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乌克兰大坝被毁,影响不可忽视,解读原因

发布日期:2023-06-18    点击次数:116

当设计大坝的工程师为最糟糕的情况做规划时,破坏通常不在他们的风险评估之内。

马德里技术大学的拉斐尔·莫兰说,"通常我们在设计大坝时并不会考虑到战争或爆炸",他是一位专门从事大坝保护的土木工程教授。"这不是我们设计时的假设。"

本周早些时候,乌克兰的卡霍夫卡大坝被毁放了大量的水,这些水从流入下游的城镇和农田。

乌克兰大坝被毁,下游一片泽国,现状如何

这场灾难性的洪水让数十万乌克兰人无法正常获取饮用水。

莫兰描绘了下水的规模。"这个水库储存了18立方公里的水,""这相当于西班牙所有水库容量的三分之一。"

历史上的溃坝

这种灾难性的大坝溃坝很少见。但是当它们发生时,它们常常改变未来大坝的设计和风险评估的方式。

历史上的一些可比较的灾难包括:

• 19世纪末阿尔及利亚的布泽和哈布拉大坝的失败,让工程师们认识到"提升压力"的影响,这是由大坝底部水的重量引起的垂直力。

• 1959年法国的马尔帕塞特大坝溃坝,导致400多人死亡。在那个案例中,之后的分析揭示了一个此前未知的地质弱点,它位于混凝土基础之下,并被大坝的重量移位。现在,工程师和地质学家必须在建设之前设计并检查这样的问题。

• 1963年意大利瓦容特大坝的灾难,当时一个山体滑坡落入水库,引发了海啸。莫兰说,这引导工程师们在他们的评估中包含了水库上方坡面稳定性的风险。"在这之前,质量滑动并不被认为是一个问题。"

• 1976年美国爱达荷州的泰顿大坝的失效,导致11人死亡,造成了大约4亿美元的损失。调查揭示了设计缺陷和在基础施工中忽视了本地地质,从而导致了内部侵蚀和裂缝。

现在完成的许多大坝风险评估都侧重于为灾难性较小的事件做准备。尽管如此,大坝溃坝却令人惊讶地常见。在美国,那里有超过90,000个大坝,从19世纪中叶以来平均每年有10次失败,尽管只有3.8%的失败导致了一个或多个人的死亡。

对于现今的大坝工程师来说,一个特别棘手的问题是气候变化。对于老旧的大坝来说,"溢出顶部"的威胁越来越成为一个失败的风险,这些大坝在设计时最大的洪水水位较低。“溢洪道没有足够的容量,”莫兰说。

他解释说,调整溢洪道以应对这些额外的水可能很昂贵,但是有一些简单但创新的解决方案,比如在大坝的干燥下坡处放置混凝土板,形成一种收集溢出水并将其重定向的槽。

现在无法确定乌克兰的灾难将如何影响未来的大坝设计。

莫兰了解到美国军方已经进行了测试,看看美国的大坝对爆破破坏有多大的脆弱性,但他们并没有公开测试结果。

然而,他指出,对于许多由混凝土或土建造的大坝,像乌克兰那样的破坏并不那么直接。你需要一个巨大的爆炸来对像胡佛大坝这样的结构造成损害,因为它非常坚固和宽大。

让卡霍夫卡大坝变得脆弱的是,水流通过金属闸门控制,这些闸门可以相对容易地用矿用炸药破坏。

这种相对容易的破坏使卡霍夫卡大坝成为几十年来欧洲最大规模的大坝溃坝。

其后果可能会持续数月,不仅仅是直接的损害。几十年来,卡霍夫卡水库的水一直在帮助灌溉该地区的农田,这些农田在炎热的夏季是干旱的。"这对乌克兰的农业部门将有影响,"莫兰说。"这是非常重要的,因为他们正在养活世界。"



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