2015“江河十年行”之九三峡库区水电站被毁只是冰山一角

2015“江河十年行”之九——三峡库区水电站被毁只是冰山一角2015“江河十年行”之九——三峡库区水电站被毁只是冰山一角2016-03-2319:28:40归档在我的博文|浏览432076次|评论63条汪永晨三峡大坝修建以来，人们对它的关注度一直很高，担心也从没放松过。专家们更是说，金沙江流域是中国甚至世界上地质灾害最密集的地区，在这里布局建设密集的高坝和大库容水电站，有什么风险？地质学者杨勇认为，云南前两年发生的地震，与全世界规模最大、密度最高的金沙江大坝群有关鲁甸地震灾区山村。图片来源：杨勇云南省鲁甸县2014年8月3日发生6.5级地震，导致超600人丧生，并引发严重地质次生灾害。地震引发了正在建设的红石岩水电站上游一处山体滑坡，并形成堰塞湖。堰塞湖的湖面水高超过千米，淹没一千多亩良田，直接危及下游多座水电站。多年研究金沙江流域地质问题的地质生态学家杨勇在接受中外对话记者刘琴访问时认为，从2012年彝良地震到鲁甸地震，从地震发生时间和震源分布来看，与建设金沙江下游向家坝、溪洛渡两座巨型电站和牛栏江天花板电站等水库蓄水都有关联性。这一地区，也正是“江河十年行”在用十年的时间关注并记录的大江江段。中外对话记者刘琴采访“江河十年行”专家杨勇时，有这样的对话：刘琴：有没有迹象可以表明，云南鲁甸这次地震与修建水电站有关？杨勇：目前只能正视这样的基本信息——此次地震震中位于鲁甸县龙头山镇旱谷田村下的金沙江一级支流牛栏江峡谷内，距牛栏江干流第七级水电站天花板水库大坝不到7公里。该水库于2007年开工建设，2011年蓄水发电运行，（牛栏江共规划10级开发，目前已建成4级，在建2级）；距金沙江溪洛渡水库（牛栏江下游回水区）也仅有10余公里。2012年金沙江2013年金沙江上向家坝大坝和化工企业共存的县城2012年溪洛渡大坝2012年9月彝良地震，震中距2011年建成的洛泽河麻林电站水库库尾不到10公里；距金沙江向家坝水库最近点不到60公里。2014年4月永善地震，震中距金沙江溪洛渡水库最近点不到7公里。从近几次地震发生时间和震源分布来看，与建设金沙江下游向家坝、溪洛渡两座巨型电站以及牛栏江天花板电站等水库蓄水都有其关联性，如图刘琴：金沙江流域是中国甚至世界上地质灾害最密集的地区，在这里布局建设密集的高坝和大库容水电站，有什么风险？杨勇：金沙江干支流穿越川滇地震断裂带，一些江段与断裂带平行或重叠，区内又是地质破碎、地质灾害和地质危岩分布密集的高山峡谷，在这样的河流布局建设密集的高坝和大库容水电站，存在两方面的地质风险：一是水电运行系统面临地震活动时造成的破坏，包括大坝、发电厂房、地面建筑、输变电设施、输电线路等等，一旦发生强烈地震，如果震中距离这些系统比较近的话，损失破坏一定是严重的，并将形成持续的次生地质灾害和连锁灾害链。二是在金沙江流域这样复杂而活跃的地震活动危险区域，水库诱发地震的频率和强度都将增大。近年来地震活动处于活跃期，特别是在川滇地震带，这是客观存在的事实，虽然这一地区没有水库也会发生强烈地震，但是水库可能会更强烈激发应力释放，这种释放机制科学上还不能解释清楚，人类还没有能力去认识和控制其规律。横断山脉暨金沙江水电建设布局，忽视了在恶劣地质环境下，地震灾害导致的堵江在河谷地貌动力过程中的重要角色。刘琴：水电建设诱发地震，需具备哪些条件？杨勇：目前的研究认为，水库诱发地震取决于库坝区地质环境、地质构造背景和水库规模和运行的总体组合条件。从对世界近2000多座水库地震的分析表明，水深和库容在水库诱发地震的动力机制中具有十分明显的因果关系：水体负荷所产生的正应力、剪应力远小于完整岩石的抗压和抗剪强度。如果具备以下两个条件：1岩体破碎，裂隙发育；2水体负荷产生的超孔隙水压足够大，那么水库负荷所产生的剪应力和孔压力就形成诱发地震的直接作用因素。同时，还是触发较大初始应力的间接作用因素。这好比一个气球，在无外来压力状态下，它会保持平衡状态或者逐步释放压力，在有外来压力情况下，压力会加快释放，如果用针尖触碰它就会瞬间释放甚至爆炸，水库地震就是在一切条件具备时形成的有大有小的“针尖”效应。