文/水博

世人瞩目的三峡工程今年已经完工，经前一阶段的蓄水试验后目前三峡工程开始正常运行。然而，2008年12月12日《南风窗》记者田磊采写的“后三峡时代：地质灾害与二次移民”一文，披露了一些三峡蓄水试验后的地质灾害情况，或多或少的引起了人们的一些忧虑。从该文章的叙述上，我们不难看出来记者对三峡工程还有一定的误解。如果我们能多了解一些有关的地质科学知识，站在一个更高的层次上科学地看待三峡蓄水试验和所出现的一些地质灾害，我们不仅不会感到忧虑，而应该说是获得了预期的效果。以下本文将针对记者文章中的一些模糊概念，进行必要的解释和说明。

文章说“三期蓄水期间，库区一共出现了多少处新的地质灾害点？记者在重庆市国土资源与房屋管理局采访时，该局没有明确透露，只是向记者提供了一组数据：除了已经完成治理的366个地质灾害点以外，目前还有511个搬迁避让项目正按照“尊重群众意愿、分轻重缓急、有序推进、适时搬迁、确保安全”的原则实施，共有80457人需要搬迁，其中已经完成了37051人。三峡总公司11月7日公开发布的消息称，近坝库区地震活动正常，库岸基本稳定，没有发生大面积库岸崩塌、滑坡现象。不过据记者在库区的调查，小规模的崩塌、滑坡以及由此造成的居民房屋裂缝却普遍存在。”

我相信记者的这些报道是真实的。因为所谓蓄水试验是一个非常特殊的时期。在这一时期如果“库岸基本稳定，没有发生大面积库岸崩塌、滑坡现象”就已经是非常幸运的结果了。如果要想连“小规模的崩塌、滑坡以及由此造成的居民房屋裂缝”都不出现，那几乎是不可能的。因为，三峡库区一直就是地质灾害高发区，历史上曾多次出现整个县城毁于滑坡的灾难。解放后三峡库区严重的地质灾害，仍然极大地危害着库区两岸人民群众生命财产安全，仅从１９８２年以来，库区两岸发生滑坡、崩塌、泥石流近百处，规模较大的有数十处。如１９８５年新滩滑坡造成高达７０米的过江涌浪，其上、下游各１０公里的江段内近百条船只沉没。而我们开发建设三峡的目的之一，也就是要从根本上减少或者说杜绝三峡沿岸的地质灾害。

针对原香港大学副校长李焯芬院士的意见，文章说“‘用工程加固的手段来解决库岸边坡的稳定性，这是世界各地水利工程中普遍采用的办法。’李焯芬说。但是，对于面积巨大的三峡库区来说，地质灾害不断涌现，工程治理的模式陷入了头痛医头、脚痛医脚的尴尬，库区真正需要的是一个地质灾害防治和生态治理的长效机制，随之而来的则是高昂的建设和运营成本。”

正如这位世界著名的水电专家李焯芬院士所说的，三峡工程就是要“用工程加固的手段来解决库岸边坡的稳定性”。不过，记者似乎对李焯芬的说法或者三峡工程的治理地质灾害的方式和结果还不够满意。所以才会用旦书说“但是，对于面积巨大的三峡库区来说，地质灾害不断涌现，工程治理的模式陷入了头痛医头、脚痛医脚的尴尬，库区真正需要的是一个地质灾害防治和生态治理的长效机制，随之而来的则是高昂的建设和运营成本”。

由于我们人类对自然界的认识毕竟是有限的，因而对于一个巨大的工程而言，即使“用工程加固的手段来解决库岸边坡的稳定性”，也不可能一蹴而就。幻想像裁缝做衣服一样，量体之后衣服就应该一次做好的，处理好所有的地质灾害，是非常天真的。在工程中不断发现新的问题，不断地进行治理，才是最正常的现象。千万不要把这种动态的治理过程视为“头疼医头，脚疼医脚”。

事实上在三峡工程建设过程中，国家通过不断的追加，目前先后已经投入了120多亿元资金，对库区地质灾害进行了治理。仅涉及重庆三峡库区的地质灾害隐患点共有3671处，其中673处实施工程治理，482处实施搬迁避让，其余2516个隐患点确定为群测群防或专业监测项目。而且这个动态的治理过程，还将继续下去，治理的资金也还会逐渐地增加。直到把地质灾害的威胁，降到最低的水平。对于地质灾害的治理也要采取不同的方式，有的需要做工程处理，有的则需要避让，还有的需要监测，这不同的措施难免让一些外行人感觉确实是在“头痛医头、脚痛医脚”，然而，这正是我们水电工程中因地制宜的治理地质灾害的最科学方法。面对长达600多公里的三峡水库，我们不可能，也没有必要不计成本的对库岸全线盲目加固。对于已经发现的地质灾害隐患，能处理的就治理，不易治理的避让。对于有可能构成威胁，也有可能相对稳定的地质灾害隐患，采用监测的措施，根据具体的发展情况，再决定处理的方式，才是一种科学的态度。其实这恰恰就是最有效的“地质灾害防治和生态治理的长效机制”。

