决堤后的大坝残骸，犹如一座巨大的墓碑

发生在1928年3月12日的圣弗朗西斯大坝决堤事故，是土木工程历史上最严重的灾难之一。

大坝坍塌时为午夜凌晨，大约4700万立方米，相当于3.3个杭州西湖的洪水，顺着峡谷冲了下来。洪水以每小时30公里的速度行进，奔袭接近100公里后最终汇入大海。大坝下游沿途的小镇和生活社区无一幸免，至少431人在事故中死亡。

洪水奔袭近百公里后汇入大海

大坝倒塌的确切原因至今仍有争议。近百年过去，真相一直孤独地埋藏在大坝遗址中等待后人发现。

在20世纪之交，洛杉矶正处于人口爆炸式增长的边缘:铁路、石油和电影产业的蓬勃发展都促使人们搬至南加州作为居住地。仅在1900年至1910年，人口增长率就达到了惊人的196%，达到近33.4万人。

南加州气候干燥，终年少雨，年平均降雨量仅约380毫米。20世纪前洛杉矶的淡水来源一直是依靠洛杉矶河供给，随着人口的持续增长，已显得捉襟见肘。

洛杉矶河是19世纪城市的主要淡水来源

威廉·穆赫兰（William Mulholland）

穆赫兰的经历颇为传奇。他1877年初来洛杉矶时，仅是一名输水渠的看护工，也无任何工程学相关的专业学位。凭借着自身灵活的头脑及坚定的毅力，穆赫兰自学有关供水及水文学相关的知识，并由此开启了自身的水务事业。在他来到洛杉矶后的第25年（1902年），穆赫兰已晋升为水务局的首席工程师（The Chief Engineer）。相较于正式的职称，他的同事平时更愿意亲切地称他为“首领”（The Chief）。

穆赫兰最重要的贡献是成功实施了1905年开始建设的洛杉矶引水工程（Los Angeles Aqueduct）。整个输水系统长达375km，将淡水从遥远的内华达山脉东部输送到洛杉矶城。

洛杉矶引水工程

在穆赫兰的带领下，引水工程在1913年开通，且工期与费用均控制在预算之内。引水工程项目的惊人成功令穆赫兰一时风头无两，甚至成为媒体报导中的市长热门人选。

虽然引水工程解决了当时洛杉矶迫在眉睫的用水问题，但穆赫兰的眼光不仅限于此。他认为随着城市的发展，为供水问题制定长期战略是必要的。为此，他提出了一个洛杉矶“五年计划”，通过开发一些蓄水大坝，将市政蓄水量提高一个台阶。

在对众多大坝建设选址考察的过程中，圣弗朗西斯科峡谷引起了穆赫兰的注意。他留意到峡谷中有一处位置又深又窄，但上游却拥有开阔的河谷，是建设大坝的理想位置。经过测算，如果在这里建设大坝，将最多可储蓄满足洛杉矶一年的供水。

峡谷大坝建造设想

1922年，圣弗朗西斯科峡谷被穆赫兰决定为“五年计划”中大坝建设选址之一。该坝建成后的正式名称为圣弗朗西斯大坝（St. Francis Dam）。

“五年计划”是穆赫兰的又一雄心壮志。毫无疑问，若该计划成功实施，穆赫兰的名声及社会地位将再上一个重大台阶。

然而，穆赫兰不会想到，6年后的1928年，迎接他的是工程师职业生涯突然终结。

出于对引水工程成功实施的信任，洛杉矶市欣然授予穆赫兰全权负责圣弗朗西斯大坝的设计与建造。

圣弗朗西斯大坝是一座混凝土重力坝，高度约56m。大坝下部52m宽的基础嵌入河谷6m左右。大坝的外坡设计成台阶形状，这似乎是穆赫兰特色的一项独有设计。

大坝典型剖面图

大坝平面布置图

值得一提的是，在1920年代，地质调查并不是当时大坝建设的强制要求。由于当时对工程地质的认识还很浅，大多数工程建设前并没有进行针对性的工程地质研究。

圣弗朗西斯大坝的情况也毫不例外。直到事故发生后的调查阶段，大坝场址的地质情况才被彻底揭开面纱。

设计完成后，随着第一仓混凝土的浇灌，大坝建造在1924年8月正式拉开帷幕。

大坝建造过程

完工后的主坝体

在主坝体完工前2个月，蓄水工作已在缓慢进行。随着蓄水位的逐步上升，大坝开始出现多条裂缝。

最初出现的2条贯通裂缝

裂缝的测量与检查

各时期水位变化

坝肩区域新出现的两条裂缝

裂缝的处理方法

1928年2月初，水位已升至溢洪道一英尺范围以内。在此期间，两个坝肩下方又开始出现新的渗漏区域，流量高达每秒17立方米。穆赫兰仍认为这些是收缩裂缝，并通过引入排水管处理。当时，水通过排水管从大坝外坡的台阶上不断流下，一度引起了峡谷居民的恐慌。

