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一昔日世界最高大坝未垮塌,却让2000村民死于非命(根据张磊博文整理)

 老夫不请自来也 2017-09-22

        

意大利东北部小镇龙加罗内(Longarone)座落在风景秀丽的阿尔卑斯山区中,距离著名的威尼斯仅93公里。

昔日的龙加罗内

1963109日傍晚,人们陆续回到家中,这座传统的小镇渐渐歇息下来。然而到了次日清晨太阳升起的时候,这一切都不复存在了。

几十米高的巨浪夹着泥沙冲毁了龙加罗内的5个村庄,树木、道路、房子全都失去了踪影,取而代之的是厚厚的一层泥土,边缘残存孤零零的房屋,近2000人在睡梦中被夺去了生命。这就是一场震惊世界的水坝灾难。

奇怪的是,事故的源头瓦依昂大坝依然完好地屹立在峡谷之间,坝体基本没有受到严重损坏,直到今天它还立在那里,仿佛一座巨型的事故纪念碑。

        

 瓦依昂大坝

摧毁龙加罗内的洪水是从哪里来?这场灾难要从第二次世界大战后说起。意大利摆脱了战争的阴霾后,开始进入一个高速发展时期,北部城市工业发展对电力的需求与日俱增。瓦依昂峡谷得天独厚的地理条是兴建水力发电站的不二之选。

    这里地处阿尔卑斯山区,冰川融水丰富且降水充足,再加上峡谷狭长的地形,只要建造一座水坝就能储蓄大量的水。1939年就有工程师对峡谷进行了考察,并提出了最初的设计方案。意大利国内的电力集团也瞅准了这里,开始为建造大坝奔走游说。在亚德里亚电力协会(SADE)的游说下,意大利国会35位部长中的13位开会决定,要在这里修建一座世界上最高的拱坝(现排名世界第七

瓦依昂峡谷及远处的村镇

尽管这个表决是无效的(法律规定讨论重大议题必须有超半数的部长在场),意大利总统路易吉·伊诺第还是在1948年签署批准了这一议案。

按照计划,瓦依昂大坝高230m,坝身采用先进的双曲拱结构,在水平与垂直两个方向都呈弯曲状。这种结构在承受水压力时,可以将竖向的压力转化为向两端的水平推力,并传递给两岸岩石。因此,大坝在承受大荷载的同时还能做得很薄,非常节省材料。

但是,单曲拱坝更适合于上下宽度相差不大的峡谷。像瓦依昂峡谷一样的V型截面上宽下窄,拱的作用不明显,往往要增加坝体厚度来确保安全。

瓦依昂大坝采用的双曲拱结构,各层拱圈外半径由上至下逐渐减小,在坝底仍然保持了受力良好的拱结构。如此一来,底部的坝体只需要相对少的材料就能达到令人满意的强度。大坝的设计师宣称,瓦依昂大坝能够承受超过设计值11倍的荷载而不坍塌。

1956年大坝正式动工,但施工还不满一年,建造计划就出现了变动。意大利的政客希望将瓦依昂大坝的用途改成为核电站配套服务的抽水蓄能电站。于是大坝高度从原230m增加至262m,库容也因此增大到初始设计的3倍,达1.65亿立方米。

在大坝施工期间,人们陆续发现了令人担忧的问题。原来,瓦依昂峡谷的地质构造是由石灰岩和粘土相互层叠形成。石灰岩层间的粘土吸水后很容易变成泥浆,而泥浆就相当于岩层间的润滑剂,有导致深层滑坡的风险。同时,经过地质勘察,发现大坝的上游还存在着老滑坡,这也是一个巨大的隐患。

1959年,工程专家和技术顾问向大坝建设方提出水库左岸的斜坡稳定性存在疑问。但质疑没有得到建设者的重视,施工还是按计划照常进行。1960年瓦依昂大坝建成封顶,同年开始实验性蓄水。