所以，不能一概认为，水库诱发地震不会形成大地震。世界上虽然还没有水库诱发7级以上的地震案例（如果不算汶川地震），但是世界上也没有像在地质应力高度集中的横断山脉地区建设高密度水电群的案例。川滇地震带的横断山诸河流分布有沉积岩、变质岩和火成岩，并出露有象征地球岩石圈中构造活动最强烈、结构最复杂的蛇绿岩混杂带。岩层结构破碎，断裂构造复杂，在建和规划电站库坝区都具备不同程度的渗漏条件，水库蓄水造成岩体的抗压和抗剪强度降低，破坏岩体内应力均衡状态，改变地下水动力条件和库岸岩体动力平衡，在其他条件具备时，将成为水库诱发地震的重要因素。区内河流具备地球上最活跃的地质构造背景，活动断裂纵横交错，电站坝址和库区难以避开这些构造活动区，而大多数断裂构造与地震活动均有成因上的联系。另外，由于横断山诸河流流量具有季节变化大的特征，一旦在河流上形成首尾相连的大水库群，消洪增枯的频繁交替以及水库容差异和频繁调度，引起库容水深的不断变化，也会引起库岸围岩结构瞬时应变，在这种快速频繁的变化中，也可能导致应力失衡而诱发地震。刘琴：目前，中国水电建设大跃进势头不减，已经向中国西南、青藏高原大举进入，建水电站是不是缓解中国电力紧张局势的最佳选择？杨勇：中国电力装机总容量截至2012年末达到10.6亿千瓦,超过美国成为世界电力大国，但是中国同期GDP只及美国的30%左右，说明中国单位GDP能耗很高。据相关资料，中国同比产值能耗水平是日本的7.5倍，德国的5.5倍，美国的4.4倍，澳大利亚的3.5倍，甚至是巴西的2.3倍。这说明，随着深化改革，调结构，改方式，淘汰落后产能，中国现有电力装机能力通过进一步优化配置，完全可以支撑相当一个发展时期的能源供应。金沙江以及西南地区众多河流的水电开发完全可以放缓，进一步审时度势，深入研究，科学规划设计，避免不应承受的风险。三峡库区水电站被毁只是冰山一角地质专家认为，三峡库区已进入灾害高发期，水电站被冲毁在意料之中，而这只是冰山一角，全国已有多座水电站因地质灾害而损毁。巨型水库、水面面积扩大、库岸再造频繁等都会加剧发生地质灾害的可能性。图片来源：杨勇2014年9月上旬，三峡库区湖北省秭归县发生山体滑坡，装机容量1000千瓦的利丰源水电站（原名大岭山水电站）被彻底冲毁，这是三峡库区首次发生水电站冲毁事件。地质生态学家杨勇告诉中外对话记者刘琴，“三峡库区水电站被冲毁是在意料之中。”杨勇说，三峡大坝建成后，形成一个长达600公里的巨型水库，水位上升，并且每年都在不断地进行水位调节，常年水面面积大幅度扩展，这样一来一方面库岸再造活动频繁，岸坡变形加剧，地质环境恶化，地质灾害危险性增加；另一方面局地气候发生变化，导致局地气候特征的变化及局地气象灾害发生，特别是持续降雨和强度降雨频率增强；再加上涉及113万人的三峡库区移民安置建设、道路施工、小水电开挖、采石取土等活动。如果上述因素叠加，发生地质灾害的条件就已经形成。四川省地矿局区域地质调查队总工程师范晓对中外对话记者刘琴说：事实上，三峡库区已进入灾害“高发期”，目前已确认的崩塌、滑坡、危岩、坍岸等地质灾害点已超过5000处。“之所以这次事故关注度高，是因为首次冲毁的是三峡库区的一座水电站。”地质学家范晓曾撰文说，自2008年9月三峡工程开始175米试验性蓄水以来，出现了一个地质灾害的高发期，截止到2011年7月，仅重庆库区就发生地质灾害灾（险）情272起。2008年至2009年的蓄降水阶段就发生了243起，其中新生的突发性地质灾害167起，占68%。为此，长江水利委员会要求蓄降水阶段每天的水位升降不超过0.5米，使2009年至2010年、2010年至2011年两个蓄降水阶段的情况有所稳定，发生的地质灾害灾（险）情分别减少到16起和13起。但专家也指出，从2010年以来，水位在175米保持的时间较长，应当警惕地质灾害的滞后效应。三峡工程是世界上最大的水电站工程，于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线建成。