利比亞東北部兩座水壩潰決後,數千人死亡,數千人失蹤,數萬人流離失所在德爾納市及周邊城鎮。德爾納河谷的水壩在“丹尼爾”風暴(一場地中海氣旋)中坍塌,這場風暴在本週的 24 小時內,在北非國家的部分地區降下了高達 16 英寸的雨量。這場破紀錄的暴風雨也淹沒了希臘、保加利亞和土耳其,在這些國家地區造成了毀滅性的洪水,之後才在利比亞登陸。
德爾納是一個約有 10 萬人口的城市,這場災難的規模是巨大的。然而,其根本原因並非獨有。這場災難發生在內戰造成的社會政治動盪、歷史性風暴(可能因氣候變化而加劇)和被忽視的基礎設施的交匯處:被毀壞的水壩最初建於 20 世紀 70 年代,據報道自 2002 年以來就未曾維護過。類似的情況在世界許多其他地方也重演。在德爾納水壩潰決之後,專家們呼籲重新關注國際上水壩老化、失修的問題。
聯合國大學水、環境與健康研究所的土木工程師和風險評估研究員杜明達·佩雷拉說,世界上大多數大型水壩建於二戰後的幾十年間,大約在 1950 年至 1985 年之間。這些水壩是重要的基礎設施,為許多人提供可靠的飲用水、農業灌溉、防洪和電力。然而,水壩——像所有人造結構一樣——壽命有限,會隨著時間的推移而退化,需要維護。佩雷拉說,在較低的範圍內,“50 年是合理的安全年齡限制”;德爾納水壩正迅速接近這個年齡。佩雷拉與人合著的 2021 年聯合國報告評估了全球 5 萬多座大型水壩。他和他的合作研究人員發現,許多國家的水壩平均年齡都超過 50 歲,並且面臨越來越高的失效風險。這包括美國,美國是世界上大型水壩數量第二多的國家,僅次於中國,美國大型水壩的平均年齡為 65 歲。
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美國土木工程師學會定期釋出美國基礎設施的“成績單”。在最新的 2021 年評估中,美國的水壩被評為 D 級。科羅拉多州的土木工程師和水壩成績單的主要作者德爾·夏農說,部分原因是,在建造這些水壩時,工程標準和我們對水文學的理解遠沒有現在完善。另一個促成因素是這些水壩近幾十年來累積的、日益嚴重的、未解決的結構問題。
水是強大的。退休的水壩安全工程師馬克·貝克說,即使是混凝土水壩,例如非常著名的胡佛大壩,隨著時間的推移,也容易受到水的力量的破壞。貝克曾在國家公園管理局和墾務局從事水壩安全工作超過 30 年。侵蝕會影響混凝土結構下方和周圍的土壤。通常,這些水壩需要加固或新的地基錨才能保持穩定。貝克解釋說,混凝土本身也會因暴露在自然環境中而變弱,發生微妙的化學反應,從而破壞其穩定性。
夏農說,土壩——用壓實的粘土、土壤和石頭等材料建造——比混凝土水壩更常見,因為它們更便宜。但它們也更容易隨著時間的推移而退化。土壩會發生內部侵蝕,因為水會侵蝕結構中心並將支撐材料向下遊推。如果不進行修復,就會導致滲漏,滲漏會發展成裂縫並最終坍塌。
此外,如果出水口沒有保持適當的清潔,沒有碎屑和植被,或者如果水壩及其溢洪道不夠大,無法管理水庫中的水量,土壩就有被漫頂的風險。當水從水壩邊緣溢位時,就會發生這種情況,從而引發結構前側的快速侵蝕。夏農說,在不到一個小時的時間內,從這種水壩正面傾瀉而下的水就會導致坍塌。他補充說,這很可能是德爾納的粘土和岩石水壩倒塌的機制——但他強調,在沒有更多資訊和徹底調查的情況下,目前還無法確定。
佩雷拉和夏農說,定期維護、加固和改造可以將水壩的安全執行時間延長到 100 年以上,並使結構達到當前標準。但許多水壩沒有得到例行維修,也沒有“優雅地老化”。州水壩安全官員協會 2023 年的一份報告顯示,僅對美國大多數水壩進行建議的維修就需要花費估計 1575 億美元。還有世界其他地區,關於必要的水壩修復和估計成本的資料通常很少或難以獲得。然而,即使政府或私營公司知道水壩維修是必要的,他們也可能缺乏政治意願和適當的資金來採取行動。
佩雷拉 2021 年的聯合國報告指出,有幾座水壩是危險的。其中一個例子是印度喀拉拉邦的穆拉佩里亞爾大壩。該建築結構已有 125 年以上的歷史,有明顯的損壞跡象,它位於政治關係緊張的邦界,並且位於地震頻發地區。如果水壩發生潰決,估計將有 350 萬人受到影響。但加固該結構所需的必要修復尚未完成。
在利比亞,工程師們也意識到了德爾納水壩的脆弱性。去年釋出的一項關於 Wadi Derna Basin 的水文研究警告說,“很明顯,研究區域面臨洪水風險。” 該研究作者進一步寫道(從阿拉伯語翻譯)“必須立即採取措施對現有水壩進行定期維護,因為一旦發生特大洪水,後果將對山谷和城市的居民造成災難性影響。” 如果這個警告得到重視,數千人的生命本可以被挽救。
但現在挽救其他地方和人民免遭類似災難還為時不晚。“我們應該積極主動,而不是被動應對,”佩雷拉說。他補充說,投資水壩、建立早期預警系統和加強應急計劃是關鍵。“這需要全球共同努力,”佩雷拉說。
