震后十年，回看5·12地震堰塞湖

范曉

5·12大地震后，地震堰塞湖的形成及其排險除危是萬眾矚目的典型事件。當(dāng)時高懸其上的堰塞湖給地震災(zāi)區(qū)群眾造成了嚴(yán)重的威脅。面對災(zāi)難，為了保障人民群眾的生命和財產(chǎn)安全，盡力減小災(zāi)難造成的損失，黨和政府高度重視，英明決策，集全國之力，攻堅排難。而當(dāng)時對地震堰塞湖的認(rèn)識和處置，既給人們留下了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)財富，也給后來地震災(zāi)區(qū)的恢復(fù)重建與持續(xù)發(fā)展提出了長遠(yuǎn)課題。在汶川地震10周年之際，讓我們以著名的唐家山堰塞湖為例，再一次認(rèn)識地震堰塞湖，體味其自然之力，探索其治理之道。

“堰塞湖”，汶川地震后普及程度最高的科學(xué)名詞之一

10年前的5·12汶川大地震，發(fā)生在橫斷山脈東緣的龍門山高山峽谷區(qū)，在此環(huán)境下極易引發(fā)大量的崩塌、滑坡，并堵塞山區(qū)的河流，從而形成堰塞湖。當(dāng)時得到媒體充分報道的北川唐家山堰塞湖，舉國關(guān)注，并使“堰塞湖”成為地震后普及程度最高的科學(xué)名詞之一。

汶川地震后，有關(guān)部門通過衛(wèi)星和航空遙感圖像解譯以及現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)至少形成了257處大大小小的地震堰塞湖。當(dāng)時，國土資源部通過媒體公布了具有高危險情的堰塞湖36處，其中，位于北川縣城上游約6千米的湔江上的唐家山堰塞湖，因?yàn)橐?guī)模最大，對下游的威脅也最大，成為了排險除危的頭號目標(biāo)。

地震山崩堵江形成堰塞湖和人工筑壩修建水庫，從效果上看，雖然都是改變原來的河流地貌，變河為湖，但和人工筑壩截流相比，堰塞湖還是有諸多不同。

首先，地震堰塞湖的形成，用不著像人工筑壩那樣，耗費(fèi)許多時日，自然之力在彈指之間，就會移動巨量的土石，截斷江河。以唐家山堰塞湖為例，其壩體的堆積方量高達(dá)2037萬立方米，而災(zāi)區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的紫坪鋪水庫主體工程的土石方填筑量和混凝土澆筑量，總共也才1580萬立方米，且工程耗時5年方告竣工，而地震堰塞湖天然堤壩的形成只需要短短幾分鐘。四川地震災(zāi)區(qū)的堰塞湖絕大部分都是在8.0級主震發(fā)生的很短時間內(nèi)，完成崩塌滑坡堵江的。

其次，堰塞湖的壩體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不如人工大壩那樣堅實(shí)，自然崩滑堆積的土石較為疏松，湖水可透過壩體向下滲漏，并帶出構(gòu)成壩體的泥砂物質(zhì)，從而破壞壩體的穩(wěn)定。

再次，人工水庫的蓄水量和下泄流量，可通過大壩的閘門進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，而堰塞湖形成后，它的變化全憑自然之力，當(dāng)水位升高漫過壩頂時，它會憑借壩體上下的水位落差，形成跌水，猛烈沖刷壩體，導(dǎo)致潰決，為湖水排泄打開一條天然通道，并使?jié)Q口維持在一個相對穩(wěn)定的高度。潰決洪峰過后，湖水的排泄回復(fù)到較為平穩(wěn)的過流湖泊的自然流態(tài)。

湖水漫壩、潰決成洪的危險就像高懸的達(dá)摩克利斯劍

正因?yàn)榈卣鹧呷谛纬珊?，必然要?jīng)歷湖水漫壩、潰決成洪的過程，這種危險就像高懸在人們頭上的達(dá)摩克利斯劍，所以成為震后次生災(zāi)害關(guān)注的焦點(diǎn)。唐家山堰塞湖所在的湔江往下稱通口河，它在江油青蓮鎮(zhèn)附近匯入涪江。涪江沿岸有綿陽、三臺和射洪等重要城鎮(zhèn)以及寶成鐵路、成綿高速等交通干線，為預(yù)防潰壩洪災(zāi)，下游組織了大規(guī)模的疏散撤離。

