山體滑坡使喜馬拉雅水電大壩“毀於一旦”_風聞

喜馬拉雅山脈的水力發電站

圖片來源：Pete McBride/Getty

2015年4月初，德國波茨坦大學地質學家Wolfgang Schwanghart第一次去尼泊爾時，他驚訝地發現許多水力發電站建在陡峭的喜馬拉雅山脈上，“它們看起來很不穩定”。

兩週後，尼泊爾發生了一場毀滅性的地震，造成近9000人死亡，Wolfgang Schwanghart所看到的31個水電工程項目也被摧毀。

Wolfgang Schwanghart團隊通過分析相關數據發現，喜馬拉雅山脈的大部分水電工程並不是毀於地震，而是毀於地震引發的山體滑坡。相關研究結果發表於近期《地球物理研究快報》。

震後滑坡不可小覷

喜馬拉雅山脈處於板塊邊界碰撞型地震構造帶上，因此，喜馬拉雅山地區的水電工程在設計建造時，都會按照防震規範進行建設。

中國水利水電科學研究院減災所原總工程師黃金池告訴《中國科學報》記者，由地震引發的地基液化、山體破損等環境條件的變化，使庫區的山體鬆動，產生滑坡、地基動搖等情況，可能對水電大壩產生設計中未考慮到的影響。

山體滑坡是山坡在河流沖刷、地震等因素影響下，土層或岩層整體或分散地順斜坡向下滑動的現象。

中國科學院成都山地災害與環境研究所研究員蘇立君介紹，地震後的滑坡是由於地震造成了山體損傷。山體遭到破壞後，可能當即形成滑坡，也可能山體震損，出現裂縫、內部損傷等情況，在震後幾天甚至幾十年後，在其他條件觸發下，出現滑坡。

因此，地震引發的山體滑坡通常分為兩類，一類是同震滑坡，與地震幾乎同時或較短時間內發生；另一類是震後次生滑坡，在地震發生的幾天至以後發生。

“由於震後次生滑坡具有較強的隱蔽性和不確定性，這種突發性滑坡一旦發生，會造成嚴重的危害。比如，據推測，2010年發生的巴基斯坦阿塔巴德滑坡，與2005年克什米爾地震有關。”蘇立君説。

滑坡嚴重“威脅”大壩

那麼，地震引發的山體滑坡會對水力發電大壩產生什麼影響呢？

蘇立君表示，一方面，水電站的大壩依靠坡體支撐，如果坡體發生變形，會直接影響壩體的安全穩定性。另一方面，山體滑坡的碎屑物進入庫區，會把水庫中的水“激”出來，水庫中的水翻壩形成湧浪，短時間內的巨大水量給下游帶來極大危害。“從這兩方面考慮，山體滑坡會對水電站產生嚴重破壞。”

喜馬拉雅山脈是水電資源開發的全球熱點。為強調地震引發的山體滑坡對喜馬拉雅地區水力發電開發的風險，Wolfgang Schwanghart團隊仔細分析了受損水力發電站的報告。他們發現，在地震中地面搖動不是很強烈的地方，河岸的陡峭程度似乎是震區破壞嚴重程度的一個很好的指標。

隨後，研究人員開發了一個模型，將喜馬拉雅山脈的河流陡峭程度，疊加在2015年地震的地面震動強度圖上。結果發現，地面震動和河流陡度的共同作用對水力發電站造成了最嚴重的破壞。

英國謝菲爾德大學地質學家Dave Petley表示，該研究展示了一種相對簡單的方法，來確定地震引發的山體滑坡是否對水力發電項目構成重大威脅。

模型評估大壩建或不建

這些水力發電站的建造符合抗震設計標準，Wolfgang Schwanghart説：“它們在地震中活下來了，卻被後來山體的殘骸摧毀了。”對此，Wolfgang Schwanghart表示，重新評估喜馬拉雅地區的水電開發，迫在眉睫。

研究團隊將該模型應用於印度、尼泊爾和不丹喜馬拉雅山地區的273個有相關數據的水力發電項目中，這些項目有的正在運行，有的處於建設中，也有的是正在規劃設計。結果發現，其中四分之一的項目可能會面臨地震引發的山體滑坡造成的嚴重破壞。

蘇立君表示，此研究設計的評估模型基於喜馬拉雅山脈特定的區域範圍，與實際水電工程項目結合，形成了定量的風險評估。結合該模型評估的結果，相關水電工程在設計和建設中，可以通過採取應對措施，防範震後山體滑坡帶來的風險。

然而，儘管地震引發的山體滑坡會造成人員傷亡等重大損失，但在決定這些水電項目的建造地址時，此方面的問題卻很少能夠得到充分解決。

在亞洲和南美等其它地方的高山地區，正在不斷開發水力發電的相關工程項目。由於對山體滑坡缺乏認識，Dave Petley等科學家們夜不能寐。他擔心1963年發生在意大利的瓦伊昂滑坡事件會重演。當時這場災難中，山體滑坡造成了5000萬立方米的巨潮，近2000人死亡，下游的一些村莊和城鎮被摧毀。

Dave Petley説：“有太多的大壩會面臨山體滑坡問題，遲早我們還會遭遇另一場大災難。”

荷蘭環境評估局計算機建模員David Gernaat表示，Wolfgang Schwanghart團隊設計的模型，能夠幫助開發人員更準確地評估水力發電站候選地點的風險。

去年，David Gernaat報告稱，亞太地區有近40%的水力發電可以實現低成本發電。但是，這些分析只考慮了地震對水力發電站的風險，並沒有考慮山體滑坡的風險。David Gernaat説：“這意味着，我們高估了該地區的水力發電潛力，低估了成本。”因此，他計劃在未來的評估工作中，將山體滑坡的風險納入其中。

黃金池認為，此評估模型是在一定條件背景下進行的計算，然而實際條件會不斷變化，這可能導致評估的結果發生改變。此外，如果建設水電大壩的效益與風險成合適的比例，或許也可考慮實施建設。