王维洛：三峡大坝在变形位移之中——也谈三峡大坝的经济使用寿命
两张关于三峡大坝的谷歌卫星图片引起了许多网民的关注和参与讨论，可见大家对三峡大坝的工程质量问题、对三峡大坝的安全问题十分关心。网友是遵循了黄万里先生的生前的遗愿，帮黄万里先生看着三峡大坝，也是帮中国百姓看着三峡大坝。有位网友谈到了两个重要问题，一是三峡大坝基础位移，一是三峡大坝渗漏问题。
三峡大坝是混凝土重力坝，坝轴线全长2309.47米，大坝就由几十个各自独立的混凝土坝块组成，坝块之间进行缝间处理。几十个混凝土坝块并没有和大坝下面的基岩连接在一起，而只是摆在基岩上的，依靠混凝土坝块的重量来保持大坝的稳定。
三峡大坝存在坝基水平位移。三峡大坝二期大坝与三期大坝的坝基水平位移幅度不同，各个坝块的坝基水平位移幅度也不同。有的坝块向下游位移，有的坝块却向上游位移。三峡大坝坝基存在垂直位移变化，而且这个垂直位移变化幅度也不是均匀的。就是相邻坝段的垂直位移变化幅度也不是不同的。三峡大坝还存在坝顶位移与坝顶垂直位移，坝顶位移有向下游的，也有向上游的，各个坝块坝顶垂直位移幅度也是不同的。三峡大坝坝顶水平位移幅度大于三峡大坝坝基位移幅度，坝顶垂直位移幅度大于坝基垂直位移幅度，这说明，不但大坝发生形变，每个坝块自身也发生形变。三峡大坝坝基和坝顶的水平位移与垂直位移，不但受气温影响，而且受三峡水库在坝址处的蓄水位高低影响。三峡水库水位的不断变化，推动了三峡大坝坝基和坝顶的不断位移和形变，使得三峡大坝的经济使用年限缩短和安全性变差。
刘崇熙教授指出，三峡大坝的使用寿命预计50年。美国研究机构人员指出，三峡大坝其实算不上百年工程。按照当时的设计和用料，最多只能使用五十年。当时修建大坝使用的钢筋和混凝土有使用寿命，经过长时间雨水侵蚀和渗透，会产生一定的损耗，最终三峡大坝会发生溃坝事件。
一、对比两张三峡大坝的谷歌卫星图片，三峡大坝已经变形
2019年6月30日23时20分，一位名叫冷山（@goodrick8964）的网友在网上发布一条信息“三峡大坝已经变形，一旦溃坝，半个中国将生灵涂炭，垬和那些大家族也将玩完！”并附上几张三峡大坝的谷歌卫星图片，其中两张卫星图片如下：
第一张谷歌卫星图片应该是三峡大坝建成后不久拍摄的，从卫星图片上看不出三峡大坝有很大的形变；而对比第一张，第二张谷歌卫星图片就显示了三峡大坝有很大的形变。就这两张三峡大坝的谷歌卫星图片，许多网民当即在推特上展开了热烈的讨论。一般中国大陆网民是无法直接查询谷歌卫星图片的，也不能公开使用推特。后来这条消息在7月1日这一天在微信群里被广泛传播，引起更加广泛和热烈的讨论。
从这条消息所引起的讨论中可以看到一点：大家对三峡大坝的工程质量问题、对三峡大坝的安全问题十分关心。黄万里先生在去世前对好友说：∶“我们受之于民的太多了，要竭尽自己的知能报效国家。我对三峡工程的意见，屡屡上书中央，先后六次，屡挫屡上。我要求中央领导给我30分钟的时间，听我汇报就可以把问题讲清楚，可惜无此机会。当年三门峡还让公开辩论7天，现在没有人和我辩论，杂志上也不刊登我的不同意见，我是看不到三峡建成后的后果了。你们还能看见，帮我记着看看，但愿我的话不要言中，否则损失太大了。”这些网友是遵循了黄万里先生的生前的遗愿，帮黄万里先生看着三峡大坝，也是帮中国百姓看着三峡大坝。
虽然三峡工程的决策者三番五次地保证，三峡大坝的施工质量是很好的；北约的导弹是无法炸毁三峡大坝的；即使三峡大坝发生溃坝，也不会对下游地区造成灾难性的后果等等，但是很多人还是心怀顾虑，最主要的原因就是决策者在三峡工程上的造假、欺骗，已经失信于民。比如从李鹏信誓旦旦地说，三峡工程的移民可以全部在当地安置；到朱镕基当总理时，三峡工程移民需要异地安置；又比如在三峡工程上马前承诺百姓将来的电费只要几分钱一度，可是三峡工程发电后，百姓的电费是一涨再涨，几分钱一度电的承诺早已置之脑后。
