“三峽大壩變形”謠言為何站不住腳？“彈性變形”又是什么？

（原標(biāo)題：“三峽大壩變形”謠言為何站不住腳？“彈性變形”又是什么？）

澎湃新聞特約撰稿 張博庭

【寫在前面】近日，一則“三峽大壩已變形，決堤在即”的言論流傳于社交網(wǎng)絡(luò)。在三峽集團給出詳實監(jiān)測數(shù)據(jù)、中國航天科技集團以高分六號衛(wèi)星圖像予以數(shù)次辟謠后，上述言論仍在發(fā)酵。與“三峽大壩變形”圖組合出現(xiàn)的，還有一張宜昌交旅集團文化產(chǎn)業(yè)有限公司7月5日發(fā)布的“三峽大瀑布景區(qū)暫停接待游客的通知”。“三峽大壩變形決堤”論的傳播者試圖誘導(dǎo)輿論認(rèn)為，正是“變形、潰壩”造成了景區(qū)“封壩”。

但不難發(fā)現(xiàn)，上述謠言從很多角度來看都站不住腳。澎湃新聞邀請中國水力發(fā)電工程學(xué)會副秘書長張博庭為此撰文，剖析了“三峽大壩變形”謠言中的偽科學(xué)，同時解釋了何為“壩體變形處于彈性狀態(tài)”。

在壓力作用下絕對不產(chǎn)生任何變形的工程結(jié)構(gòu)，幾乎不存在。材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來狀態(tài)的性質(zhì)稱為彈性。超高層建筑在大風(fēng)中的“搖擺”就是基于同樣的道理。根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變?nèi)A段，未裂階段為彈性變形、裂縫階段混凝土呈塑性變形分布、破壞階段塑性變形極限。若果真出現(xiàn)如傳聞般嚴(yán)重的變形，壩體馬上就會出現(xiàn)嚴(yán)重漏水。這顯然與事實并不相符。

2019年7月5日的三峽大壩 三峽集團微信公號“三峽小微” 圖

以下為張博庭《關(guān)于三峽大壩產(chǎn)生變形的探討和說明》全文：

最近，一條三峽大壩“發(fā)生變形并可能潰壩”的消息，在一些微信群里被傳播，同時附帶疑似谷歌衛(wèi)星圖的三峽大壩圖片壩體出現(xiàn)扭曲。于是，網(wǎng)絡(luò)上有關(guān)“三峽大壩即將垮塌，下游幾百萬人危在旦夕”的傳言不脛而走。特別是還有一位“旅居德國”、自稱“水利專家”的王維洛，透露說“三峽大壩是走動的，這種設(shè)計決定了三峽大壩的脆弱性”。他稱“三峽大壩的塊體與基礎(chǔ)并非一體，大壩的混凝土壩塊是擺在巖石上的，所以受到水壓力和溫度的影響，他會發(fā)生不同的變形和位移，也就是說大壩在走。”

一時間讓人感覺到，似乎中國的水利專家們都不敢說出真相。聽到這種傳言，作為水利水電的專業(yè)人士，確實感到很無奈。你說咱們相信這個傳言吧，它確實也太離譜了。你說你不信吧，可它還真是“有圖，有真相”。

網(wǎng)傳的三峽大壩扭曲變形衛(wèi)星影像

記得幾年前，某些國外的反華勢力曾經(jīng)威脅說“一旦爆發(fā)與中國的戰(zhàn)爭，首先要用原子彈轟擊三峽大壩，可以讓下游的幾千萬人生靈涂炭。”后來曾有水利水電專家站出來解釋說，在三峽大壩的設(shè)計論證過程中，曾經(jīng)考慮過核武器的威脅，并且做過多種模擬試驗。最后三峽選定的“混凝土重力壩”是能夠抵御住常規(guī)核武器攻擊的。即使壩體在命中幾百萬噸當(dāng)量的核武攻擊后，大壩也就是炸開一個幾十米的大口子，其作用相當(dāng)于打開了幾個關(guān)不上口的閘門，不會造成潰壩，也不會對下游造成太大的洪水威脅。今天看來，讓照片變形的威力，居然可以大過原子彈。威脅使用原子彈所能引起的恐慌，居然不如讓照片變形的謠言。

