瓦里昂大壩,前世今生,1,地理環(huán)境,瓦依昂大壩位于意大利北部阿爾卑斯山區(qū)皮亞韋（Piave）河的左岸支流瓦依昂河上，距匯入皮亞韋河的瓦依昂河河口約2km。距離最近的城市為瓦依昂市。阿爾卑斯山區(qū)良好的森林覆蓋和得天獨厚的氣候條件，使得這里春夏秋三季雨量充沛，山谷中河流淙淙，水利資源十分豐富。,2,地理環(huán)境,早在1939年，工程師們就對這里進行了考察，提出了最早的設計方案：鑒于單獨一個山谷的溪流水力較小、而相鄰山谷相距很近，工程師們提出了修建穿山隧洞，將相鄰的峽谷湖泊、溪流聯接起來，集中水量和落差，建立大型水電站的工程構想。瓦依昂山谷獨特的地理條件，成為實現上述構想的最佳地點：山谷呈葫蘆型，谷口狹窄便于修建大壩；山谷內腹寬闊、深度大，能最大程度地多蓄水。根據規(guī)劃，瓦依昂大壩的壩身高達230米。,3,社會背景,1943年，意大利剛剛結束墨索里尼的獨裁統治，從二戰(zhàn)的硝煙中擺脫出來。經過戰(zhàn)火洗禮，這個國家早已滿目瘡痍，缺少從汽車到面包的幾乎一切產品。為了獲得重建所必需的電力供應，也為了滿足電力集團對利潤的渴望，在SADE（亞德里亞電力協會）的游說下，就在這一年，國會中35位部長中的13位被召集起來舉行會議，決定在意大利東北部阿爾卑斯山區(qū)修建一座當時世界上最高的大壩瓦依昂大壩。,4,社會背景,盡管根據法律規(guī)定，要表決是否興建瓦依昂大壩這樣的議題，必須有超過半數的部長到會，因此表決結果事實上是非法和無效的，但1948年，意大利共和國的第一任總統路易吉埃納烏迪還是簽署批準了這一議案。,5,剛竣工時的瓦依昂大壩,6,地質環(huán)境,數千萬年前這里是一片海洋，形成了石灰?guī)r和粘土相互層疊的結構，石灰?guī)r層間的粘土層在受水浸潤時極易形成泥漿，使巖層間的摩擦力降低，存在導致滑坡的隱患。,7,地質環(huán)境,壩址區(qū)主要地質問題為向斜褶皺裂隙和斷裂較發(fā)育。裂隙主要有三組，一是層理和層理裂隙，充填有極薄的泥化物；二是與河流流向垂直的垂直裂隙；三是兩岸岸坡卸荷裂隙，重疊分布，形成深度為100150m的卸荷軟弱帶，這三組裂隙將巖體切割成7m12m14m的斜棱形體。,8,地質環(huán)境,施工剛開始，工程人員就發(fā)現左壩肩岸坡很不穩(wěn)定，根據瓦依昂河谷地質結構，有學者提出有產生深部滑坡的可能性，但設計師認為深部滑坡不可能發(fā)生，施工照常進行，直到大壩建成，仍未對岸坡的穩(wěn)定性及發(fā)展趨勢作出明確判斷。不過設計師還是按常規(guī)考慮了水庫可能發(fā)生的各種災害，如壩體破壞、滑坡等問題，并在大壩下游及與居民點相近的地點設置了一系列諸如防洪墻、泄洪道之類防洪減災設施。,9,結構設計,1956年，大壩正式開始施工。瓦依昂大壩的獨到之處在于采用了雙曲拱結構。這種壩體在水平和垂直兩個方向都呈弧形，載荷施加在壩拱上，減輕了梁的載荷，不但受力條件更好，可以承載更強的負荷，且壩身可以造得很薄，節(jié)省了工期和用料。為了改善壩體應力狀況，沿壩體周邊還設置了一道像鉸一樣的縫，將壩體與其下的墊座分開，壩體從上到下也設置了4條水平縫，從而大大加強了拱的作用。,10,結構設計,為保證澆筑質量，所有這些縫都在冬季進行灌漿。地基也作了全面處理，進行了灌漿作業(yè)。考慮到兩岸巖體內裂隙發(fā)育，還采用了預應力錨索進行加固，左岸用125根，右岸用25根，每根長55米。