具体来说，水库地质灾害主要可以分为两大类，一类是滑坡、崩岸、泥石流等，另一类是地震。发生崩岸滑坡的原因主要是，水库建成蓄水后，由于侵蚀作用和堆积作用，在新的水边线地带开始了库岸形成的过程。对于冲蚀型库岸，水库蓄、泄水是产生滑坡的重要原因之一。特别是在水库突然泄水时，由于原有的水位比较高，边坡在水中浸泡后土壤当中的空隙水压力增加，而突然的泄水导致水位急剧下降，土壤中的孔隙水压力来不及变化，而边坡外部的静水压力突然丧失，土体内外压力的不平衡常常容易导致边坡的失稳和滑坡的发生。这种情况发生的前提，是需要边坡本身就具备产生滑坡(或者说潜在的滑坡)的水文和地质条件。在这种地质条件下，即便没有水库的水位变化，如果在强烈的连续降雨的情况下，只要边坡的土壤吸收了足够的水分，也可能会造成同样孔隙水的压力加大，从而产生滑坡的现象。

也可以说，如果不具备产生滑坡的潜在的地质条件，水库水位变化也不可能造成滑坡，反之如果边坡本身具备水库水位变化造成的滑坡的地质条件，说明边坡本身就具备了滑坡（或者说是潜在的滑坡）的地质地貌条件，在连续的强降雨，或者某些特殊情况下（如地震）同样也可能会产生滑坡。从这个意义上来说，水库的建造和蓄水并不是制造出了滑坡，而是为原有不稳定的地质滑坡体，提供一个释放的机会。一般来说水电工程修建之后，将从三个方面改进原有的自然边坡的地质条件：1、水电开发就是把江水切割岸坡的能量利用起来发电，减少江水对河谷的急速深切，使河流发育趋于缓慢、稳定，最终会大大减少地质灾害的发生。2、对主要的滑坡体进行人工排除，或者护坡（包括混凝土喷涂、打入抗剪滑桩和预应力锚索固定等）处理。3、水库蓄水（试验）的初期，是一个水库新库岸的不稳定期和再造期，是隐性的地质灾害的集中释放期。

三峡工程的建成后对长江三峡地区的崩滑灾害，也将会有极大地减轻。首先汹涌的长江水被用来发电，大大减少对岸坡的切割，避免新的崩滑体产生；其次，在工程建设过程中对危险的滑坡体，已经进行了处理；此外，目前的实验性蓄水，就是对三峡的新库岸进行磨合、释放和再造处理。在这一时期出现的地质灾害与人们常规的灾害概念有着本质的不同，蓄水试验期间出现了地质灾害，非常像是医学上的免疫反应，不一定是什么坏事。因为，水库的蓄水并不是制造出了新的滑坡，而是，对前面施工阶段工程处理之后还不能完全消除的滑坡体或者说是潜在的滑坡体，提供一个集中释放的机会。经过几次蓄水、泄水，这些滑坡体都被释放之后，新的库岸肯定会变得更加安全。

一般来说，水电工程经过上面三个阶段后都会使得库岸变得更加稳定。例如，位于四川省汶川县的沙牌是上世纪末建造在岷江支流上的一个水电站，虽然该电站本身不大，却具有世界上最高的碾压混凝土拱坝（132米）。这次汶川大地震后，我们惊奇的发现其上游水库内的边坡与下游天然河道内的自然边坡简直是天壤之别。这充分说明水库修建并经过一段时间的蓄水考验之后，其边坡的稳定性得到了极大的提高。在突然遭遇大暴雨、地震等突发事件之后，就不容易再产生地质灾害，而没有经过水库建设治理和考验的自然边坡，则非常可能在大暴雨或者地震等突发事件中产生地质灾害。

