防范未來(lái)災(zāi)害

我的家鄉(xiāng)在福建，每年都有臺(tái)風(fēng)經(jīng)過(guò)，我也因此對(duì)研究自然災(zāi)害產(chǎn)生了興趣?？佳袝r(shí)，災(zāi)害學(xué)這個(gè)專業(yè)引起了我的注意。

災(zāi)害學(xué)涉及的學(xué)科較廣，其中一門(mén)“未來(lái)災(zāi)害學(xué)”又顯得與眾不同。相比于傳統(tǒng)的自然災(zāi)害學(xué)，未來(lái)災(zāi)害學(xué)并不研究災(zāi)害本身，而更注重災(zāi)害發(fā)生的趨向性及相關(guān)災(zāi)難的規(guī)避及防范。如研究自然界中太陽(yáng)黑子運(yùn)動(dòng)引發(fā)的干旱，月球運(yùn)轉(zhuǎn)變化引發(fā)潮汐異常等等，或者研究人類工程如礦井工程引發(fā)的地震、石油運(yùn)輸引發(fā)的石油泄漏和污染等。

我的導(dǎo)師徐教授是一位從事多年長(zhǎng)江流域水利工程未來(lái)災(zāi)害的研究者。為了研究人類的工程可能會(huì)對(duì)未來(lái)環(huán)境造成的災(zāi)害，我們?cè)谛旖淌诘膸ьI(lǐng)下，組成了一個(gè)研究小組，對(duì)長(zhǎng)江水域的水利工程進(jìn)行了一次考察。

長(zhǎng)江是世界上泥沙量最大的河流之一，每年都會(huì)帶走5到10億噸的泥沙，盡管水庫(kù)的泥沙流速難以預(yù)測(cè)，但早已有專家預(yù)測(cè)河流攜帶的泥沙會(huì)被大量截住。來(lái)到三峽，我們進(jìn)行了推移質(zhì)輸沙率的測(cè)驗(yàn)，目的是研究泥沙到底會(huì)被攔河壩截住多少。我們將推移質(zhì)采樣器放置在河床上進(jìn)行樣品采集，通過(guò)多次采集后再將樣品進(jìn)行測(cè)試和計(jì)算。實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)顯示，長(zhǎng)江三峽的圍堰工程使河床推移質(zhì)輸沙率減少了40%左后。由于圍堰工程的周圍也存在大量泥沙堆積的現(xiàn)象，因此我們大膽推測(cè)，水庫(kù)中的泥沙沉積，使下游的輸送量減少了40%以上。

大量的泥沙減少除了會(huì)使土地資源嚴(yán)重喪失之外，對(duì)于處于入?？诘囊恍┏鞘校缟虾?，還很有可能造成地面下沉的現(xiàn)象。另外我們還觀察到，未經(jīng)處理的污水和化肥殘留物被不斷排入大壩水庫(kù)，導(dǎo)致巨型水藻生長(zhǎng)泛濫，并威脅到下游的水供應(yīng)。大壩蓄水以及雨季的水位調(diào)整引發(fā)的山體滑坡，也嚴(yán)重?fù)p害了廟河村等地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。導(dǎo)師告訴我們，三峽工程對(duì)于發(fā)電、防洪、航運(yùn)等方面都很有意義，但帶來(lái)的其他風(fēng)險(xiǎn)也不可小覷，如何科學(xué)地預(yù)測(cè)和規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)，就是我們需要下大力氣研究的方向。

回校后，我又開(kāi)始了進(jìn)一步研究。很快發(fā)現(xiàn)，人類的工程建設(shè)確實(shí)會(huì)影響到各種環(huán)境因子間的平衡狀態(tài)，引發(fā)一些意想不到的自然災(zāi)害。比如，1979年埃及在尼羅河上建起的阿斯旺大壩，雖然它給當(dāng)?shù)厝嗣駧?lái)了廉價(jià)的清潔能源，但是由于缺乏科學(xué)的防范措施，數(shù)十年后尼羅河三角洲開(kāi)始退化，滋生了血吸蟲(chóng)病等嚴(yán)重的傳染病，埃及人引以為豪的沙丁魚(yú)市場(chǎng)逐漸消失，土地也發(fā)生了鹽堿化?？磥?lái)，只有事先通過(guò)科學(xué)的災(zāi)害防范工作減少工程帶來(lái)的弊端，才能最大程度地使人們受之福而不患其災(zāi)。

接著，我從人類土木工程災(zāi)害產(chǎn)生的機(jī)理，如選址、設(shè)計(jì)、施工、使用和維護(hù)中對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生的影響出發(fā)，對(duì)三峽工程中的各項(xiàng)因素開(kāi)始了進(jìn)一步研究，并建立了模型來(lái)模擬長(zhǎng)江推移質(zhì)輸沙率減少后，對(duì)于下游城市的影響機(jī)理，以此論證我的一些猜想。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，我又開(kāi)始尋找一些切實(shí)有效的防范方法，比如研究如何在工程啟動(dòng)前用電腦程序模擬來(lái)推斷工程在后期可能帶來(lái)的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，并綜合考慮多種因素，對(duì)工程建設(shè)提出改進(jìn)措施或生態(tài)警告。在一步步的深入研究中，我對(duì)這門(mén)學(xué)科也有了更深刻的體悟。

三峽工程對(duì)于發(fā)電、防洪、航運(yùn)等方面都很有意義，但帶來(lái)的其他風(fēng)險(xiǎn)也不可小覷，如何科學(xué)地預(yù)測(cè)和規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)，就是我們需要下大力氣研究的方向。