浪并致溃坝,下游村镇被水夷平,2000人死亡。
1959年,广东东江的新丰江水库在蓄水一个月后,就开始有地震活动。在1960年5月至7月,连续发生3.1级和4.3级地震。1962年3月19日,发生6.1级强震,突破当地历史记录。震中距大坝仅1.1公里,大坝出现82米长的横贯裂缝并渗水,电站受损停运。并致6人死亡,80人受伤,1800间房屋倒塌。这是世界上4次6级以上的水库地震之一。此后,一个月之内便发生了3.0级以上地震58次,后花费高昂代价按Ⅹ度的抗震烈度对大坝进行第二次加固。1962年6.1级强震之后二十余年,在水库水位变化不大的条件下仍有中强地震发生。
青海黄河上的龙羊峡库区蓄水前地震活动较弱,蓄水后库区地震活动明显增强。在围堰拦洪期间,大坝周围发生近70余次小震。1986年11月水库完成蓄水,坝前水深达到148.5米,三年半后的1990年4月26日,水库附近共发生7级地震,极震区房屋全部倒塌,死伤2000余人,经济损失上亿元。其后至1994年10月又多次发生5级左右的地震,而且震中有逐渐靠近水库的趋势。
库岸浪蚀、库水浸泡及水位频繁变动导致的地质灾害体失稳与复活。
湖北境内长江支流—清江的隔河岩水库茅坪滑坡,是水库蓄水导致岸坡失稳的一个代表事例。隔河岩和水布垭是清江上两座已建和在建的大型电站,坝高分别为151米和233米。1993年4月10日,隔河岩水库开始蓄水,在水库水位由132米抬升至200米的过程中,下距隔河岩水库大坝66公里、上距在建的水布垭大坝25公里的茅坪滑坡体开始出现变形,而该滑坡在隔河岩水库蓄水前未见任何变形迹象。据观测,该滑坡已开始整体下滑,方量约2.40×107m3,而且近期有较大发展,极有可能在近几年内全面失稳。一旦滑坡体入库堵江,将会因滑坡体的堵塞使水布垭工程中途夭折,还会因滑坡体的溃决,给下游造成严重损失。
云南澜沧江漫湾电站自1993年以来,因水库蓄放水,已引起库区周边100多处崩塌或滑塌。1995年3月,漫湾电站库区清库排障放水,短期内库水位迅速由991m降至940m,变幅达51m,导致库区四周滑塌或坍岸,其中仅景东县库区在一周内即坍岸51处。在五里村诱发大型滑坡,至今整个山体仍在下滑。据统计,漫湾电站建成以来,因库区地质灾害造成的二次移民达2958人,已基本相当于原库区淹没的移民数3042人。
库区地质环境容量的限制使新建城镇面临很大的地质灾害风险。
许多大坝库区尤其是西部的库区,由于山高坡陡,不仅地质环境脆弱,而且建设用地和农业用地本来就很紧张,淹没后的迁移区用地更是严重不足,地质环境容量面临巨大压力,使移民安置与城镇迁建不得不向灾害堆积体甚至陡坡要地,因此面临很大的地质灾害风险。三峡库区的多个新建城镇都曾因地质灾害问题造成选址困难,甚至二次迁建。而随着三峡库区的蓄水位的逐步提高,如果库区的地质灾害体加剧活动,那么这些新建安置区的地质环境安全将面临更加严峻的考验。
在地质灾害高危区,一旦大规模灾害事件发生,大坝的存在,尤其是高坝、大库以及梯级大坝的存在,将极可能对灾害起到放大作用,并造成具有连锁破坏效应的灾害链,对国家和公众安全造成严重威胁。
1975年8月,河南省淮河流域的特大暴雨更是酿成了世界上最大的水库垮坝惨案,因淮河上游的大型水库——板桥水库溃坝,导致下游石漫滩大型水库、两个中型水库、60座小型水库、两个滞洪区在短短数小时内,相继垮坝溃决。这次洪水灾害死亡总数超过20万人,1700万亩农田被毁,受灾人口1200万,直接经济损失约100亿元。
2003年7月和10月,在云南大姚两次6级以上的强烈地震中,金沙江右岸支流上有54座大中型水库的坝体发生严重的裂缝与渗水,丧失了正常蓄水功能,并给下游造成巨大威胁,下游居民不得不组织撤离。
四川岷江上的紫坪铺水库坝高156米,库容9.63亿方,其上游还有一系列的梯级大坝,面对岷江上游曾多次发生7级以上地震的强震区和大规模山崩堵江溃坝的历史背景,一旦类似叠溪、松潘大地震的事件重演,后果将不堪设想。
美国爱达荷州特顿峡谷水坝地基有严重的裂隙和渗水,因赶进度没有进行充分的处理,水坝蓄水后,1976年6月水坝壁开始涌水,继而出现裂缝、瀑布并致溃坝,因及时撤离了12000人,仅死亡14人,但下游三座小镇被摧毁,财产损失10亿美元。