在不同的知识层次上看三峡大坝的溃坝风险 特有理 2020-6-29
如今，个体的知识水平越来越成为影响他人命运的关键。面对一个对亿万人生死攸关的问题，不同的知识水平会得出完全不同的结论。在一元化的社会结构中，顶层人物的知识水平决定了群体的命运，这是一个很好理解的逻辑关系。而当社会进入到多元化的环境，个体的知识水平表面上似乎不那么重要了。可其实深入分析进去，当知识水平的低下成为一种普遍的现象，多元化社会的发展就会明显表现出“短板效应”。也就是群体的平均知识水平会决定社会的走向。因为傻逼提出的理念和方案会获得大多数人的认同和支持。特别是当信息传播泛滥化，信息格式世俗化之后，当大多数人信了谬误，真理就会变成没娘的孩子。 关于三峡大坝，我不知道有多少人会认同那个坝不会崩溃？其实现在很多人连信息的解读都无法做到准确。比如本人之前关于大坝变形的分析，带有政治倾向的人就马上将变形的分析引申到溃坝的结论。其实本人那篇文章根本没涉及溃坝的议题。因为溃坝的分析比单单一个形变问题复杂得多；形变只是可能导致溃坝的因素之一。但是，有人以极为低端的知识结构来论证大坝不会崩溃，这就是比否认大坝变形更恶劣的行为了。 大坝做为一个复杂的水利工程，是一个涉及多知识层次、多科技体系的大型动态系统。仅就大坝的安全性而言，至少涉及了地质学、建筑学、材料学、流体力学、动态系统学等高层次的科学理论和知识。绝不是靠几点静态的物理力学知识就可以予以正确分析判断的。本人在此从地质学、建筑学、材料学、动态系统学四个方面来做出问题的提示，来展示大坝安全问题的复杂性。明确地说，本文将讨论三峡大坝崩溃的可能性问题。 1| 在地质学角度，大坝与河床的衔接之间受到了高压流体的影响。这是大坝与普通陆地建筑最关键的区别。因此，所谓的“大坝地基”就是反科学的一派胡言。如果大坝下面的河床是土质或碎石成份，再做地基或打桩都是徒劳的。因为巨大的水压可以将基础以下或之间的土质逐渐冲走。看看大峡谷就知道水流的力量了。因此，三峡大坝所选的地质是岩石分布，大坝的坝块是靠重力坐落到河底的岩层上。这就是专业中所说的重力坝。那么，所谓地基打桩保稳固的说法就是在信口开河。 2| 在建筑学角度，大坝最突出的设计就是拼接式结构。也就是坝体并非做成一个整体，而是由许多坝块单元衔接而成。这除了从材料力学的方面考虑，更主要的是降低剪切力对坝体的损坏。这些剪切力来自于地震，以及坝体下面地质结构的差异。可以说，块状结构本身就是考虑到坝体形变的。合理的形变反而是设计的效果体现，这是剪切力被形变释放的结果。但是过度的形变说明坝体下面的地质结构一致性很差，各种物理作用力的结果使得坝块之间的受力很不均匀，这才会造成大坝整体的明显变形。而这种导致大坝变形的不均匀作用力，是大坝存在的隐患风险之一。对于溃坝的风险而言，局部地质状况的恶化将是一个主要因素。因为巨大的水压无法穿透坝体的时候，它对坝块下面的地质结构就会产生巨大的压力。最危险的就是坝块与坝基之间的流体穿透。当坝块下面的地质产生断裂，水滴石穿的结果将导致坝体下面出现蜂窝化，最终无法承受坝块的重量而使坝块彻底塌陷或翻滚。有常识的人都知道，瀑布的边缘是会因水流的长期冲刷不断退缩的。而且，在瀑布的下面，水流会将坚硬的岩石上冲出一个深深的窝穴。当有人接近这个区域时，强大的压力就会将人压到窝穴底部而无法脱身。水流强劲的，几个人都无法把下面的人拉出来。这就是普通水流的力量，更何况百米高的水压对地质的影响？ 