大壩設計師、著名建筑學家塞門薩（Semenza）宣稱，瓦依昂大壩可以承受超過設計值11倍的負荷而安然無恙。,11,建設中的瓦伊昂大壩,12,設計變更,50年代末正值世界核電開發(fā)的黃金時代，核電具有更高、更穩(wěn)定的發(fā)電量，這無疑是比水電更大的誘惑。1957年4月，羅馬的政客們放了一個大衛(wèi)星：大壩改成為核電站配套服務的抽水蓄能電站，高度從初始的230米增加到264.6米，這樣就使水位上升到722.5米高程，不但在雙曲拱壩中首屈一指，而且成為世界第二高的大壩；庫容也增加到初始設計的三倍，達1.65億立方米。,13,水庫實驗性蓄水時岸坡發(fā)生大規(guī)模裂縫,14,災難開端,1959年秋天，瓦依昂大壩竣工，1960年2月水庫開始試驗性蓄水。原本相對穩(wěn)定的巖層在巨大的水壓下開始滲水，水和巖層深處的粘土發(fā)生作用，坡體開始變得不穩(wěn)定。同年10月，當水位到達635米時，左岸地面出現一道長達18002000m的M形裂縫，隨后發(fā)生了局部崩塌，塌方體積達70萬立方米，壩前出現高達10米的涌浪。,15,災難開端,一個月后水位上升到652米，崩塌滑坡再次發(fā)生，岸坡位移速度達到每天3.5厘米，恐懼萬分的水電站工人連夜撤離，蓄水隨后停止，水位被降至600米以下，位移隨即減少至0.3厘米/天左右。設計部門認為，水位上升引起孔隙水壓力上升是造成滑坡發(fā)生的關鍵因素，并認定降低水位上升速度可以阻止滑坡發(fā)展。在接下來的2年時間里，這一措施受到了一定成效，但隨著蓄水和排水試驗的反復進行，岸坡位移也隨之時大時小，始終無法徹底消除，庫區(qū)地震也十分頻繁。,16,蓄水試驗中發(fā)生的兩次崩岸,17,災難降臨,1962年底，國家電力公司（ENEL）從SADE手中買下了瓦依昂水庫，為盡早通過驗收，從1963年初開始，蓄水試驗的步子再一次加快。到4月份，庫區(qū)水位突破700米，達到702米；7月中旬，水位進一步增至710米，某些控制觀察點錄得每天超過0.5厘米的移動量；到8月份增加到每天0.8厘米。到了9月初，水位提高至715米時，位移速度已增至每天3.5厘米。,18,災難降臨,ENEL企圖降低位移速度，開始緩慢降低水位至705米，但從9月28開始瓦依昂地區(qū)普降大雨，進一步惡化了岸坡結構，所以位移不但沒有降低，反而繼續(xù)增加，至每天超過20厘米的驚人水平。瓦依昂山谷中發(fā)出奇怪的聲音，水庫里的水也變得渾濁，山腳下的公路在兩年的時間里移動了半米多。當地政府發(fā)出警告，惶恐不安的村民開始陸續(xù)逃離家園，然而這一切已經太晚太晚。,19,災難降臨,1963年10月9號22點39分。連日大雨今天剛剛停息，這是一個雨后晴朗的夜晚，瓦依昂山谷仿佛睡著了一般，夜幕下的一切都顯得那么靜謐安寧。就在這一刻，瓦依昂水庫南坡一塊南北寬超過500米、東西長約2000米、平均厚度約250米的巨大山體忽然發(fā)生滑坡，超過2.7億立方米的土石以100公里的時速呼嘯著涌入水庫，隨即又沖上對面山坡，達到數百米的高度，整個時間不超過45秒。滑坡時發(fā)出的巨大轟鳴聲幾十公里以外都能聽見。,20,災難降臨,此時水庫中僅有5000萬立方米蓄水，不到設計庫容的1/3。所有的水在一瞬間沸騰，橫向滑落的滑坡體在水庫的東、西兩個方向上產生了兩個高達250米的涌浪：東面的涌浪沿山谷沖向水庫上游，將上游10公里以內的沿岸村莊、橋梁悉數摧毀；西面的涌浪高于大壩150米，翻過大壩沖向水庫下游，由于壩下游河道太狹窄，越壩洪水難以迅速衰減，致使涌浪前峰到達下游峽谷出口時仍然高達70米。