台湾关心三峡大坝变形的背后

——浅谈长江洪水淹没范围和三峡工程茅坪溪防护大坝下陷问题

作者:王维洛

【摘要】

2020年9月9日台湾中央社高调发表中央大学太空及遥测研究中心的研究成果:长江洪水淹没损失大;三峡大坝除了水库右岸的防护土石坝有轻微下陷趋势,坝体并无明显变形。这个研究成果的发表时间十分敏感。这一天解放军开始在台湾南部与台军驻守的东沙岛之间的水域举行大规模演习,几百艘渔船、军舰隔断了台湾本岛与东沙岛之间的物资补给联系。在同一时间,在大陆社交媒体上出现大量导弹车在三峡大坝下游湖北省荆州市驶过的视频,有人认为这是中共加强在三峡大坝周围布置反导弹军事设施。1992年台湾陆委会委托中华经济研究院进行过一个《大陆三峡建坝及我方应有对策之研究》,有意回避了三峡大坝人防安全的讨论和结论,提出乐见其成的主张。习近平提倡“下好先手棋”,但是三峡大坝的建造使得在军事战略上先手尽失。台湾方面高调公布中央大学的研究成果,明确地告诉大陆,三峡大坝作为定点威胁的目标,全在监测之中。这是在下先手棋。此外还需指出,水库右岸的防护土石坝至2012年底累计坝体最大沉降1269mm,为最大坝高的1.34%。


一、台湾中央社高调发表中央大学太空及遥测研究中心研究成果

2020年9月9日台湾中央社发布报道,台湾中央大学太空及遥测研究中心利用卫星遥测中国大陆7月长江水患淹水区域。研究显示,三峡大坝除了水库右岸的防护土石坝有轻微下陷趋势,坝体并无明显变形。

中央大学的新闻稿指出,中国南方地区自5月下旬开始出现大范围强降雨,连续40天发布暴雨警报,长江、淮河流域受暴雨影响引发严重洪患,除了中下游民众受水患影响,长江三峡大坝的防洪、泄洪能力和坝体的安危也受到关注。

中央大学太空及遥测研究中心以雷达影像变迁分析技术针对长江中下游淹水范围进行判读,配合全球土地利用资讯进行空间分析,发现约1万8000平方公里的土地被洪水淹没,其中超过1万平方公里为耕地,相当1/3个台湾,而城镇、村落等被淹面积超过2000平方公里,相当于8个台北市。

据该报道,中央大学太空及遥测研究中心也利用永久散射体雷达差分干涉(PSInSAR)技术分析三峡大坝的变形状况,发现三峡大坝上游不远处,水库右岸茅坪溪防护土石坝的坝体中段上部,观察到有轻微的下陷趋势,每年下沉约5毫米,而三峡大坝的坝体表面,则未发现明显变形或破坏。

二、2020年长江洪水淹了中国的钱袋子

台湾中央大学提供的关于长江中下游地区被洪水淹没的情况是十分珍贵的信息,因为最近几年以来,中国政府没有发布透明的、完整的和系统的水灾或旱灾信息。老百姓主要是依靠社交媒体发布的一些零星的、不完整的视频或者报道,难以对灾情有个准确的了解,难以采取正确的应对措施。

长江中下游地区地跨湖北、湖南、安徽、江西、江苏、浙江和上海,总面积约20万平方公里,主要由江汉平原、洞庭湖平原、鄱阳湖平原、皖苏沿江平原、里下河平原及长江三角洲平原等组成,是中国的重要的粮食生产基地,也是最重要的科技和工业基地,是中国最大的经济区,是名副其实的中国钱袋子。长江中下游地区20万平方公里中有十分之一的面积是湖泊,约占2万平方公里,剩下的陆地面积18万平方公里。在2020年洪水过程中,1万8000平方公里的土地被洪水淹没,就是说十分之一的陆地面积被洪水淹没,淹没范围很大。超过1万平方公里的耕地被淹没,对中国粮食生产的打击很大。对于几年以来已经依赖粮食进口的中国来说,这分明是雪上加霜。但是经济损失最大的还是城镇、村落被洪水淹没,淹没面积超过2000平方公里,相当于8个台北市。长江中下游地区是中国城镇化发展程度最高的地区。在2020年洪水过程中,许多村镇被洪水长期淹没,一些房屋被汹涌的洪水冲垮,其中许多是主动分洪的结果。近几年来,长江中下游地区村镇的居民把大量的资金全都投入了家乡住房的建设。住房的设备,完全可以和城市里的住房比美,而住房的建筑面积远比城市里的住房大许多。可以说这是他们唯一值钱的资产,也是组成小康社会的物质基础。