5·12地震后，黨和政府組織有關(guān)方面投入了大量人力物力對堰塞湖進(jìn)行排險除危。根據(jù)實(shí)際情況，主要就是采用爆破或人工開挖的方式，降低壩體高度或拓寬泄水口，在湖水漫壩前盡量減小庫容，以期降低潰壩泄洪時的水頭高度，減小洪水對下游的影響。而一旦湖水潰壩下泄，這時壩體的潰決程度就非人力所控。全潰？半潰？幾分之一潰？這取決于壩體結(jié)構(gòu)、水位落差、河床形態(tài)等諸多自然因素。

人工大壩頂面是平的，高度一致，而堰塞湖的大壩因?yàn)槭亲匀槐浪逊e，表面起伏嵯峨，湖水漫壩也必定會從最低的凹口處開始下泄，而這個天然凹口，也是人工開挖降低壩高的最佳位置。

抗震救災(zāi)指揮部組織專家充分討論、研究，最后唐家山堰塞湖排險也正是選擇了壩體頂部的最低凹口進(jìn)行導(dǎo)流渠施工。開挖前，壩頂凹口的最低海拔高度為752米，水位到達(dá)此處時的最大庫容約3億立方米。排險施工從5月26日開始，由海拔752米的高程下挖，當(dāng)時湖水水位已達(dá)724米左右，并且以平均每天約2米左右的幅度上漲，這樣留給人們的施工時間只有10天左右，時間非常緊迫。所幸的是，原計劃10天的工程，在5月31日提前完成， 結(jié)果僅僅用了5天時間，就挖出了一條長近500米、寬約50米、深約12米的泄洪槽。開挖的土石方約13.6萬立方米，這相對于巨大的堰塞壩，好比九牛一毛。但已經(jīng)把壩頂凹口的高度有效地降至740米，相當(dāng)于減少了唐家山堰塞湖庫容約5000萬立方米，約占總庫容的六分之一。

唐家山堰塞湖驚心動魄的泄流過程

對唐家山堰塞湖泄流這一驚心動魄的事件，不妨作一次回顧。

據(jù)水利部公布的數(shù)據(jù)，2008年6月7日7時08分，水位達(dá)到海拔740.37米，湖水開始順泄流槽下泄，此時的流量不足每秒16立方米。讀者也許會注意到，此時堰塞湖水位竟然高于壩體凹口的高度。這是因?yàn)樯嫌蝸硭窟h(yuǎn)大于下泄流量，泄水不暢導(dǎo)致水位超過泄水口的壩高而形成壅水。換句話說，湖水水位已形成高出泄水口并向下游傾斜的一個坡面，而這將給堰塞壩帶來越來越大的壓力和沖擊力。

2008年6月10日1時30分，水位達(dá)到海拔743.10米的峰值，高出泄水口的壩高約3米，估計此時泄流量約為每秒200多立方米。在水頭壓力增加和逐漸加大的水流沖刷下，潰決開始發(fā)生。泄水口寬度在6月7日不足5米，在6月9日8時20分，也僅10米左右，而到6月10日15時，已擴(kuò)展到145米。泄流槽口的高度在6月10日11時，經(jīng)猛烈沖刷已降至730米左右，較最初溢流的高程下切了10米，此時的流量也達(dá)到最大值，為每秒6680立方米，而唐家山一帶湔江的多年平均洪峰流量也僅約每秒1600立方米。此時，下游北川至通口的水位暴漲三四十米。用唐家山堰塞湖應(yīng)急指揮部負(fù)責(zé)人的話來說，此時的水情是“勢如破竹，排江倒海，逐浪滔天”。洪水來得快也去得快，6月11日11時15分，流量已銳減至每秒56立方米，而此時堰塞湖的蓄水量也由高峰時的2.486億立方米降至0.8760億立方米，泄流量約為蓄水量的三分之二，壩體尚未達(dá)到半潰乃至全潰的程度，可以說唐家山堰塞湖的泄流出現(xiàn)了相對較好的結(jié)果。

人們對于地震堰塞湖泄流的期許，實(shí)際上是矛盾的：既希望盡量排空蓄水量，減少對下游的洪水隱患；又擔(dān)心泄流時潰壩過于猛烈，加劇下游的洪災(zāi)。唐家山堰塞湖泄流的頭兩天，過流量很小，于是使用了無后坐力炮轟擊泄流槽中阻礙河槽下切的巨石。而當(dāng)河槽快速下切與拓寬，形成潰決，達(dá)到約相當(dāng)于百年一遇的洶涌洪峰時，人們對控制泄流量又無能為力。面對大自然的天工偉力，人們能做的其實(shí)非常有限。

唐家山堰塞湖的壩體之所以沒有出現(xiàn)全潰或半潰的情況，主要有以下因素：堰塞壩體剛好處在曲流轉(zhuǎn)彎部位，滑坡體由凹岸下滑，泄流槽靠近凸岸一側(cè)，減小了水流沖擊力；形成堰塞壩的滑坡巖體整體性相對較好，沒有完全破碎成松散的土石，而且壩體沿河道長800余米，所以較穩(wěn)定。

