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策劃:人民網科技頻道 編輯:趙竹青  

  導語:

  汶川地震后,一個新的名詞迅速地被國人所熟知──堰塞湖。

  這個帶著生僻“面相”的湖泊,正在威脅著70萬人口的生命……

  25日一群帶著炸藥的隊伍登上唐家山堰塞湖堰頂,加劇了人們對堰塞湖的關注。

  26日,“空中巨無霸”米-26直升機開始懸吊搶險所需大型設備。(
第一現場:搶險“空中通道”飛架堰頂 直升機艱難降落)

  此時,唐家山堰塞湖的水正在一節節上漲,潰壩的風險時刻俱增……

  堰塞湖究竟是什麼?面對堰塞湖,我們該怎麼做?

 

 

 第一步:堰塞湖分布大摸底




[更多汶川災區最新遙感圖像]

  堰塞湖:

  
堰塞湖又稱“海子”,是由地震活動等原因引起山崩滑坡體等堵截河谷或河床后貯水而形成的湖泊。

  四川堰塞湖:

  2008年5月12日四川汶川特大地震,造成北川部分地區被堰塞湖水淹沒,地震形成了大面積堰塞湖泊。

  根據遙感影像解譯和現場考察,我國科研人員已經查明災后堰塞湖的主要分布情況:
 

四川省北川縣震后福衛2號衛星遙感影像圖

日本發布四川地震后堰塞湖衛星照片


  地震主災區形成堰塞湖33多個,其中北川9個、青川4個、安縣6個、平武1個、鬆潘2個、棉竹3個、什邡4個、彭州2個、茂縣2個等……  [詳情]

 

 

 第二步:風險分析與評估--“懸湖”之危險在何處?

  危害:堰塞湖的堵塞物不是固定永遠不變的,它們也會受沖刷、侵蝕、溶解、崩塌等等。一旦堵塞物被破壞,湖水便漫溢而出,傾瀉而下,形成洪災,極其危險。災區形成的堰塞湖,一旦決口后果嚴重。伴隨次生災害的不斷發生,堰塞湖的水位可能會迅速上升,隨時可發生重大洪災。堰塞湖一旦決口會對下游形成洪峰,破壞性不亞於再次地震。 [詳情]

  當務之急是進行堰塞湖風險評估,對眾多堰塞湖排一個順序。最危險的地方必須馬上處理。評估堰塞湖風險就必須進行相關勘察,包括遙感勘察和野外勘察。通過全面掌握堰塞湖特征包括數量分布 ,特別是堰塞湖的性質分析堰塞湖潰決的條件和潰決的風險,進行動態監測,預測堰塞湖潰決時間及泛濫范圍,撤離設置在泛濫范圍內的災民安置點及搶險救援人員的臨時駐扎場所,並制定下游危險區的臨災預案。[詳情]

前車之鑒:

  1933年疊溪地震2萬人葬身洪水


  四川省地礦局地質調查隊總工程師范曉透露,1933年8月發生在四川疊溪的大地震,山體滑坡后在蝸江中形成兩道天然水壩和四個堰塞湖。據記載,地震時死亡500余人,而兩個月后由於壩體垮塌,導致2萬余人在洪水中喪生。
 
  堰塞湖全解密──
 
形成過程   原有的水系 ? 原有水系被堵塞物堵住。造成本次汶川地震災后堰塞湖的堵塞物是地震引起的山崩滑坡體。此外,火山熔岩流流、泥石流或其他的物質也可能形成堰塞湖。 ? 河谷、河床被堵塞后,流水聚集並且往四周漫溢 ? 儲水到一定程度便形成堰塞湖
 
性質分類 串珠狀分布的堰塞湖 易連串潰決 一個堰塞湖潰決,很可能在巨大洪水沖擊下,形成一連串的潰決。一連串潰決之后就有物質和能量的放大效應,越到后面越危險。
鬆散土組成的大規模堰塞湖 最危險 堆積體以鬆散土為主的相對比較容易潰決。 與之相比,由物質組成塊石多一些的堰塞湖,比較穩定,近期相對來說沒有風險,給后期處理留下了時間。
大體積堰塞湖 短期處理難度非常大 大體積短期處理難度非常大,加上路不通,重型機械上不去。
 