库区主要包含长江流域的重庆市和湖北省的一些范围。有多少水电站无法统计杨勇和范晓在接受中外对话记者采访时说，三峡库区有多少水电站无法统计。杨勇说，三峡库区有很多支流汇入，小水电开发在三峡库区是比较泛滥的，有多少无法统计。如果是在三峡水库蓄水前建设的小水电站，电站选址的地质环境可能随着三峡蓄水而发生变化，地质危险程度会增加。范晓分析说，中国的小水电站非常多，因为中国实行的是分级审批制，从中央到省、县，甚至乡一级，都有审批权。中国的河流，从干流到支流，被不同政府所瓜分，长江上游水力资源100%已被开发。国家电力监管委员会2009的一份文件显示，中国5万千瓦以下的小水电资源十分丰富，广泛分布在1700多个县，技术可开发量1.28亿千瓦。目前，全国已建成小水电站45000多座，总装机容量5100多万千瓦，在建规模达2000万千瓦。对于三峡库区水电站首次被冲毁事件，范晓、杨勇之所以没有感到意外，是因为他们清楚，中国水电站被损毁事件时有发生，包括大型水电站。范晓告诉中外对话记者，2014年8月发生的鲁甸6.5级地震引发崩塌、滑坡等地质灾害，并因山崩堵江在牛栏江上形成堰塞湖，其中牛栏江上已建成的红石岩电站被大型崩塌和堰塞湖掩埋和淹没，使总投资约8元亿的工程几乎全部报废。他说，高山峡谷中的大型电站工程，由于建设过程中的巨量开挖与爆破，往往会严重影响大坝、引水隧洞、电站厂房附近地质结构稳定性，一旦强震来临，这里也是最易引发地质灾害的地点，在汶川地震灾区的许多地方都曾观察到这种现象，牛栏江红石岩电站的情况也不例外。因此，在中国西部地震和地质灾害多发区，进行大型水电工程以及其他大型工程的决策，都应十分慎重，并应进行独立客观、严格周密的灾害风险评估。而在2014年“江河十年行”时，我们竟然还发现鲁地拉水电站还没发电，闸门就被冲走，损失的6亿元没人负责。针对近几年来的各种质疑，三峡公司领导人是这样回复的：金沙江下游河段四个梯级水电站在区域地貌上位于青藏高原和云贵高原向四川盆地过渡的斜坡地带，地势总体上西高东低，在地质构造单元上属于扬子准地台范畴。在地质历史上，长期受西部地槽强烈活动的影响，区域构造基本特征总体上以断裂构造为主，褶皱特征处于次要地位。区域内主干断裂发育，是主要的发震特征，地震活动较频繁。但选定的四个坝址均避开发震断层，一般与活动断层相距25km以上，坝址区均处于一个相对稳定地块，即在不稳定的大地质背景下坝址位于一个安全的地质岛上。同时他们也承认，目前这四个电站的区域地壳稳定性研究程度还很薄弱，因此研究水电工程区的地壳稳定性具有重大的理论意义和现实意义。三峡公司副总工程师胡斌认为：“虽然我们这4个水电站都建在相对稳定的坝址上，但还是不可避免地涉及到强震多发地区大坝的安全问题。”胡斌说，特别是溪洛渡、白鹤滩和乌东德这三个水电站，其所在地区发生强震的震级有可能超过7级，因此这三个水电站是按9度防震设计的，而向家坝水电站面对的这一问题则相对轻松些。“我们这4个水电站在抗震安全方面都是作了充分准备的。”这些标出来的都是电站这些标出来的都是电站杨勇说：横断山脉位于青藏高原东部，印度板块与欧亚板块相接、至今地壳运动仍然剧烈复杂的造山带，是杨子板块与冈底斯-印度板块之间巨型造山系的组成部分。其特点是，活动性断裂构造十分发育，挤压、褶皱、隆起并伴随着引张、伸展、裂陷，形成了冷谷相间的纵列峡谷地貌和山间断陷盆地(湖泊)，这样的地质地貌为江河发育和水能富集创造了有利条件。但是，随着青藏高原第四纪以来的快速隆起，周边河谷如岷江、大渡河、雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江等河川的强烈下切，高山峡谷和滩多流急的河谷形态还在强烈的演变中，区内断裂构造体系如鲜水河断裂、龙门山断裂、安宁河断裂、小江断裂、程海断裂、澜沧江、怒江断裂等频繁的新构造运动，使强烈的地震活动沿着这些断裂带频繁发生，河谷两侧高陡斜坡地上大规模的山体崩塌、滑坡屡屡发生，