地震后沙牌电站上游水库岸坡的照片

地震后沙牌电站下游河道边坡的照片

显而易见，蓄水所引发的滑坡具有“免疫”作用，不过就是我们把未来若干年内，遭遇暴雨、地震可能引发的随机滑坡，尽可能的都提前引发出来。只有这样，未来的三峡水库库岸才会变得更安全、更稳定。就像地震后我们在沙牌水电站所看到的一样。若干年后，一旦遭遇大地震或者特大的暴雨，没有修建三峡前的岸坡可能就会像沙牌的下游一样，惨不忍睹。而修建了三峡之后的库岸，应该与现在的沙牌上游一样，具有较强的稳定性。我们知道1985年由暴雨引发的长江新滩滑坡，光船只就沉没了近百条，大家可想而知生命财产损失将会有多严重？这种现象在历史上曾经是屡见不鲜的。不过我们可以相信在三峡工程经历了几次蓄水、泄水的考验之后，175米高程以下的崩滑体基本上可以绝迹，今后像新滩那样的大滑坡恐怕就难以再出现了。其中重要的原因之一就是我们在修建三峡和初期的蓄水泄水过程中，已经把大部分潜在的滑坡体都释放了。

知道了这些科学道理，恐怕就不会有人再责怪三峡蓄水试验操之过急了。因为，三峡建成之后，库区周围的经济肯定会比较迅速的发展起来。明智的办法当然是让蓄水试验早一天完成，让新库岸尽快的稳定下来。除此之外，我们不但不应该惧怕蓄水试验中出现的滑坡，而应该想办法让蓄水试验的中尽可能多释放出一些滑坡，让不稳定的岸坡充分的释放、暴露，这样才能尽量减少将来正常运行过程中的地质灾害隐患。总之，我们应该看到；不仅蓄水试验中出现的滑坡将有助于未来三峡库岸的稳定，而且，尽快完成蓄水试验，也有利于三峡库区的建设和长远发展。

关于水库蓄水诱发地震的问题，也具有同样的特点。水库蓄水之后可能出诱发地震，主要有两方面的因素。一个因素是水库水体的重量，会改变地壳的受力状态，引起地应力的调整（可称为荷载作用）。另一个因素就是水库蓄水后，通过基岩中的裂隙，产生了向地下高压注水的效果，从而改变了地壳基岩局部的应变极限，或者说改变了原来板块之间的摩擦力，使得地震的能量提前释放出来了（可以称为渗透作用）。

水库蓄水后的这两种作用的效果，是有很大差别的。很多研究和模拟计算都表明水库蓄水的水压力的改变（荷载作用）对地应力的影响随着深度增加急速衰减。所以，即使几百米的水头产生的压力，在地下几公里的受力影响，也会变得微乎其微。而基岩应变极限的改变（渗透作用），对地震的发生与否，则是非常重要的。表面荷载作用对深层地震影响不大的推论，现实当中我们也可以观察到。例如，一座城市座落在一个地方之后，肯定有大量的人群和建筑都不断的堆积在城市所在的地面上，不能否认当地的地壳受力肯定要大幅度的增加。然而，几乎从来没有人会担心城市化的地方会因为受力过重而诱发地震。这说明单纯的增加或者改变地表面的受力，几乎不大可能会造成地震。相反1967年美国丹佛市因为废水高压注入地下，却引发了长达数年的一系列地震。这说明，即使没有地壳表面受力的大幅变化，仅仅通过高压注水产生较强的渗透压力改变地应变的极限，也同样能诱发出地震来。

在水库的渗透作用下，为什么会产生地震呢？根据地震板块运动地震理论的分析，断层地震爆发的原因主要在于地应力的积累、变化使断层产生了突然的破裂或者错动。而断层地震的发生条件就在于，不同方向的地应力克服了断层之间的摩擦力。当断层的摩擦力越大时，需要克服摩擦力所积蓄的作用力就越大。这种情况下地震不容易发生。然而，一旦发生后地震的能量也就比较大。相反，如果断层之间的摩擦力越小，需要克服摩擦力的地震作用力就越小，越容易产生地震，但同时地震发生后所释放的能量也比较低。所以说决定构造地震爆发时能量强弱的关键，在于断层之间的摩擦力。如下图所示，显然不管是走滑断层，还是逆冲断层一旦遭受水压力的浸润（润滑）之后，都会降低摩擦力。因此，水库诱发地震，一定是提前释放地震能量，具有减小地震强度的作用。

这种分析和结论是得到地震界主流认可的。在美国地质调查局的网站上，专家回答公众是否可用高压注水，提前诱发地震的办法减少地震灾害的提问时说到“至于用水或其他东西来润滑（“lubricating”）断层，目前已经知道向地下注入高压液体可以导致地震的提早发生。但在任何人类居住区域做这样的事情都很危险，因为这有可能引发一场破坏性地震。”