随着水位涨高,岩层间的粘土被浸润,并开始变得不稳定。在10月份水位升至163m时,大坝左岸上出现了长达2km的拉裂缝。这表明大块山体有往下滑移的趋势,人们不得不开始重视起来。

工程师对滑坡位移进行了观测,他们发现山体以每天3-4厘米的速度移动着。到了114日,蓄水深度达到了180m,大坝左岸突然发生了局部的滑坡。约70万立方米的岩质滑坡滑入水库,在大坝前制造出10m高的浪。在此情况下,大坝管理者决定全力控制山体滑移速度,但同时又不愿放弃蓄水的计划。

     

两次局部滑坡的位置

设计部门认为,水位上升是造成滑坡的关键因素,认为降低水位上升速度可以阻止滑坡发展。他们计划在控制滑坡速度的同时,慢慢将水库注满。如果滑动速度过快,就降低水面让它放缓,最终达到让山体缓慢滑入水库的目的。

在随后的两年里,人们监视着山坡的位移,不断进行着蓄水排水的试验,山坡位移速度基本被控制在每天0.3cm以下

到了1962年底,意大利国家电力公司买下了水库。为了尽快完成验收,蓄水的速度明显加快了。次年8月中旬,水深维持在240m不变,但位移速度却反常地持续增加,十来天后更是增至每天3.5cm

人们逐渐意识到不妙,然而,此时降低水位已经为时太晚了。自928日起,瓦依昂地区连降大雨,大量雨水渗入山体中,既削弱了岩层间的摩擦力,还增加了山体自身的重量,导致山体滑移速度越来越快,直至超过了每天20cm。人们开始听到瓦依昂山谷中传来奇怪的声音,水库里的水也无故变得浑浊起来。

19631092239分,灾难发生了。大约2.6亿立方米的山体滑坡以110km/h的速度冲入水库,将1800m长的库段全部填满。部分山体甚至一直推进到对岸140m高的山上,整个过程不到45秒。

横向滑落的山体掀起了滔天巨浪,高达250m的涌浪分别袭击了大坝的上下游地区。上游10公里以内的沿岸村庄、桥梁均被突如其来的巨浪冲毁。在下游,约2500万立方米库水越过瓦依昂大坝涌向城镇,浪头竟比大坝还要高出150m。翻过大坝的洪水呼啸着到达1.4km外的峡谷出口,此时涌浪还保持着70m的高度。

巨浪在毫无预警之下席卷了龙加罗内和附近5个村庄,还在睡梦中的人们根本来不及反应,共1925人在冲击中遇难,几乎无人生还。

 木制房屋在洪水中不堪一击

滑坡激起的空气冲击波威力同样十分惊人。大坝地下厂房的钢梁扭曲后被剪断,调压室钢门被气浪硬生生推出12m远。在厂房内值班和住宿的60名技术人员除1人幸存外,其余全部死亡。当时正在坝顶监测情况的工程师和工人们也无一幸免。

经计算,巨浪对瓦依昂大坝的冲击力是广岛原子弹爆炸所产生力的两倍。出人意料的是,大坝凭借优良的结构设计经受住了巨大的荷载冲击,仅坝顶轻微受损。挺立在峡谷间的大坝拦住泥石流,避免了更大的伤亡。也因为这样,瓦依昂水库被泥浆与堆积物填满,大坝失去了原本蓄水发电的功能。

   结束使命的瓦依昂大坝

水库变泥潭

灾后人们茫然地寻找着故居

从工程结构的角度,瓦依昂大坝的设计无疑是成功的,它承受了数倍于设计值的荷载而依旧安然无恙。但瓦依昂大坝项目是失败的,不仅建成后没有发出一度电,还导致了生命和巨额经济的损失,给幸存者留下了惨痛的回忆。

真正造福于民才是好项目,瓦依昂滑坡灾难给我们敲响了警钟。

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