3| 在材料力学角度，除了几种简单的物理力量，影响材料寿命的因素更包括了材料的疲劳期限，以及动态环境压力所导致的材料强度降解和微结构解体。对于大坝而言，就是长期的高压流体对坝体的侵蚀和渗透，很有可能导致材料在微观层次的结合力崩解。当液体在大坝内靠高压渗透时，除了降低材料分子之间的结合力，还会随着温度变化产生收缩或膨胀力，使建材微观结构产生崩裂。而当围观的崩坏向宏观演变，大坝就会从内部解构并最终导致外部可见的裂痕。现实中，三峡大坝已经被发现有外部的破裂。这就是内部产生材料崩裂的征兆。俗话说：千里之堤溃于蚁穴，坝体内部的碎裂在高压流体的长期作用下，将会把局部裂缝推进至整个坝块，从而极大地降低了大坝的抗压能力。这也是为什么在汛期三峡大坝已经不敢多蓄水的一个原因。然而悲惨的是，这种内部的损坏在目前科技水平下，是无法全面地检测出来的。所有的征兆，只能从外部的变化来推论。比如内部隧道的漏水、坝体外部的破裂。不幸的是，这些现象都已经在三峡大坝出现了！这不是靠所谓的用料应该好、政府不会不重视、施工不会不认真来口头上保险的。 4| 从动态系统角度，大坝受力的数学模型建立就不是积分形式的叠加概念；而是微分形式的冲击概念。打个比方：几节电池的直流电压也就十几伏，这对人体没有直接的伤害。可当把这个直流能量转换成交流的高压状态，这点电池的能量就可以把一个人击瘫甚至心脏停跳。对于大坝，同样要应用动态系统分析才能符合真实的自然作用状况。如果把水库的静态势能看作是直流电压，那么在激荡型的外力作用下，水的压力就会被调制在更大的能量之上。这种更大的能量可能是动态的洪水或地震，还有可能是瞬时的大风。当巨大的库容水能量进入到激荡状态，其作用力就是一个跳变状态。前不久广泛流传的广州虎门大桥波浪式抖动的视频，表现的就是当空气激荡时产生的作用力是如何巨大。一个高强度的钢结构大桥居然会像面片一样波动起伏。 一个动态系统的作用力，其微分态的作用力往往是积分态的千万倍。就像十几伏的直流电可以变成几千甚至上万伏的交流电一样。如果你曾留意的话，当电炉关掉电源的时候，原本烧开的水就会突然更加沸腾起来。这就是电能的微分效应在电热圈上的作用结果，而那个时候，电源是已经切断了的。考虑到大坝在动态模式下，水的瞬时作用力就有可能高出静态的许多倍；而当大坝的结构再有瑕疵，水的激波效应就会彻底破坏坝块的材料结构，或大坝下面的地质结构。一旦某一个坝块出现损坏，整体上就会形成溃坝的局面。不是说三峡大坝肯定马上就垮；而是从多种迹象来分析，三峡水库溃坝的风险在明显提高，已经到了岌岌可危的地步。因此，正常的蓄水防洪功能已经彻底废掉，随之而来的是对上下游的进一步环境破坏和不断的水害。整个工程从水利的初衷，变成了水害的祸根。 所以，对大坝的分析如果没有到达动态系统的层次，可以肯定地说，那种分析必定是一种无知的荒唐。自己家里弄得房倒屋塌那是个人的事，在一个涉及亿万人性命的大话题上，仅以中学水平的知识来做分析，下结论，这种态度就实在让人难以容忍。而在如今的现实中，个体知识水平的低下，往往可以通过信息网络引起广大低素质群体的认知共鸣。而低素质群体的人数优势，就形成了人类社会发展的短板效应。这无疑是智力不平衡对社会发展所带来的威胁。 而且这种威胁正随着智力和知识水平差异的不断扩大，而变得越来越严重。
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