早在2019年3月5日油管上就出现这这么一个视频《滑稽？日本网友从谷歌地图上看我国三峡大坝是弯曲的，就说咋们大坝要崩塌》，也是从谷歌卫星图片来谈三峡大坝的形变问题，没有引起大的轰动。
在2019年3月20日油管上还出现另外一个视频，也是谈三峡大坝的，提供者的名字为《厉害了我的国》，视频的题目是《美国研究三峡大坝后，得出一个惊人结论，随时可能溃坝？》。视频解说道：“不过在大坝建成后美国机构曾对我国大坝做过研究，且得出一个惊人的结论，他们表示，三峡大坝其实算不上百年工程。按照当时的设计和用料，最多只能使用五十年。也就是指自大坝建成起，到现在我国三峡只剩下不到三十年的使用时间。美国研究机构人员称：当时修建大坝使用的钢筋和混凝土有使用寿命，经过长时间雨水侵蚀和渗透，会产生一定的损耗，最终三峡大坝会发生溃坝事件。”
二、三峡集团专家辟谣
针对冷山提供的两张三峡大坝的谷歌卫星图片和“三峡大坝已经变形”评论，7月2日晚，三峡集团流域枢纽管理局枢纽运行部主任专业师曹毅对澎湃新闻做出如下解释：用户看到的谷歌卫星图，并非卫星直接拍摄，而是经过一系列算法处理形成。由于谷歌地图和中国地图的某些算法不同，因此显示某些场景出现偏差。另有卫星遥感专家分析，从谷歌地图上看到的卫星图片，是通过拍摄的多张图片，结合地理坐标等信息，经过拼接修正后生成的。国外公司通常不掌握中国的重要地理坐标数据，因此修正后的图片就会不准确，视觉效果上可能发生变形。
澎湃新闻记者查询了腾讯地图的卫星图，其显示三峡大坝坝体并未出现扭曲或变形。
之后，中国航天科技集团又发布了高分六号卫星拍摄的三峡大坝图片，用以证明“三峡大坝一切正常，没有扭曲也没有变形，溃坝一说更是无稽之谈了”。
高分六号卫星是一颗低轨光学遥感卫星，专门用于精准农业观测的高分辨率专项卫星，2018年6月2日12时13分，在中国酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭发射，2019年3月21日，正式投入使用。
中国禁止外国公司到中国去进行基本地理坐标的测量。中国安全部门认为，一旦要害机构、敏感设施、重要资源地的详细地理数据被他方准确掌握，那就意味着这些具体目标随时会被锁定，战时就会遭到异常精准的攻击，因为现代军事手段很多都具有远程精确打击能力。为此，国家基本地理数据属于国家最高级别的保密数据，严格禁止外国公司，包括谷歌公司，到中国去进行基本地理坐标的测量。这样就造成了外国公司，包括谷歌公司，所制作的地图与中国制作的地图有一些偏差。但是，这并不影响在战争期间敌方的制导导弹的准确性，因为敌方制导导弹的预定目标与敌方卫星所看到的打击目标是一个，卫星锁定的是地球表面的一个具体目标，制导导弹打击的也是这个目标，至于具体的中国地理坐标的定义为A，外国卫星地图上地理坐标的定义为B，对制导导弹的飞行没有任何影响。不让外国公司到中国去进行基本地理坐标的测量，不会降低敌方制导导弹打击的精确度。
如果说三峡集团专家的解释是合理的，这个理论可以解释冷山所提供的第二张谷歌卫星图中三峡大坝的变形是谷歌地图出现了偏差。那么又如何来解释冷山提供的第一张谷歌卫星图中，三峡大坝并没有发生变形的这个现象呢？如果谷歌公司使用的基本地理坐标有别于腾讯地图和高分六号卫星，那么谷歌公司也只可能使用一套基本地理坐标，而不可能使用两套基本地理坐标，一套对的，一套错的。所以，三峡集团专家的解释是不能令人信服的。
