您所在的位置: 首页 > 动态 >  文章

三峡大坝“P歪了”,弹性形变“很正常”

作者:毛小平 来源:新京报 本网发布日期:2019/7/11 3:47:00

三峡大坝“P歪了”,弹性形变“很正常”

网传“三峡大坝变形图”。

这几天三峡大坝突然具备了“热搜体质”,屡屡占据热点新闻C位。

先是从一张“变形图片”引发了“溃堤在即”的谣言;随即从三峡集团到媒体再到专家纷纷出来辟谣,表示是谷歌卫星图算法有偏差;后又有日本网友通过数学模型来解释变形一说不是危言耸听,进而又有专家“二次辟谣”:三峡大坝处于弹性形变状态,这是正常的,完全可以保证坝体安全。

舆论场上你来我往,吸引了不少网友的关注,但客观说这一话题专业门槛较高,很多人虽然知道了结论,放下了担心,可依旧还是云里雾里。

地图变形是“P歪了”

起初热传的“大坝变形图”来自于谷歌地图(Google earth),其实用谷歌地图分析地面大型建筑的变形,原本就是选错了“工具”。

谷歌地图的影像精度可以达到0.5m,可分辨地上的人影。而该影像叠合了高程,即全球地表DEM数字高程模型,使地图能呈现出立体感。谷歌将地球表面划分成约30mX30m的网格,每个网格内只有一个高程,即大约900平方米内只有一个高程数据,且此数据是推算的,并非实测,有一定的误差。因此谷歌地图所看到的图像其实是卫星照片和推测的高程数据共同组成的“半实景半模拟”图像,并不精确。

另外,地图公司出于商业利益的考虑会人为将图加一些偏移,使图形变形且只能民用。这就会使得一些图像“歪上加歪”。

以忠县长江大桥为例,该桥于2001年通车,来自谷歌地图的大桥俯视图,可以看出两个桥墩之间变形很严重,这种斜拉桥,两个桥墩是支点,桥体肯定是直线,怎么会出现扭曲?这在现实中是不可能的。可以看出,谷歌地图在此处增加随机偏移。

三峡大坝“P歪了”,弹性形变“很正常”三峡大坝“P歪了”,弹性形变“很正常”

忠县长江大桥(上图来自google earth,下图为实景照片。)

用最通俗的话说,本来照的照片就不够准确,又额外加了一道“P图”的程序,使得照片就变得更加扭曲。因而,用粗糙的谷歌地图来证明“大坝在向下游走”甚至会溃堤,显然是站不住脚的。

三峡大坝弹性形变是毫米级的,肉眼地图均不可见

而比起看起来就不正常的“扭曲图片”来说,公众更关注的问题无疑是——三峡是否的确存在变形或位移,能确保安全吗?

其实,任何大型建筑在建成后,在一定温度、压力条件下都会有所变形,外力撤消后,物体能恢复原状,这就是“弹性形变”。

这是很常见的,如铁轨和地板砖在温度变化时会膨胀和收缩,高楼在大风或地震时出现摇摆,如芝加哥西尔斯大厦(高443米)在大风情况下可偏离中心1.8米,美国纽约世贸中心可偏离0.3米。汶川地震时四川很多10层以上的高楼都呈现了像面条一样的摇摆。当我们站在一些大桥上,有大车经过时,也会感到一定的晃动,这同样不是质量问题,而是正常现象。

对于三峡大坝而言,温度变化和水位变化都可能导致一定程度的形变,但这是物理性质中不可改变的一部分,也并不妨碍工程安全。李镇惠(2013)等人针对三峡大坝曾做过分析,温度变化能产生坝体±11.6mm的形变,水位分量为11.4-24.6mm,在枯水季则有所回弹,这就是正常的弹性形变。

三峡大坝“P歪了”,弹性形变“很正常”

三峡大坝实景图。

另外,三峡大坝并非是我们想象的如一个挡板,承受着侧面的水压。而是一个巨大的坡面体压在基岩上,水压一部分是向下的,所以即便是“变形”也不会是变得歪歪扭扭,而是向下沉降。但随着时间变化,沉降幅度将越来越小。

如果坝体一部分基岩松软,另一部分坚硬,则会产生不均匀沉降,导致坝体变形。但三峡大坝全坝是在前震旦纪斜长花岗岩上建起来的,地基不存在较大的不均匀沉降。王腾(2011)采用高精度SAR影像分析,认为三峡大坝2003-2008年运行期间的沉降幅度小于10mm,且已基本稳定,远超高层建筑的沉降量小于200mm的国家规范。其他水坝有类似的沉降量,运行很多年,也很安全。如葛洲坝沉陷量约为20.83mm;贵州省光照水电站坝体比三峡大坝还高,其水平位移10mm,沉陷量3mm,被授予国际RCC里程碑奖。

总之,弹性变形不可怕,三峡工程没问题。对一些“溃坝”之说,不排除有别有用心之人哗众取宠,故意散播恐慌情绪。对于大坝安全,每年都有大量的专家、科研机构、工作人员在实时监测、分析,但所谓“谣言张张嘴,辟谣跑断腿”,今后三峡方面不妨多做一些科普推广,以更多的信息共享来增进公众的安全感、信任感。

□毛小平(中国地质大学能源学院副教授)



北京传知行研究所版权所有 ©2008 All rights reserved 
地址:北京市海淀区五道口华清嘉园23号楼401。 本网热线:010-62618102

冀ICP备08103119号