三峽大壩“P歪了”,彈性形變很正常
三峽大壩彈性形變處于毫米級別,是正常的物理現象,肉眼、地圖均不可見,大家盡可放心。
這幾天三峽大壩突然具備了“熱搜體質”,屢屢占據熱點新聞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辟謠,表示是谷歌衛星圖算法有偏差;后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“二次辟謠”:三峽大壩處于彈性形變狀態,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。但客觀來說,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,可依舊是云里霧里。
地圖變形是“P歪了”
起初熱傳的“大壩變形圖”來自于谷歌地圖(Google earth),其分析地面大型建筑會變形,因而,用谷歌地圖分析三峽大壩,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30m×30m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,并非實測,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,并不精確。
另外,地圖公司出于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,該橋于2001年通車,在谷歌地圖的大橋俯視圖中,能看出其兩個橋墩之間變形嚴重。這種斜拉橋,兩個橋墩是支點,橋體肯定是直線,怎么會出現扭曲?這在現實中是不可能的?梢钥闯,谷歌地圖在此處增加隨機偏移。
用最通俗的話說,本來照片就不夠準確,又額外加了一道“P圖”的程序,使照片變得更加扭曲。因而,用粗糙的地圖來證明“大壩在向下游走”甚至會潰堤,顯然是站不住腳的。
“彈性形變”肉眼難見
而比起看起來就不正常的“扭曲圖片”,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,任何大型建筑在建成后,在一定溫度、壓力條件下都會有所變形,外力撤消后,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。這不是質量問題,而是正,F象。
對于三峽大壩而言,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,也并不妨礙工程安全。學者李鎮惠曾針對三峽大壩做過分析,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,這是正常的彈性形變。
另外,三峽大壩并非是我們想象的如一個擋板,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松軟,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。學者王騰曾采用高精度SAR影像分析,認為三峽大壩2003-2008年運行期間的沉降幅度小于10mm,且已基本穩定,遠不到高層建筑的沉降量小于200mm的國家規范。
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里程碑獎。
總之,彈性形變不可怕,三峽工程沒問題。對于大壩安全,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,辟謠跑斷腿”,今后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信任感。
□毛小平(中國地質大學能源學院副教授)
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