下面两张照片来源于夫子说历史的《耗时十五年，投资上千亿的三峡大坝，现在每天能创造多少收益？》一文，发表于2019年5月8日。
其中一张是用照相机拍摄的，另一张是卫星照片。
对比这两张照片，无论是从腾讯地图的三峡大坝卫星图片，还是从高分六号卫星图片，都不能得出，三峡大坝没有发生形变和扭曲，因为这两张照片中的三峡大坝更加直。
其实，这是一个很简单的问题，也不需要什么卫星图片或者高分辨率卫星图片，在当今科学技术十分发达的时代，特别是中国无人机在世界上独占鳌头的时代，澎湃新闻记者可以用一台无人机，就可以从空中拍摄三峡大坝的全貌，而且清晰度远高于卫星图片。一台无人机也就是几千元到几万元人民币。可是一般人能够在三峡大坝上空放飞无人机吗？为什么要禁止在三峡大坝上空放飞风筝、无人机等一切飞行器？人们不禁要问：中国政府要掩盖什么秘密？
三、三峡大坝在变形位移之中
有位网友在参与和冷山讨论中指出：“大坝是刚性结构，产生变形的可能性不大，因为造成基础位移是很难想象的，除非发生强震。如果出现质量问题，一般会是先出现裂缝，渗水现象。”
这位网友谈到了两个重要问题，一是三峡大坝基础位移，一是三峡大坝渗漏问题。
首先，三峡大坝一直在变形位移之中，用老百姓的话来说，三峡大坝在走。
三峡大坝是混凝土重力坝，坝轴线全长2309.47米，坝顶高程海拔185米，坝高181米，坝底宽115米，坝顶宽40米。三峡大坝分四个坝段，从左到右分别为：通航建筑物坝段；左岸发电厂坝段；泄洪坝段；右岸发电厂坝段。后又增加了地下发电厂房，位于河道右岸的山体中。每一个坝段由若干个坝块组成，根据坝块所在位置编号，如右厂24是指右岸发电厂坝段第24号坝块。坝块的长度不一，根据坝块的功能而定，长的几十米，短的十几米。这样，2309.47米的三峡大坝就由几十个各自独立的混凝土坝块组成，坝块之间进行缝间处理。
由几十个各自独立的混凝土坝块组成三峡大坝，并非一个整体的刚性结构，各个混凝土坝块也没有和大坝下面的基岩连接在一起，而只是摆在基岩上的，依靠混凝土坝块的重量来保持大坝的稳定，所以称混凝土重力坝。受上游来水的压力和气温、水温的影响，几十个各自独立的混凝土坝块都会发生水平方向和垂直方向上的位移，而且每个混凝土坝块的位移方向和位移距离都是不同的。这样三峡大坝就会发生变形。只要大坝变形在设计的范围之内，问题不是太大；如果大坝变形在超出了设计范围，问题就很严重了。至于变形是否超出设计范围，需要第三方独立的鉴定，这样才能令人信服。
无论是腾讯地图的三峡大坝卫星图片，还是从高分六号卫星图片，都不能证明三峡大坝没有发生形变和位移。
下面摘录一些官方发表的三峡大坝变形监测。
二期大坝和电站厂房
变形监测
坝基水平位移
坝基位移较小，受气温和水压影响，与气温呈周期性变化，冬季向下游位移，夏季朝上游位移。172.8米蓄水前后坝基位移变化在0.23mm（右纵1）至1.05 mm（左厂5）之间。2008年12月20日，坝基位移在0.35 mm（左厂9）至2.97 mm（左厂5）之间。
坝顶水平位移
坝顶位移呈周期性变化，冬季朝向下游，夏季朝向上游，每年1月下旬或2月上初朝下游位移最大，8月上旬朝上游位移最大。172.8米蓄水前后坝顶向下游位移增量在8.04mm（左厂1）至17.71 mm（泄2）之间。2008年12月22日，坝顶位移在7.48 mm（左厂1）至29.94 mm（泄2）之间。
坝基垂直位移变化
坝基垂直位移变化主要受砼自重和水压的影响，左非1至右纵坝段，垂直位移分布呈现河床中部位移大，两侧位移逐渐减小趋势；同时相邻坝段不均匀沉降差一般在1.0 mm以内。最大垂直位移28.41mm（泄5），172.8米蓄水前后，左厂坝平均沉降2.69mm，泄洪坝平均沉降2.77mm。2008年12月，垂直位移在6.48mm（左非1）至27.67mm（泄5）之间。
