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气候变化与大坝安全:沙漠之国利比亚两座梯级水库溃坝
2023/9/19 16:19:00    新闻来源:水电总院

利比亚,地中海南岸的北非国家,国土面积约176万平方公里,其90%以上的国土都被沙漠和半沙漠覆盖,既没有常年河流,天然湖泊也很少,地表水资源十分有限。放眼一看,黄沙一片。作为一个干旱少雨,且缺少内流河的国家,曾在卡扎菲时代提出当今世界上最大的灌溉工程,即大人工河项目。为解决供水和灌溉难题,沙漠之中建大坝,或许对利比亚人来说已见怪不怪了,因为利比亚已建16座大坝,总库容达到3.85亿立方米。 

 

利比亚国土被沙漠和半沙漠覆盖

 

利比亚沙漠中的大水库(与平时见的不一样吧) 

作为世界上最干旱的国家之一,利比亚全国只有5%的土地平均降水量超过100毫米,南部很多地区降水量甚至仅有10毫米,但就在如此水比油贵的地区,却因飓风袭击,导致两座梯级水库大坝溃决,造成严重洪涝灾害。据路透社、纽约时报、新华社等中外媒体报道,2023年9月10日,飓风“丹尼尔”袭击了利比亚东部地区,引发严重洪水灾害,利比亚东部德尔纳(班加西东部约200公里)发生洪灾导致瓦迪德纳(Wadi-Derna)河流上两座梯级大坝溃决,德尔纳市四分之一地区被淹没,截止当地时间14日,洪灾已导致11300人遇难,当地还有10100人失踪。 

1 气候变暖使得地中海热带气旋形成飓风南移,袭击利比亚

过去 40 年里,地中海的平均气温上升了大约 2 摄氏度。根据西班牙研究中心 CEAM 的数据,今年夏天,地中海每天的平均海面温度创下了7月份和8月份的新纪录,分别达到了28 摄氏度(82华氏度),这是任何月份中首次达到的最高温度。

那么,什么是飓风呢?它是一种大型的旋转热带风暴,形成于开阔的海洋,并以每小时72英里以上的速度向陆地移动。飓风的形成需要满足几个条件,其中最重要的是海洋温度至少为80华氏度。这样,海洋就会释放出大量的水汽,形成低压区域。当低压区域受到地球自转的影响而旋转时,就会产生强大的气旋。气旋会不断吸收海洋的热量和水汽,从而增强自身的能量和速度。当气旋达到一定的强度和规模时,就被称为飓风。而9月10日早晨,丹尼尔的中心移动到利比亚沿海的班加西附近,距离德尔纳约160公里。威斯康星大学-- 麦迪逊分校的 MIMIC-TPW2 系统分析显示,丹尼尔中心的可降水水量(地表一点上方的水分含量)在51-76毫米(2-3 英寸)之间。这样的水分含量在8月底甚至在美国墨西哥湾沿岸地区也是非常显著的,那里的气候远比利比亚沿海地区湿润。

那么,利比亚为什么会遭到飓风的袭击呢?利比亚属地中海气候区域。这里通常不会出现热带风暴或者飓风。但是,由于全球变暖的影响,海洋温度升高了,导致了更多的水汽蒸发和更强的气旋形成。同时,由于气候变化的影响,飓风的路径也发生了变化。一般来说,飓风在北半球会沿着逆时针方向移动,并受到高压区域和陆地阻挡而减弱或消失。在某些情况下,飓风可能会受到其他气象因素的影响而改变方向或加速。这就是为什么飓风“丹尼尔”能够穿过地中海,并以极高的速度袭击利比亚东部地区。

2 瓦迪德纳河两座梯级水库大坝连溃,损失极为惨重

德尔纳市为利比亚沿海港口城市,瓦迪德纳河上的阿尔比拉德、阿布曼苏尔两座水库为城市生活生产供水。据了解,受利比亚沙漠和半沙漠区域气候影响,瓦迪德纳河一年中大多数时间是干涸的,而这次“丹尼尔”飓风于9月10日在利比亚东部地中海沿岸登录,强风时速达70公里至80公里,暴雨导致多个城市山洪爆发,洪水灾害严重,瓦迪德纳河洪水突然剧增,导致上下两座梯级水库大坝相继溃决。