2020年中国洪水灾害的最大特点不是主要领导人没有及时出现在抗洪的第一线,亲自指挥,而是中央政府拿出来的救灾款项特别缺失,民间的救灾善款也少得可怜。一句话,没有钱救灾。以往向大陆捐款最多的香港人、台湾人、海外华人此次都没有提供捐款,大陆的演艺界也没有。根据报道,安徽省在洪灾过程中要求民众“舍小家为大家”,灾后对住房倒塌的每户灾民却只提供2万元的补助款,对住房被水淹的每户灾民提供2千元的补助款。后来可能感到真不好意思,国务院召开了常务会议,将2万元的补助款增加到2万5千元。政府拿不出钱来救灾,灾民靠自救,这是2020年中国洪水灾害的最大特点。

三、中央大学太空及遥测研究中心关注三峡大坝变形

台湾中央大学太空及遥测研究中心的这项研究成果再次引起人们对三峡大坝安危的讨论,也对台湾方面对三峡大坝的关注以及对三峡大坝变形监测的精确程度感到惊奇。

1992年三峡工程决策之前,台湾陆委会就委托中华经济研究院进行过一个《大陆三峡建坝及我方应有对策之研究》。研究指出,就是台湾最为反共的人士,也一改常态,转而支持大陆建设三峡大坝。出生于大陆的台湾作家刘大任有这样观点:“我一向怕中共的好大喜功,所以对规模这么巨大,影响如此深远的三峡工程,几乎患上了先天恐惧症。大跃进、人民公社、大炼钢铁、文革,没有一次不是噩梦。但这一次走过中国的内地大陆,至少感觉现行政策虽仍有待开放,但基本趋向却已比较务实,加上三百多人四十年的硬功夫与四百多位专家的反复论证,我的恐惧感降低了。而且,中国实在太穷、太落后,防洪问题如此严重,电力需求如此迫切,加上灌溉、航运各方面的利益,就是捏一把汗,也不能不投赞成票。”中华经济研究院课题组建议台湾政府采取“乐观其成”的态度。

中华经济研究院课题组在整个研究过程中,有意回避“三峡大坝人防安全”的问题。而事实是,在“三百多人四十年的硬功夫与四百多位专家的反复论证”中,很多时候都是围绕着“三峡大坝人防安全”的问题在做研究,在做模型试验。对威胁“三峡大坝人防安全”的第一假想敌人就是台湾,是来自台湾的飞机攻击、是来自台湾的导弹攻击。当年解放军在张爱萍将军的领导下做过一个研究,准备在地势更加隐蔽的石牌建坝,让敌方飞机难以接近。并且在大坝后面再建一座水下大坝,让敌方无法发现。即使三峡大坝被炸,还有后面的水下大坝可以阻挡溃坝洪水。最后张爱萍将军给中央的建议是:“不能建造一个战争的目标。”如今台湾科研机构有如此精准的监测技术,对三峡大坝是好事,但更是坏事。有大陆官方报道,按照李克强总理的保护三峡大坝工程条例驻扎在三峡大坝的4600名特殊武警部队就抓住过企图破坏三峡大坝的来自台湾的特务。

据说习近平和聂卫平是朋友,他喜欢下围棋。习近平有一金句叫做“下好先手棋”。围棋中有“宁失一子,不失一先”的原则,说明先手的重要。军事评论家杨浪在《悬顶之剑》一文中指出,三峡建坝,成为敌方定点威胁的目标,大陆在军事上的先手丧尽。黄万里先生反对建设三峡大坝的理由之一就是三峡大坝很有可能会成为敌国相要挟的筹码。周培源先生在1991年7月还冒很大的政治风险,用三峡大坝的人防安全问题劝阻江泽民、李鹏。但是中共领导一意孤行,现在下的只能是后手棋。