坝顶垂直位移
坝顶位移随气温呈周期性变化，冬季1至2月沉降最大，夏季上抬沉降最小，年变幅在4.4mm至10.0mm之间，并随坝高而定，坝越高，变幅越大。2008年12月15日，坝顶垂直位移变形在0.36mm（临船2）至11.94mm（非左11）之间（基准日期不同）。
右岸三期大坝
变形监测
坝基水平位移
坝基位移较小，172.8米蓄水前后，坝基向下游最大位移增量为0.97 mm。2008年12月20日，坝基位移在-0.55 mm（右非7）至2.54mm（右厂24）之间。
坝顶位移
172.8米蓄水前2008年9月20日，坝顶位移在-1.27mm至8.60mm之间，蓄水后2008年11月12日，坝顶位移在-1.24mm至21.94mm之间，蓄水前后变化0.03mm至13.34mm。172.8米蓄水后，2008年12月22日，位移在-0.63mm（右非1）至21.91mm（右厂17）之间。
坝顶垂直位移
2008年9月15日，172.8米蓄水前垂直位移在2.83mm至12.97mm之间，蓄水后垂直位移在4.09mm至15.29mm之间，蓄水前后变化0.89mm至3.04mm，平均沉降2.33mm。垂直位移在5.24mm（右非6）至16.4mm（右厂22）之间。
以上资料均来自《中国三峡建设年鉴2009年》。
2008年9月，三峡工程第一次向正常蓄水位海拔175米发起冲击，但是因为三峡水库不是一个平湖，当坝址处蓄水尚未达到海拔175米，水库末端高程在海拔175米的公路、桥梁、房屋等已经被库水淹没。三峡工程不得不停止向正常蓄水位的冲击，当年三峡坝址处的蓄水位达到海拔172.8米。
从以上这些资料可以得到下面几点：
第一：三峡大坝存在坝基水平位移。2008年12月20日，三峡大坝的最大坝基位移为2.97 mm（左厂5）与-0.55 mm（右非7）。
第二：三峡大坝二期大坝与三期大坝的坝基水平位移幅度不同，各个坝块的坝基水平位移幅度也不同。所以，三峡大坝产生变形和坝基水平位移是客观事实，而且变形是非均匀变形，因为各个坝块的变形位移幅度各自不同。
第三：三峡大坝坝基位移受气温和水压影响，与气温呈周期性变化，冬季向下游位移，夏季朝上游位移，这个结论是不对的。2008年12月20日，右岸三期大坝坝基位移在-0.55 mm（右非7）至2.54mm（右厂24）之间，在同一时刻，有的坝块向下游位移，有的坝块却向上游位移。
第四：三峡大坝坝基存在垂直位移变化，而且这个垂直位移变化幅度也不是均匀的，位于河床中部泄洪坝段的坝块垂直位移幅度大，最大垂直位移为28.41mm。就是相邻坝段的垂直位移变化幅度也不是不同的。
第五：三峡大坝还存在坝顶位移与坝顶垂直位移，坝顶位移有向下游的，也有向上游的，各个坝块坝顶垂直位移幅度也是不同的。假设三峡大坝建成时的坝顶轴线是平滑的，通过坝顶水平位移与坝顶垂直位移，三峡大坝坝顶轴线就是扭曲的，关键是扭曲的幅度是否影响到大坝的使用寿命与大坝的安全。如果卫星照片展示的三峡大坝坝顶轴线是平滑的，是一条直线，那么这张卫星照片也是经过计算、修正而成，而没有反映事实。
第六：三峡大坝坝顶水平位移幅度大于三峡大坝坝基位移幅度，坝顶垂直位移幅度大于坝基垂直位移幅度，这说明，不但大坝发生形变，每个坝块自身也发生形变。
第七：三峡大坝坝基和坝顶的水平位移与垂直位移，不但受气温影响，而且受三峡水库在坝址处的蓄水位高低影响。三峡水库在坝址处的蓄水位从大了说，每年从六月份的海拔145米上升到十一月份的海拔175米，然后再下降到次年六月份的海拔145米。从小了说，是每天、每时都在变化之中。三峡水库蓄水位的不断变化，推动了三峡大坝坝基和坝顶的不断位移和形变，使得三峡大坝的经济使用年限缩短和安全性变差。