據(jù)了解，其實從谷歌地圖上看到的衛(wèi)星圖片，是通過拍攝的多張圖片，結(jié)合地理坐標(biāo)等信息，經(jīng)過拼接修正后再生成的。已經(jīng)有遙感專家猜測“可能是國外公司不掌握中國的重要地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，因此修正后的圖片就會不準(zhǔn)確，視覺效果上可能發(fā)生變形。”當(dāng)然，我們也不能完全排除，是不是有人故意在照片拼接時做些了手腳。

其實，中國的三峽只是世界上最大的水電站（水電裝機容量世界第一），但三峽的水庫和大壩，在世界上都不是最大的。三峽水庫的蓄水量，在世界上只能排在第20多位。世界上庫容最大的烏干達歐文水庫，庫容要比三峽大上幾十倍。三峽大壩的壩高，在世界上也要排到幾十位之后。

這些比三峽大幾十倍的水庫、大壩，大都已經(jīng)建成幾十年、上百年了，但從未聽說過它們什么水庫“壓偏了地軸”或者大壩“出現(xiàn)了變形”等等怪事。為什么我們比它們小得多（建成也要晚很多年）的三峽，卻總是屢屢出現(xiàn)“奇跡”？

大家都知道三峽是世界上最大的水電站，但可能不太了解三峽的水庫和大壩，在世界上根本還排不上號。為什么“水庫再大”、”水壩再高“，只要建在國外都是安全的，但只要建在中國，就一定要出大問題？造謠者的邏輯矛盾昭然若揭。

謠言經(jīng)不起推敲。為什么世界上建有的幾十萬座水庫大壩，從來沒有一個出現(xiàn)過“嚴(yán)重變形”，而偏偏中國的三峽出了這種問題？原因恐怕只有一個，有人（有意或者無意地）在照片上做了手腳。因為，根據(jù)常識，大壩的建筑材料都是脆性的。一旦在水壓力下，出現(xiàn)（謠言中）如此嚴(yán)重的變形，馬上就會出現(xiàn)嚴(yán)重的漏水、甚至垮塌。也就是說，只變形、不漏水的“大壩”在現(xiàn)實中不可能存在。

其實，早在21世紀(jì)初期三峽水庫175米蓄水年前，這位旅居德國自稱“水利專家”的王維洛，就曾在網(wǎng)絡(luò)上大肆散布說“中國的三峽大壩，出現(xiàn)了嚴(yán)重的設(shè)計錯誤。三峽水庫的水利坡度不應(yīng)該是2米，而是42米。因此，最終的三峽大壩不可能實現(xiàn)蓄水到175米的目標(biāo)。除非把三峽的移民增加到250萬。”

對于這個謠言，當(dāng)時我們很多水利專家（包括我國最水利界著名的潘家錚院士）都進行過解釋和說明，但始終都沒有辦法澄清（當(dāng)時的貓眼論壇每天都有關(guān)于三峽蓄水的爭論）。直到2010年三峽水庫成功蓄水到175米，實測的水利坡度只有1米多，上述謠言才被事實揭穿。王維洛此后銷聲匿跡了一段時間，也不再敢自稱“水利專家”了。想不到十幾年之后，這個當(dāng)年的騙子，又打著“水利專家”的旗號出來騙人了。

關(guān)于三峽大壩的彈性變形情況，三峽集團微信號（“三峽小微”）發(fā)布的《三峽樞紐工程質(zhì)量檢查專家組談三峽大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)和壩體變形現(xiàn)狀》文章已經(jīng)介紹得很清楚了。