四、三峡工程和茅坪溪防护大坝

台湾中央大学研究报告中所提到的三峡水库右岸的防护土石坝,中国官方的称呼是茅坪溪防护大坝。

三峡工程的全称是长江三峡水利枢纽工程,包括大坝、水电站厂房、船闸和升船机、茅坪溪防护大坝和右岸地下电站等建筑物,从左到右分别是船闸、升船机、左岸大坝段(左岸坝后水电站厂房)、泄洪坝段、右岸大坝段(右岸坝后水电站厂房)和茅坪溪防护大坝以及右岸地下电站。

图1:长江三峡水利枢纽工程,来源:网路截屏

茅坪溪是长江的一条小支流,其入长江处位于长江右岸三峡大坝上游约1公里处。茅坪溪流域面积113.24平方公里,在茅坪溪防护坝址以上的流域面积为98.54平方公里。该流域属低山丘陵区,流域内人口约3.1万人,耕地3.43万亩。茶园1601.4亩,果园11.4万亩,三峡水库建成后,正常蓄水位175米,库水将淹没茅坪溪两岸耕地,果园,茶园,房屋及企业设施等,直接受淹没人口达6561人(1992年调查)。为了减小三峡工程的移民人数和压力,并将被淹没的秭归县城搬迁到茅坪镇,所以就建造茅坪溪防护大坝。

茅坪溪防护坝位于三峡大坝轴线上游1.0公里处的长江右岸,为三峡工程的组成部分,工程等别,建筑物级别,正常蓄水位为175米高程,设计洪水,校核洪水位180.4米,地震设防裂度为7度等均与三峡大坝相同。

茅坪溪大坝采用沥青砼心墙堆石坝,大坝坝顶高程185.0米,坝顶宽20.0米,最大坝高104米,坝顶长度1070米。背水侧茅坪溪设计洪水位(20年一遇)106.4米,校核洪水位(100年一遇)为107.3米,非常洪水(万年一遇)考虑调蓄后为114。6米。大坝建成后,茅坪溪的来水通过泄水建筑物流入长江。茅坪溪防护土石坝规模巨大,大坝设计填筑工程量为1213立方米,沥青砼4.94万立方米。茅坪溪大坝有一个先天的部长,就是大坝的地基不好,有多条裂缝,沿断层风化加剧,呈半疏松半坚硬状,是坝基渗漏的主要通道。

五、茅坪溪防护大坝下沉问题

中央大学太空及遥测研究中心指出,水库右岸茅坪溪防护土石坝的坝体中段上部,观察到有轻微的下陷趋势,每年下沉约5毫米,而三峡大坝的坝体表面,则未发现明显变形或破坏。

其实茅坪溪防护大坝下沉问题远远不是每年下沉约5毫米,远远不是轻微的下陷趋势。

根据2013年的《中国三峡工程建设年鉴》,关于茅坪溪防护大坝变形的监测有如下记录:基础廊道蓄水前2012年8月24日沉降在23.25mm至28.64mm之间,蓄水后2012年11月20日沉降在23.07mm至28.83mm之间,蓄水前后变化在-0.21mm至0.19mm,变形在23.07mm至28.76mm之间。坝体表面最大向下游水平位移88.77mm,最大沉降212.11mm。2012年175.0米蓄水前后水平位移增量在0.14mm至8.48mm之间,其位移分布河床中部向下游位移最大,两岸位移逐渐减小,坝顶水平位移在-0.53mm至85.46mm之间;2012年175.0米蓄水前后坝顶垂直位移变化在-0.41mm至2.11mm之间。2012年11月20日沉降在27.69mm至198.42mm之间。沉降实测坝体累计最大沉降1269mm,沉降率为1.34%。水管式沉降仪测得坝体高程119.25米的最大沉降量为833.54mm,约占最大坝高0.80%。

关于渗漏的监测有如下记录:坝基渗漏量在406.1升/分至2321.2升/分之间变化,175.0米蓄水后2012年10月30日测得渗漏量为1677.4升/分,较蓄水前2012年9月9日渗漏量1428.6升/分,增加248.8升/分,2012年12月20日渗漏量为1800.4升/分,在设计允许范围内,渗漏量增加与降雨和库水位上升有关。