第八：正如美国研究机构人员所指出的：当时修建三峡大坝使用的钢筋和混凝土有使用寿命，经过长时间气温、水压影响，经过长时间雨水侵蚀和渗透，大坝物质会产生一定的损耗，最终三峡大坝会发生溃坝事件。
下面是关于三峡大坝的渗流数据。
二期大坝和电站厂房
渗流检测
蓄水135米高程后，基础最大渗流量为1219.19L/min（含1号、2号排水洞渗流量）。2008年9月20日，172.8米蓄水前为379.231L/min，172.8米蓄水后，2008年11月9日，大坝基础渗流量为426.15L/min，蓄水前后渗流量增量为82.92 L/min。2008年12月30日，渗流量为393.01L/min。
右岸三期大坝
172.8米蓄水前渗流量为379.231L/min，172.8米蓄水后，2008年11月9日，大坝基础渗流量为426.15L/min，蓄水前后渗流量增量为82.92 L/min（笔者注：这些数据与二期大坝和电站厂房的渗流量一模一样，应该有错）。2008年12月30日，右岸大坝渗流量为441.92L/min（包含排水洞渗流量131.67L/min和右厂房渗流量55.97L/min）。
以上资料也是来自《中国三峡建设年鉴2009年》。
可见三峡大坝基础渗流量不但存在，而且数量不容忽视。
四、三峡工程能利在千秋吗？
1994年12月14日在三峡工程正式开工典礼大会上，李鹏发表主题讲话，称三峡工程是“功在当代，利在千秋”。既然三峡工程能利在千秋，那么三峡工程的兴利时间在一千年以上，也就是三峡工程的经济使用寿命在一千年以上。有人说，经济使用寿命500年也可以算是利在千秋，四舍五入，500年就是约一千年。
建筑物或构筑物的经济使用寿命，是指在正常维修而没有大修的条件下，建筑物或构筑物的一般经济使用寿命。
对三峡大坝经济使用寿命最有研究的数刘崇熙教授。这里先介绍一下刘崇熙教授。刘崇熙安徽望江人，1930年4月出生。1949年毕业于安徽省立高级工业学校土木工程专业。1952年至1955年南京工学院土木系研究生。1955年5 月调至长江流域规划办公室（现长江水利委员会）长江科学院从事大坝混凝土专题研究，任项目负责人。1970年至1979年主持国家重大科研项目——筑坝水泥材料研究。1983年至1986年底赴法国留学，获得巴黎大学和巴黎矿业大学博士学位。1987年初学成回国，任长江科学院副总工程师。1998年后任华南理工大学兼职教授，博士站顾问教授、博导，是中国著名的混凝土专家，特别是筑坝混凝土专家。从1955年起，刘崇熙就从事三峡大坝混凝土的研究，曾发表《坝工混凝土耐久寿命的现状和问题》、《坝工混凝土耐久寿命的衰变规律》、《三峡工程大坝混凝土材料研究若干问题》、《高性能混凝土若干理论问题》等有关科学论文。刘崇熙未能当选中国工程院院士，因为他对三峡工程的观点。
1994年三峡工程上马之后，全国政协委员刘崇熙撰写了一篇文章（后经整理，发表在1996年中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会主编的《第四届全国混凝土耐久性学术会议论文集》中，题目为《三峡大坝混凝土耐久寿命500年的设计构想，论述大坝工程使用寿命》）。刘崇熙教授在文章中指出∶“我国兴建的大量混凝土坝在运行10至30年后局部呈现严重病害，以致危急到大坝安全。”文中提出了“三峡混凝土坝的耐久寿命，预计50年”的结论。