泄流之后，唐家山堰塞湖的故事并沒有結(jié)束

唐家山堰塞湖泄流后，并不意味著風(fēng)險解除，堰塞壩大部分還在，堰塞湖仍有8000多萬方的庫容，如果遭受暴雨洪水、加上后續(xù)的崩塌滑坡，仍有潰壩的風(fēng)險。此外，唐家山堰塞湖形成時，回水倒淹約45千米，壩前水深達(dá)78米，沿岸的漩坪鄉(xiāng)沉入水底，禹里鎮(zhèn)也大半淹沒。唐家山堰塞湖泄流后，禹里鎮(zhèn)露出水面，作為地震重災(zāi)區(qū)得到恢復(fù)重建，但因堰塞湖泥沙淤積、河床漸高，洪漫水淹仍是威脅。

實(shí)際上，5·12地震以后，每逢雨季，唐家山堰塞湖都面臨險情的考驗(yàn)。尤以2010年、2013年兩次大暴雨引發(fā)的滑坡、泥石流及洪水災(zāi)害為甚，堰塞湖水位分別由平時的172米上漲至176米、178米，下泄洪峰超過每秒2000立方米，而且由于下游河床已被淤高，北川老縣城被淹沒的水位都達(dá)到甚至超過2008年6月唐家山堰塞湖泄流的水平。其中2013年洪水中，北川老縣城全部被淹，水最深超過7米。

雖然也有是否完全挖除唐家山堰塞壩以絕隱患的爭議，但從工程成本以及土石堆放等因素考慮，這并不具備現(xiàn)實(shí)可行性。采取的治理措施主要是，在禹里鎮(zhèn)修筑防洪堤壩；清理疏通堰塞湖的排泄水道；在堰塞壩左岸新開寬3.5米，高4米，長400多米的泄洪洞，提高堰塞湖的泄洪能力；整治疏浚下游的河道。

禹里鎮(zhèn)原名治城，處青片河、白草河與湔江交匯的北川腹心地帶，扼四川盆地西通岷江上游羌藏地區(qū)的要沖，故在此設(shè)立北川縣城已有一千多年的歷史，因傳說為大禹故里近年才更名為禹里。1952年，北川縣城才由治城遷至后來在5·12地震中遭到毀滅的曲山鎮(zhèn)。

曲山鎮(zhèn)，因湔江在此出山形成曲折彎繞的曲流峽谷和蛇形山嶺而得名。古代在曲峽旁的山坳口曾設(shè)曲山關(guān)，以此為界，分北川縣境為湔江上游的“關(guān)內(nèi)”和湔江下游的“關(guān)外”兩部分。

因唐家山堰塞湖的阻隔以及周圍的大量山體滑坡，使原來通過湔江河谷溝通北川關(guān)內(nèi)關(guān)外的公路中斷。關(guān)內(nèi)的禹里鎮(zhèn)、漩坪鄉(xiāng)以及湔江上游十幾萬居民出行，不得不繞道險峻難行的擂鼓至禹里的翻山公路，或通過湖上航船轉(zhuǎn)行。為破解堰塞湖帶來的交通困局，終于在2012年修通了由任家坪至禹里的穿山公路，這條全長僅16.7千米的任禹路，竟有總長9504米的7條隧道。由此可知筑路之艱辛，它使禹里至任家坪的行程由原來的兩個多小時縮短為約20分鐘。另外，橫跨唐家山堰塞湖的樓房坪特大橋也于2016年開建，建成后，將大大方便堰塞湖兩岸的往來通行。

5·12大地震的堰塞湖，地震遺跡新景觀

唐家山堰塞湖已被納入北川地震遺址景觀地的一部分，正在籌劃建立地震遺跡地質(zhì)公園。當(dāng)然，唐家山堰塞湖所在地，目前更重要的還是重建交通等基礎(chǔ)設(shè)施，治理環(huán)境，防治地質(zhì)災(zāi)害、安居樂業(yè)，在能夠安居、便行，并做好規(guī)劃的基礎(chǔ)上，才談得上進(jìn)一步的旅游開發(fā)。

除了唐家山堰塞湖之外，5·12地震形成的一些著名堰塞湖，現(xiàn)在通過治理，也已作為重要的地震遺跡景觀，納入了當(dāng)?shù)匾呀⒌牡刭|(zhì)公園范圍，得以保護(hù)與利用。例如，位于青川東河口地質(zhì)公園的紅石河堰塞湖，位于綿竹清平—漢旺地質(zhì)公園的綿遠(yuǎn)河小崗劍堰塞湖。