決堤形式 瞬時全潰 危險指數:★★★
瞬時部分潰 危險指數:★★
逐步潰決 危險指數:★

  實例:應對唐家山堰塞湖險情 綿陽部署三種撤離方案


  方案一(1/3潰壩):全市共需撤離15.86萬人,淹沒城鎮面積460.2萬平方米﹔
  方案二(1/2潰壩):全市共需撤離120.16萬人,淹沒城鎮面積5368.6萬平方米﹔
  方案三(全潰):全市共需撤離130萬人,淹沒城區面積6234.6萬平方米。
[詳細]

圖解唐家山堰塞湖形成過程

 

根據風險評估專家們找出了現階段亟需重點關注的五處堰塞湖:
(1)北川縣境內湔江流域的唐家山、苦竹壩、北川縣城附近呈串珠狀的5個堰塞湖群,並且上游還有兩個堰塞湖,如果發生堰塞湖群潰決,潰決洪水將危及下游河段的江油和綿陽兩市的安全。
  
  



(2)安縣境內茶坪河的雙電村堰塞湖,一旦潰決將危及下游2個鄉鎮和安縣縣城的安全。
(3)什邡縣境內的干河口堰塞湖,一旦潰決將危及下游的幾個鄉鎮和什邡縣城。

   圖為北川苦竹壩滑坡堰塞壩及堰塞湖。

     

(4)綿竹縣境內的燕子堰河徐家壩堰塞湖,一旦潰決將危及漢旺鎮和綿竹縣城的安全。

(5)青川縣青竹江干流石板溝堰塞湖需要密切監測。

 

 

 

 第三步:制定救災方案


  國家水利部和四川省水利廳組成了抗震救災水利部組織了“敢死隊”,對每一個堰塞湖實施24小時監測,一旦出現發生潰壩的征兆,將立即發出預警,並及時疏散群眾…… [詳情]

  對於堰塞湖形成的威脅,科研人員已找到方法來應對。他們選擇了人工或機械挖掘、爆破、攔截等方式來引流或疏通湖道,使其匯入主流流域或分散到水庫,以免造成洪災。

 

  實戰一:5月21日·貫穿綿竹的綿遠河上游    實戰二:5月26日·唐家山堰塞湖

  方案:水利部專家多次會商認為,唯一能夠排除險情的方法就是:派一支小分隊到堆積體形成的土石壩上實施爆破,將壩體炸出一個缺口,使水流逐步通過,實現緩解一次性潰堤的風險。

  實施:實地勘察表明:通往壩體的道路因地震被徹底摧毀,無法接近壩體。怎麼辦?

  ──修路?如果要修通道路,至少還需要一周以上的時間。

  ──機降?即便使用直升機機降人員也要攜帶炸藥徒步行走近3公裡,再乘坐沖鋒舟才能抵達隨時可能崩潰的壩體下方。

  然而,這是唯一的選擇,盡管風險很大……

  擺在官兵面前的第一個難題,就是如何將爆破所需的幾十箱雷管和炸藥等火工器材,以及兩艘沖鋒舟搬運到堰塞湖岸邊。這一路雖然隻有短短5公裡,但充滿危險:道路被地震扭曲撕裂,路基幾乎徹底損毀﹔道路一側是不斷滑落石塊的山體,另一側是水流湍急的綿遠河……

  官兵遇到的第二個難題,就是要與時間賽跑,用最快速度在堰塞湖的壩體上實施爆破作業。

  面對高70多米的壩體,十支隊一中隊的隊長袁帥,拿出幾個月大的兒子的照片,用力親了一口,就背起炸藥箱,沿著巨大石塊間的縫隙攀爬了上去。

  不斷的余震,不斷的山體滑坡。官兵把電子雷管與火藥結合,再安放到准備爆破的巨石下,然后連接導火線……每一個步驟都來不得半點馬虎,否則后果不堪設想。[詳情--18勇士炸“壩”記]

