三峽大壩彈性形變處於毫米級別,是正常的物理現象,肉眼、地圖均不可見,大家盡可放心。
▲網傳「三峽大壩變形圖」。
文 | 毛小平
這幾天三峽大壩突然具備了「熱搜體質」,屢屢佔據熱點新聞C位。
先是從一張「變形圖片」引發了「潰堤在即」的謠言;隨即從三峽集團到媒體再到專家紛紛出來闢謠,表示是谷歌衛星圖算法有偏差;後又有日本網友通過數學模型來解釋變形一說不是危言聳聽,進而又有專家「二次闢謠」:三峽大壩處於彈性形變狀態,這是正常的,完全可以保證壩體安全。
輿論場上你來我往,吸引了不少網友的關注,但客觀說這一話題專業門檻較高,很多人雖然知道了結論,放下了擔心,可依舊還是雲裡霧裡。
地圖變形是「P歪了」
起初熱傳的「大壩變形圖」來自於谷歌地圖(Google earth),其實用谷歌地圖分析地面大型建築的變形,原本就是選錯了「工具」。
谷歌地圖的影像精度可以達到0.5m,可分辨地上的人影。而該影像疊合了高程,即全球地表DEM數字高程模型,使地圖能呈現出立體感。谷歌將地球表面劃分成約30mX30m的網格,每個網格內只有一個高程,即大約900平方米內只有一個高程數據,且此數據是推算的,並非實測,有一定的誤差。因此谷歌地圖所看到的圖像其實是衛星照片和推測的高程數據共同組成的「半實景半模擬」圖像,並不精確。
另外,地圖公司出於商業利益的考慮會人為將圖加一些偏移,使圖形變形且只能民用。這就會使得一些圖像「歪上加歪」。
以忠縣長江大橋為例,該橋於2001年通車,來自谷歌地圖的大橋俯視圖,可以看出兩個橋墩之間變形很嚴重,這種斜拉橋,兩個橋墩是支點,橋體肯定是直線,怎麼會出現扭曲?這在現實中是不可能的。可以看出,谷歌地圖在此處增加隨機偏移。
▲忠縣長江大橋(上圖來自google earth,下圖為實景照片。)
用最通俗的話說,本來照的照片就不夠準確,又額外加了一道「P圖」的程序,使得照片就變得更加扭曲。因而,用粗糙的谷歌地圖來證明「大壩在向下遊走」甚至會潰堤,顯然是站不住腳的。
三峽大壩彈性形變是毫米級的,肉眼地圖均不可見
而比起看起來就不正常的「扭曲圖片」來說,公眾更關注的問題無疑是——三峽是否的確存在變形或位移,能確保安全嗎?
其實,任何大型建築在建成後,在一定溫度、壓力條件下都會有所變形,外力撤消後,物體能恢復原狀,這就是「彈性形變」。
這是很常見的,如鐵軌和地板磚在溫度變化時會膨脹和收縮,高樓在大風或地震時出現搖擺,如芝加哥西爾斯大廈(高443米)在大風情況下可偏離中心1.8米,美國紐約世貿中心可偏離0.3米。汶川地震時四川很多10層以上的高樓都呈現了像麵條一樣的搖擺。當我們站在一些大橋上,有大車經過時,也會感到一定的晃動,這同樣不是質量問題,而是正常現象。
對於三峽大壩而言,溫度變化和水位變化都可能導致一定程度的形變,但這是物理性質中不可改變的一部分,也並不妨礙工程安全。李鎮惠(2013)等人針對三峽大壩曾做過分析,溫度變化能產生壩體±11.6mm的形變,水位分量為11.4-24.6mm,在枯水季則有所回彈,這就是正常的彈性形變。
▲三峽大壩實景圖。
另外,三峽大壩並非是我們想像的如一個擋板,承受著側面的水壓。而是一個巨大的坡面體壓在基巖上,水壓一部分是向下的,所以即便是「變形」也不會是變得歪歪扭扭,而是向下沉降。但隨著時間變化,沉降幅度將越來越小。
如果壩體一部分基巖鬆軟,另一部分堅硬,則會產生不均勻沉降,導致壩體變形。但三峽大壩全壩是在前震旦紀斜長花崗巖上建起來的,地基不存在較大的不均勻沉降。王騰(2011)採用高精度SAR影像分析,認為三峽大壩2003-2008年運行期間的沉降幅度小於10mm,且已基本穩定,遠超高層建築的沉降量小於200mm的國家規範。其他水壩有類似的沉降量,運行很多年,也很安全。如葛洲壩沉陷量約為20.83mm;貴州省光照水電站壩體比三峽大壩還高,其水平位移10mm,沉陷量3mm,被授予國際RCC裡程碑獎。
總之,彈性變形不可怕,三峽工程沒問題。對一些「潰壩」之說,不排除有別有用心之人譁眾取寵。對於大壩安全,每年都有大量的專家、科研機構、工作人員在實時監測、分析,但所謂「謠言張張嘴,闢謠跑斷腿」,今後三峽方面不妨多做一些科普推廣,以更多的信息共享來增進公眾的安全感、信任感。
□毛小平(中國地質大學能源學院副教授)
編輯:孟然 校對:劉軍
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