渗漏量1800.4升/分,一天的渗漏量高达2593立方米。至2012年底茅坪溪防护大坝坝体累计最大沉降1269mm,即1.269米,为最大坝高的1.34%。从这个数据就可以看出,茅坪溪防护大坝下沉非常严重,并不是轻微的下陷趋势。

李镇惠、罗琛、骆建宇在2013年2月《长江科学院院报》第30卷第2期发表题为《三峡茅坪溪防护土石坝变形监测成果分析》的论文。

 

图2:三峡茅坪溪防护土石坝变形监测成果分析,来源:长江科学院院报2013年2月第30卷第2期

三位作者在文章摘要中指出:对三峡茅坪溪防护土石坝的变形规律和特点进行分析,大坝内部累积沉降1.26m,约占坝高1.21%,外部变形最大沉降205mm,最大水平位移85mm,坝体水平和垂直位移均呈河床大、两岸小的分布,水平和垂直位移均具有不可逆性。通过统计回归分析可知:水平位移受水压和时效影响,垂直位移不受水压影响,主要受时效影响。大坝位移速率逐年减小,但仍未稳定,大坝变形性态正常。

除了最后一句“大坝变形性态正常”外,其他的数据都显示茅坪溪防护大坝下沉问题十分严重:大坝内部累积沉降1.26m,约占坝高1.21%,外部变形最大沉降205mm,最大水平位移85mm。水平和垂直位移均具有不可逆性。其中水平和垂直位移均具有不可逆性这句话就说明,这类水平和垂直位移都不是什么弹性变形。

三位作者所采用的数据与2013年的《中国三峡工程建设年鉴》略有差异。

六、台湾关心三峡大坝变形的背后

2020年9月9日台湾中央社高调发布中央大学太空及遥测研究中心关于三峡大坝变形的研究成果。这个时间点值得关注。

2020年9月9日中国人民解放军开始在台湾南部与台军驻守的东沙岛之间的水域举行大规模演习。台湾民进党立委王定宇指出,大陆参加军演的除了有正规战机丶军舰之外,在演习区南部的东沙岛遭到疑似大陆海上民兵船只的包围,在AIS自动船舶识别系统上可以发现,东沙岛四周都是红点。他认为,大陆或利用民兵故意和驻守东沙岛的台湾守军发生冲突。而前国安会秘书长苏起则认为,民进党政府利用美国打「台湾牌」,不断强化北京的敌意,可能会引起大陆政府的「小打」,即教训台湾。王定宇则认为,一旦大陆的这类军演成为常态,很可能会由军演突然变为军事袭击,令台湾防不胜防。

在同一时间(2020年9月10日),在社交媒体上出现一段视频:大量导弹车在湖北省荆州市出现,地方政府对主要交通干道荆沙大道施行交通管制,保证导弹车辆的通过。有时事评论员马先认为,这是中共加强在三峡大坝周围布置反导弹军事设施。

三峡工程的主上派和反对派在许多问题上都是针锋相对,意见相左,唯一在三峡工程的人防问题上出现少有的一致,双方都认为三峡大坝会成为敌方攻击的目标,而且双方也认为。战争的出现是由敌方的出手而引起的。至于敌方采用的是袭击战还是叫阵战,双方有不同的看法;对于三峡大坝受到攻击后的灾场效应,双方的分歧也很大。主上派认为,现代战争有预兆,三峡工程有一周至十天的时间可以放水,甚至将三峡水库放空。三峡大坝受到核攻击,可能会发生全线溃塌。但是由于预先可以放水,所以不会产生灾难性后果。起码到三峡工程决策之时,中共决策层、中共军方、中共的专家都没有考虑过另外一个情况:如果战争是由中共发起的袭击战。在这种情况下,三峡工程的人防安全如何保证?对于这个问题,中共决策者必须补给中国人民一个明确的答案。

回到2020年9月9日台湾中央社高调发布中央大学关于三峡大坝变形的研究成果,很可能是“下先手棋”,给中共决策者一个提醒:三峡大坝在台湾的密切监测之下。

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