相對于火山熔巖、冰川堆積、鈣華沉積等其他類型的堰塞湖，地震堰塞湖周圍地質(zhì)災(zāi)害體的活動會持續(xù)一個相當(dāng)長的時期，因此地震堰塞湖的景觀開發(fā)，必然是伴隨環(huán)境治理和災(zāi)害防治的一個長期過程。和一般的湖泊景觀相比，地震堰塞湖更需要充分挖掘其科學(xué)內(nèi)涵與價值，來滿足人們對于地震及其引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象的認(rèn)識與求知。

歷史上，意大利維蘇威火山的突然爆發(fā)，掩埋了附近的龐培城。隨著考古的發(fā)掘，這座城市重新獲得了生命，并成了旅游者尋奇探秘的圣地。5·12大地震的山崩地裂，留下了包括地震堰塞湖在內(nèi)的許多觸目驚心的地震遺跡，隨著現(xiàn)代人對自身生存環(huán)境和自然災(zāi)害的強(qiáng)烈關(guān)注，它將重新給予我們自然與生命的深刻體驗(yàn)。

歷史上許多大地震形成的堰塞湖，已成了著名的景觀地

5·12大地震之后，包括唐家山堰塞湖在內(nèi)的一些大型堰塞湖都不同程度地得以保存，人們普遍期望通過旅游開發(fā)，來帶動該地的發(fā)展，因?yàn)檫@樣的案例對人們并不陌生。中國歷史上許多大地震留下的堰塞湖，現(xiàn)在已成了旅游觀光勝地。

據(jù)《國語》載：“幽王二年（公元前780年），西周三川皆震…是歲也，三川竭，岐山崩。”據(jù)研究，很可能是這場大地震誘發(fā)的山崩，堵塞了陜西翠華山的太乙河，形成了秦嶺唯一的高山湖泊——天池，以翠華山地震堰塞湖為主體景觀，人們已建立了陜西翠華山國家地質(zhì)公園。

1856年6月10日，四川黔江—湖北咸豐一帶發(fā)生6.25級地震。此次地震在黔江縣（今重慶市黔江區(qū)）境內(nèi)的阿蓬江右岸支流老窯溪引發(fā)了大規(guī)模的山體崩滑，使4500萬立方米的崩滑體向西推移約2千米，以近100米的落差崩落下滑，形成長1170米，高50至70米的天然大壩，阻塞河流，形成面積2.87平方千米，最大水深60余米的地震堰塞湖—小南海，現(xiàn)已建立了重慶小南海國家地質(zhì)公園。

1933年8月25日，四川茂縣疊溪發(fā)生的7.5級地震，因山崩堵江，由上往下，在岷江干流上形成銀瓶崖、大橋、疊溪三處巨大的天然堤壩，堵斷岷江。銀瓶崖以上形成了長約13千米、寬約2千米的大海子堰塞湖。大海子的水又先后越壩注入大橋、疊溪兩個堰塞湖，由于疊溪堰塞湖堤壩最高，又使湖水倒淹于大橋、大海子堰塞湖，使三湖連成一片。地震后第45天，疊溪堰塞湖突然崩潰，釀成巨大洪災(zāi)。目前銀瓶崖、大橋兩個堰塞湖仍殘留，分別被稱為大、小海子，成為大九寨旅游環(huán)線上的重要景觀。另外，疊溪大地震沿松平溝、魚兒寨溝、水磨溝等多條岷江支流，還形成了更多的串珠狀地震堰塞湖。依托這些堰塞湖群等地震遺跡，已建立了省級風(fēng)景名勝區(qū)。

疊溪地震堰塞湖大潰決后，至今七十年多來，先后在1936年8月21日、1986年6月15日、1992年6月28日，又發(fā)生過三次規(guī)模較小的潰決，給下游造成洪水危害。這幾次潰決的主要原因，都是因?yàn)橛昙旧嫌魏樗滦?，?dǎo)致堰塞湖堤壩泄水口快速下切和拓寬，使湖水瞬時大量潰出。唐家山堰塞湖近年來的情況有類似之處，因此大型地震堰塞湖能否安全度汛，仍然需要長期關(guān)注。

在金沙江北岸的四川雷波縣，有四川蓄水量最大的天然湖泊——馬湖，它也是因地震引發(fā)的巨大山體崩滑形成的堰塞湖，據(jù)估算山體崩滑的土石方量竟達(dá)3億立方米左右。不過，這一次罕見的地震地質(zhì)災(zāi)害事件的年代尚待進(jìn)一步考證。目前圍繞馬湖已建立了省級風(fēng)景名勝區(qū)和地質(zhì)公園。