溃决的两座大坝中,上坝为阿尔比拉德大坝,蓄水量为150万立方米,下坝为阿布曼苏尔大坝,蓄水量为2250万立方米,坝型为黏土心墙堆石坝。上游大坝距离下游大坝直线距离12公里,下游大坝距离河流入海口德尔纳市区仅1公里。两座水坝主要目的为城市防洪与供水。据历史资料统计,德尔纳市在1941年、1959年和1968年遭受了几次大的洪水。两座水坝均由南斯拉夫公司在上世纪70年代修建。2022年利比亚穆赫塔尔大学的水文学家阿卜杜勒瓦内斯·阿肖尔(Abdelwanees Ashoor)就曾发表论文预言,警告季节性洪水对德尔纳的水坝构成巨大威胁:“如果严重程度相当于1959年的洪水再次发生,可能会导致两座大坝垮塌,德尔纳市民将面临极高的风险。”

 

德尔纳市上游两大坝连溃 (来源:修改自Simon Scarr, Han Huang)

 

德尔纳附近被冲毁的水坝

 

溃坝洪水前后对比(来源:Satellite images, Planet Labs PBC)

 

德尔纳市遭受洪水淹没后现状(拍摄于2023年9月12日)

3 初步原因分析及启示

据相关调查分析,本次发生的溃坝灾害是在极端天气、基建脆弱、政治动荡的多重因素叠加影响下造成的,不仅是“天灾”,更是管理跟不上的“人祸”。主要体现为:

极端天气频发:重创利比亚东部的洪灾,是地中海飓风“丹尼尔”带来的。这是一种兼具热带气旋和中纬度风暴属性的混合现象,其活动一般在9月至次年1月间达到高峰。形成于希腊的“丹尼尔”,上周就开始袭击欧洲东南部,造成希腊、土耳其、保加利亚三国多人遇难。随后“丹尼尔”向濒临地中海的利比亚移动。9月10日,飓风“丹尼尔”袭击利比亚东部地区,强度也达到鼎盛,强风时速达70至80公里,导致通信中断、树木倾倒。暴雨导致多个城市山洪暴发。同时“丹尼尔”所到的利比亚属于沙漠地区,对强降雨抵御力本就较弱,因此更容易遭受极端洪涝灾害的侵袭。

基础设施脆弱:德尔纳市地处利比亚北部沿海,市区位于河谷中,地势较低,河流将城市一分为二。此次溃决的两座水坝二十多年来一直没有维护,基础设施无法抵御本次洪水的侵袭。第一座大坝高度70米,洪水一旦冲过大坝,汹涌的水流聚集在第二座大坝后面,最终导致第二座大坝决堤。两座大坝在夜间垮塌,加之德尔纳当地既没有洪水预警系统,也没有疏散应急预案。许多遇难者在睡梦中被洪水冲走,造成德尔纳市大规模的死伤。

长期政治动荡:缺位的公共治理与基建投资背后,是利比亚长期不稳定的政治局势。2011年利比亚爆发内战,穆阿迈尔·卡扎菲政权在北大西洋公约组织(即北约)军事干预下遭反对派武装推翻,内乱由此加剧,并于2014年形成东、西两大势力对峙局面。目前,民族团结政府控制包括首都黎波里在内的西部大部分地区,获联合国承认;国民代表大会则与“国民军”结盟,主要控制东部和中部地区,获得埃及、俄罗斯等国支持。2020年,双方宣布停火,但没有就政治进程达成一致。长期不稳定的政治局势给国家的公共治理和基础设施维护带来了重重困难,也给当前的国际救援带来阻碍。 

本次沙漠之国的梯级水库溃坝事件,引发国际社会各方强烈关注,造成社会影响重大。面临气候变化下的重大基础设施安全保障,要充分认识到极端天气的频发性,多年干涸的河流来一场极端暴雨,必将是灾难性。水库大坝安全保障,尤其是防范应对台风、极端降雨等小概率事件,任重而道远。

 

(水电水利规划设计总院   周兴波博士、杜效鹄博士据网络信息整理 2023年9月16)

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