  方案:
唐家山堰塞湖搶險指揮部決定採用以人工爆破為主的新方案。將以工程機械開掘引流明渠為主的方案,改為機械施工與人工爆破“雙管齊下”。[詳情]

  其中關於泄流槽專家們就設計高中低三種方案。

  唐家山堰塞湖泄流槽設定高中低三種方案

  高中低三種方案的依據是泄流槽口在壩體的位置,高泄流槽口方案需挖土石5萬立方米,中泄流槽口方案需挖土石7萬立方米,低泄流槽口方案需挖土石10萬立方米。從泄流效果來看,低方案泄流量最大,最有利於保障壩體安全,但工程量大、施工時間較長,且須保証天氣良好。

  最后,水電部隊傾向於採用挖掘量最大、保險系數最高的低方案。如果近日有強降雨,部隊有可能被迫採用高或中方案。[詳細]

  實施:5月25日15時,武警水電部隊及成都軍區1000多人的突擊隊攜炸藥、干糧、?鎬開始徒步趕赴唐家山堰塞湖堰頂。

  5月26日零時35分左右,一總隊到達唐家山堰塞湖壩底 ,分析后立即組織突擊隊,攜帶工具和炸藥,從陸路徒步趕往唐家山堰塞湖排險……[詳情]
 
  各方出謀劃策
  水利專家:堰塞湖的決堤越早越好

  堰塞湖的決堤和我們以往常規意義上水壩決堤是完全不同的概念。因為人造的水壩是絕對不能讓它決堤的,決堤必然就是巨大的災難。而天然形成的堰塞湖一般早晚都是要決堤的,而且,堰塞湖的決堤還是越早越好。因為,決堤的時間早,河流被阻擋的時間短,積蓄的水量也相對較少。因此,堰塞湖決堤后的破壞性也相對較小。[詳情]

  僅靠監測和撤離還不夠 考慮建水電站

  
比如對於較大的、日后完全有可能穩定的形成天然湖泊的大型堰塞湖,如果勘查確認通過開挖讓其潰決的可能性已經不大,應該抓緊時間在形成堰塞湖的滑坡體上開展工作。如,進行表面開挖形成一條溢洪通道,並趕在堰塞湖水上漲之前,迅速對溢洪道表面進行壓實、震搗、穩固處理,用混凝土進行表面噴涂甚至澆筑鋼筋混凝土的面板進行保護。先保証該堰塞湖溢流后的壩體穩定。日后再把這個天然的堰塞湖當成一座瀑布水庫,進行底孔泄流設施和發電利用的改造。建成一座新的水電站。[詳情]
  網友:邊路開挖中間泄洪

  建議先從河沿開挖兩路重力檔牆,邊挖邊下籠,並高壓注漿,防止主動土壓力[或4-6路]。然后再開挖中間瀉水道。 (IP地址:222.241.150.★)

  網友成城:多管虹吸式?
 
  是否部分堰塞湖能先用多管虹吸的方法處理降低水位? ( IP:221.204.248.★ )

  網友中士:抽干湖水到壩底
 

  在堰塞湖的壩上,採用軟管一頭搭在湖內,中間翻過壩頂,另一頭搭在湖外的壩底,因為壩內外水平面的高低差,形成虹吸,湖內的水將源源不斷地通過虹吸被吸到壩外流走,如果軟管足夠的多,排出的水量大於上游的來水量,那麼壩內水量會逐步減小,最終抽干壩內的水,消除掉堰塞湖的威脅。 (IP:84.23.20.★)

 

 

  感謝中國科學院山地災害與地表過程重點實驗室主任、四川水利抗震救災指揮部專家組成員崔鵬研究員對本策劃的貢獻。

  感謝中國科學院新聞辦公室,中國科學院成都山地災害與環境研究所對本次策劃的大力支持。

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來源:人民網-科技頻道 (責任編輯:馬麗)
 
 
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