刘崇熙教授将文章交给全国政协副主席钱伟长。钱伟长先生在海外战争之后曾发表过一篇文章，从大坝工程安全的角度，反对三峡工程上马。后来钱伟长先生知道这篇文章触了地雷，又马上到三峡大坝工地去表态，支持三峡工程。钱先生看到这篇文章之后，觉得事情重大，就将文章呈送到江泽民处，并建议全国水利工程学会召开紧急会议，对此加以讨论，对现有大中型坝体进行普查和处理。江泽民则把文章转给李鹏，让李鹏处理。李鹏认为刘崇熙提出的三峡混凝土坝的耐久寿命为50年的结论是错误的，仍然坚持三峡大坝的使用寿命在500年以上。
李鹏的主要依据是丰满大坝已经运行了50多年（参见李鹏三峡日记）。李鹏从苏联留学回国后，从1955年到1961年在丰满水电站担任副厂长兼总工程师，自认为对丰满大坝有数，很有发言权。
位于吉林省的丰满水库大坝，是和长江三峡大坝同一类型的混凝土重力坝，建于1937年，1943年开始发电，是中国最早的大坝工程之一。至1988年，在风化、冰冻、溶蚀的作用下，大坝老化现象明显，表明严重破损，呈软化、疏松、剥落状。大坝上游面破损1300平方米，下游面破损6100平方米（不含溢流面），破损程度一般为10—40厘米，个别达1米多。根据这个状态可以确定，丰满水库大坝已经进入使用寿命期的末尾。继续使用已经不安全。中央政府面临两个选择：一是拆除大坝重建；一是进行大修延长使用寿命。中央政府选择了后者，决定对大坝进行全面加固和更新处理，以延长其使用寿命。延长的使用寿命，只是此次加固和更新投资的结果。并不是说，因为丰满水库大坝从建造到1996年已经有50多年的寿命，今后还能用十几年或者几十，就可以说水库大坝的寿命就是100年，甚至一千年。至1996年，丰满大坝50多年的寿命，是建造投资和1988年大修投资延长使用寿命的结果。如果1988年中央政府选择拆除大坝重建，丰满大坝的使用寿命只有45年。
李鹏让国务院三峡建设委员会副主任郭树言撰写了一份报告，交给江泽民，三峡工程依然是“功在当代，利在千秋”。同时李鹏于1998年开始对丰满水库大坝进行全面系统的补修加固工程，延长丰满大坝的经济使用寿命，以防丰满大坝出现任何不测事件。
2003年3月，74岁的李鹏卸任全国人大常委会委员长。2005年以温家宝为总理的国务院就组织对丰满大坝进行了安全鉴定。鉴定结果为：大坝存在坝体漏水、溶蚀以及混凝土老化冻融破损、大坝整体性差等问题。2007年，国家电监会正式下发文件将丰满水电站大坝安全等级评定为病坝，安全换证注册等级定为丙级。2010年1月，吉林省政府通过其工作报告宣布将于年内拆除老的丰满大坝，丰满大坝将在原坝址下游处重建。2012年10月29日新丰满大坝重建工程正式启动。从1937年开始算起，到2010年，丰满大坝的使用寿命为73年；从1943年开始算起，到2010年，丰满大坝的使用寿命为67年，其中经过了1988年与1998年两次大修。
刘崇熙教授提出了“三峡混凝土坝的耐久寿命，预计50年”，李鹏以丰满大坝已经运行了50多年加以反驳，坚持三峡工程“功在当代，利在千秋”。2010年老的丰满大坝被拆除，2012年新的丰满大坝在原大坝下游120米处重新建设。这个事实说明了，刘崇熙教授的“三峡混凝土坝的耐久寿命50年”的预测是正确的。美国专家的研究结果：三峡大坝其实算不上百年工程。按照当时的设计和用料，最多只能使用五十年。”两个研究的结果基本一致。如美国研究机构人员所言：当时修建大坝使用的钢筋和混凝土有使用寿命，经过长时间雨水侵蚀和渗透，会产生一定的损耗，最终三峡大坝会发生溃坝事件。
出处 : 独立中文笔会
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