先前設置的防洪設施在巨大的洪水面前形同虛設，洪水涌人皮亞韋河，徹底沖毀了下游沿岸的1個市鎮(zhèn)和5個村莊。,21,災難降臨,從滑坡開始到災難發(fā)生，整個過程不超過7分鐘，共有1900余人在這場災難中喪命，700余人受傷。巨大的空氣沖擊波使電站地下廠房內的行車鋼梁發(fā)生扭曲剪斷，將廊道內的鋼門推出12米，正在廠房內值班和住宿的60名技術人員除1人幸存外，其余全部死亡；正在壩頂監(jiān)視安全的設計者、工程師和工人們無一幸免。,22,23,洪水沖襲前后對比,24,25,不幸中的萬幸,唯一在洪水中幸免于難的是瓦依昂大壩本身。事后計算得知，滑坡引起的涌浪對壩體形成的動荷載約為4000萬kN，相當于設計荷載的8倍。洪水過后，瓦依昂大壩僅僅是右側壩肩輕微受損，主體安然無恙，幸存的大壩攔住了部分泥石流，避免了更大災難的發(fā)生。滑坡后第二天，瓦依昂大壩充滿渾濁的泥漿和堆積如山的滑坡體，足足高出壩頂150米。,26,災后的瓦依昂大壩,27,另外一個在鬼門關前轉了一圈的是身處瓦依昂水庫北岸山坡的薩索鎮(zhèn)（Casso），由于地勢較高，滑坡體沖到小鎮(zhèn)腳下僅幾十米的地方停了下來，全鎮(zhèn)數千人因此逃過一劫。大難不死的薩索人事后足足舉行了一個月的彌撒，并在每年的10月9日舉行紀念活動，感謝萬能的上帝對小鎮(zhèn)的庇護，這一習俗沿襲至今。,不幸中的萬幸,28,逃過一劫的薩索鎮(zhèn)（左上角）,29,善后工作,災難發(fā)生后，意大利政府在對災民進行緊急救援的同時，還不得不面臨瓦依昂水庫的善后處理問題。壩體的善后工程進行了一年多方告結束。至于對災民的安置、賠償，災區(qū)重建等工作，則一直持續(xù)到上世紀八十年代。然而災難已經徹底改變了許多人的生活，災難在人們心中造成的陰影也許還要持續(xù)很多年，也許永遠都揮之不去。,30,問題歸責,由于滑坡涉及的范圍太大，當地地質水文情況又極為復雜，要徹底弄清滑坡滑動機理及原因并不是件容易的事情。但毫無疑問，貪婪是導致災難的罪魁禍首。政客們明知在表決程序非法的情況下仍然通過決議，這背后是電力集團對利潤的渴求；建設方在明知地質查勘不充分、地質人員素質不高的情況下仍然一意孤行，利潤的誘惑同樣是一個重要原因。如果不是貪婪，大壩的高度就不會是后來的264.6米，而是最初設計的230米，對邊坡的浸泡就不會有后來那么嚴重的災難后果，至少滑坡的規(guī)模會大幅下降；即便大壩加高，發(fā)現滑坡苗頭及時停止蓄水，而不是急于通過驗收，也可以挽救上下游數千人的生命。,31,問題歸責,官僚主義則在這場災難中起了推波助瀾的壞作用，瓦依昂災難發(fā)生后兩天，ENEL宣稱“這次山體滑坡是不可預測的”。經過冗長的法律程序，1965年7月，國會成立了一個委員會來調查事件的責任，只有意共向議會提交了對SADE、ENEL和能源部長的不信任案，但最終調查結果與ENEL的結論毫無二致。,32,大壩現狀,廢棄的瓦依昂水庫今天依然存在，只是不再是原來的規(guī)模，只保留了一個很小的供觀賞的人工湖，完全失去了蓄能發(fā)電的作用。,33,廢棄的瓦里昂大壩,34,殘存的瓦依昂水庫,35,瓦依昂山谷中仍裸露的巖石,36,小結,從技術角度說，瓦依昂大壩的設計是成功的，經受住了8倍于設計值的沖擊而安然無恙；然而我們不能只從技術角度孤立地研究壩體結構本身。瓦依昂水壩從建成到毀滅，沒有發(fā)出一度電，卻造成了上下游