可见，地震专家不否认向地下断层注入高压液体，可以导致地震的提早发生。只是担心“在任何人类居住区域做这样的事情都很危险，因为这有可能引发一场破坏性地震”。对于水库诱发地震而言，虽然我们不是要主动地、有意识的去向地震断层高压注水，但是，人造水库的蓄水却有可能在某种程度上，有意无意的起到用高压注水触发地震，提前释放地震能量，减小震级的作用。可以说水库蓄水的结果，要么对原有的自然地震没有太大的影响，要么会通过高压渗透，提前释放了正在孕育中地震的能量，从客观上避免了更大地震的发生。从这一点上来看，即使水库蓄水诱发了地震，甚至触发了较大的地震，也应该是具有减小该地区原有地震震级的作用的好事情。遗憾的是我们现在还没有能力，如愿以偿的利用水库触发地震（即高压注水）的办法，主动的诱发出地震，减小自然地震的灾害。

例如，我们2005年建成蓄水的紫坪铺水库，根据当地地震监测的数据表明，建成前后地震的频率和强度几乎没有发生太大的变化。这说明紫坪铺水库的蓄水，几乎完全没有构成对当地断层的高压注水。假设当初紫坪铺水库恰巧具备了向地下断层高压注水的条件，那么很可能会在2006年该水库蓄水达到最高峰的时候，就触发出穿过其水库的龙门山中央断裂带的一次地震，肯定会让这次汶川大地震的能量提前得到释放。现在，很不幸，就因为当年紫坪铺水库没有能把龙门山地震触发，当地的地震的能量继续的积累。所以，今年5.12才发生了这次汶川大地震，造成了我们更加惨痛的损失。

三峡水库的蓄水试验期间，是否会诱发地震我们可能还不知道，但是，有一点我们可以肯定，即使水库蓄水诱发出了地震也是把原来该地区正在积蓄的地震能量提前释放出来，减少未来的地震灾害等级的好事情。遗憾的是我们现在还不能掌控水库诱发地震，并不能保证水库蓄水以后就一定能把当地孕育中的地震诱发出来。然而，由于自然界中地震的能量总是要释放的。因此，水库诱发了地震也不一定就是坏事，因为，它提前释放了地震的能量。地震没有被水库提前诱发出来，不一定是什么好事情，因为，今后很可能会有更大的自然地震发生。

在《南风窗》记者文章的叙述中，香港大学前副校长、中国工程院院士李焯芬教授也表达了同样的观点。文章说 “水库蓄水后，河谷下的断层的水压增加了，加上地下水的渗漏，对断层的滑动起了润滑的作用。因此，库区会出现一些‘水库诱发地震’(不是天然地震)，这是很正常的现象。”李焯芬教授曾任加拿大安大略水电土木建筑部主任，在加拿大工作多年，参与并主持了加拿大多座大型火、水和核电站的地质论证、环境评价和土建工程。他说：“由于断层滑动是局部的，震幅有限，历史上，震幅最大的是1962年的广东新丰江水库(M6.1)及1967年的印度Koyna水库(M6.7)，一般来说，水库诱发地震的震幅都在M1至M5之间，远在大坝的抗震设计标准之下，对三峡大坝的结构安全不应构成威胁。”

对于水库诱发地震的发生机理，地震专家与水电专家的看法是比较一致的。由水库蓄水润滑地下断层导致提前发生的地震，一般震级都不会太大，肯定不会超过原有该地区的天然地震。

综上所述，无论对于地震还是滑坡，水库修建蓄水后一般会有一个地质灾害的集中释放期。在这一时期，我们更应该高度重视地质灾害防治、严密监测，采取一切可能的措施，尽可能的保障人民生命财产安全。不过，同时我们也要搞清楚，这个时期释放出来的地质灾害，并不是水库本身制造出来的，而是水库的蓄水改变了某些灾害的控制条件，使得未来那些可能随机发生的地质灾害，提前爆发了。从这个意义上看，水库的蓄水试验更像是对未来地质灾害的“免疫接种”。在“免疫接种”中暴露出尽可能多的地质灾害，正是我们蓄水试验的目的之一。因此，在三峡的蓄水实验过程中，我们不但要求做到“不死一个人”，同时也要尽量“不漏掉任何地质灾害隐患”，让潜在的地质灾害尽可能充分的爆发出来。总之，我们应该学会用科学的态度，用发展的眼光，看待三峡水库的地质安全问题。完全没有必要对蓄水试验中出现的一些地质灾害诚惶诚恐，更不必过分在意那些污蔑三峡宣传，所表现出来的最后的疯狂。