文章說“三峽大壩2006年全線擋水、2010年至2018年連續(xù)9年蓄水至175m水位運行，運行以來的監(jiān)測資料表明：各建筑物工作性態(tài)正常，工程運行安全可靠。大壩變形方面，截至2019年4月，壩基累計垂直位移在1.45mm～26.69mm之間，壩體沉降趨于穩(wěn)定，蓄水前后沒有明顯增加；壩基上下游方向水平位移在-0.24mm～4.63mm之間，蓄水前后壩基位移變化多在1.0mm以內(nèi)；壩頂上下游方向水平位移在-1.82mm～28.70mm之間，主要受水位和溫度影響呈周期性變化，一般每年冬季向下游位移，夏季向上游位移；垂直位移和水平位移分布與壩高相關(guān)，表現(xiàn)為河床中間大，兩岸逐漸減小，符合重力壩變形規(guī)律，壩體變形處于彈性狀態(tài)，各項指標(biāo)均在設(shè)計允許范圍內(nèi)。”

這些觀測數(shù)據(jù)比較專業(yè)，可能需要簡單解釋一下。

首先需要說明的是，在壓力荷載作用下，任何建筑結(jié)構(gòu)都必然發(fā)生一定的彈性變形。例如，我們常見的高樓大廈，因為它只有下面的基礎(chǔ)是相對固定的，所以，在風(fēng)力作用下，常常會發(fā)生一定的結(jié)構(gòu)變形（位移晃動）。水壩的結(jié)構(gòu)與高樓大廈有所不同，它下面的基礎(chǔ)和左右兩岸壩肩三面都是相對固定的。所以，盡管水庫的水壓力要比自然界中的風(fēng)壓力大得多，大壩的結(jié)構(gòu)變形要比高樓大廈小得多（通常要小幾個數(shù)量級）。在壓力作用下絕對不產(chǎn)生任何變形的工程結(jié)構(gòu)，幾乎是不存在的。

觀測數(shù)據(jù)中的“壩頂上下游方向水平位移在-1.82mm～28.70mm之間”就相當(dāng)于高樓大廈在風(fēng)壓力的作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形。一般來說，一座185米高的大樓，在風(fēng)壓力的作用下產(chǎn)生幾十厘米的彈性位移，是非常正常的現(xiàn)象。而一座185米高，2000多米長的大壩，在巨大的水壓力作用下，所產(chǎn)生的最大彈性位移，最多也沒超過28.7毫米。這說明，三峽大壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常高。即使在巨大的水壓力作用下，大壩的結(jié)構(gòu)變形也非常小。

此外，與近似鋼架結(jié)構(gòu)的高樓大廈不同，水壩的大體積混凝土塊體在巨大壓力下，除了要產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形之外，還會產(chǎn)生一定的材料變形。所觀測的數(shù)據(jù)“壩基上下游方向水平位移在-0.24mm～4.63mm之間”主要是來自大壩的混凝土材料變形。超過百米的大體積混凝土，在巨大的水壓力下，最大的材料變形地方都沒有超過5毫米，這說明澆筑大壩混凝土的質(zhì)量，還是非常好的。

數(shù)據(jù)中的“截至2019年4月，壩基累計垂直位移在1.45mm～26.69mm之間，壩體沉降趨于穩(wěn)定，蓄水前后沒有明顯增加”主要反映的是大壩的垂直沉降。這里的數(shù)值大小，主要取決于大壩基礎(chǔ)的具體情況。在沉降方面，最重要的表述是“壩體沉降趨于穩(wěn)定，蓄水前后沒有明顯增加”。

泄洪中的三峽大壩

總之，三峽集團微信所公布這些數(shù)據(jù)，對于專業(yè)人士來說，很快都會發(fā)現(xiàn)三峽大壩的建設(shè)質(zhì)量之高。但對于一些沒有什么工程概念、不知道任何建筑結(jié)構(gòu)在壓力荷載作用下都會產(chǎn)生一定位移和變形的人士來說，也難免會產(chǎn)生“鬧了半天，三峽大壩還真產(chǎn)生了變形”的誤解。所以，非常有必要再作出以上解釋。