时间来到1928年3月12日，大坝决堤事故发生的当日。从早上起，大坝就已经出现异常状况。

大坝看护员在晨间例行巡视时，发现坝肩又出现新的渗漏点。更重要的是，他观察到的渗漏的水是浑浊的。这意味着大坝的地基可能正被侵蚀。

他立即向穆赫兰发出了警报。穆赫兰和助手到达后，开始检查泄漏区域。在接下来的两个小时里，他们一起检查了大坝以及各处其他渗漏，确信新的泄漏并不危险，大坝是安全的。

随后，穆赫兰回到了洛杉矶。在他离开12小时后，大坝的寿命来到了终点。

当天凌晨12点左右，位于坝顶的自动水位记录仪显示水位在短时间内发生急剧下降。

水位急剧下降

同时，在附近的洛杉矶电力局接收站以及发电站，在相应时间出现了电压骤降。

圣弗朗西斯大坝决堤了。

大坝后方4700万立方米蓄水汹涌而出，在70分钟或更短时间内全部清空。洪水夹杂着大坝碎片与沿途树木泥土，以最快每小时30公里的速度行进。洪水所到之处，均成泽国。

所到之处均成泽国

大坝仅剩中央部分未被摧毁

事故新闻报道

向穆赫兰发出警报的大坝看护员成为了最初的受害者，他住在大坝下游约400m处的小屋。

事故发生后，穆赫兰和助手当天早上又从洛杉矶折返至现场进行事故调查。在调查结束后，等待他的将是第一次法庭审讯。

穆赫兰现场调查，神情凝重

除穆赫兰以外，洛杉矶市另外委托了一个6人专家组对决堤事故进行调查。

由于事故发生在凌晨，没有幸存者目击了整个大坝倒塌的发生过程。但在事发前一小时内，至少有5个人曾经过大坝。

在法庭作证时，5个人均表示他们在经过大坝时，没有注意到大坝有任何异常情况。

最后一个目击大坝的人，是附近发电站的木匠，在凌晨前十分钟骑着摩托车经过。木匠作证说，当时没有看到大坝上任何值得关注的情况。不过，在大约2.4公里的上游位置，他听到了隆隆的响声，甚至盖过了他摩托车的引擎噪音，很像“山上石头滚动”的声音。他停下了摩托车，一边检查山坡，一边抽了根烟。随后响声开始减弱，木匠抽完烟后便再次骑上摩托车离开了。

木匠当时听到的有可能就是山体滑坡的响声。大坝右侧坝肩处发生了大面积的山体滑坡，这从事故照片就可以看出。

大坝右侧坝肩处的滑坡

事故调查中，判断大坝在哪个位置首先出现破坏很关键，这往往关系到大坝的倒塌机制和倒塌诱发原因。

由于大坝整体化为碎片（除中央部分），光从大坝原位置已无法看出首先破坏的区域。因此，专家组选择从另外一个角度来间接验证——坝体碎片被冲走的距离。

从常理来说，混凝土块体被流水搬运的距离主要取决于两个因素：块体的重量与水流速度。可想而知，重量越轻，水流速度越大，块体的搬运距离相应也会更远。

对现场的详细调查后，大坝碎片大部分在下游不同位置被找到。

大坝碎片平面分布

不同编号的碎片

大坝碎片复原图

因此，专家组猜想大坝首先发生破坏的位置是左侧坝肩底部区域，即碎片11或16处。另外，专家组中地质专家在现场的惊人发现进一步佐证了这个猜想。

专家组现场考察

明显的地质分界线

左侧坝肩基础的断层

具有层理结构的片岩（示意）

浸水易软化的砾岩（示意）

浸水后软化崩解（示意）

基于这些发现，在事故发生的第11天，专家组就发布了调查报告，将大坝决堤的主要原因归咎于地质问题。

大坝的地质示意

然而，并非所有人均认可专家组的结论。

首先，调查报告仅在事故发生后11天就发布，显得非常仓促，调查的严谨性存疑；其次，有新的证据被发现，似乎将大坝的倒塌机制引向另一个方向。

在第一次专家组现场调查时，实际上并没有全部找到大坝的碎片，下图所示中的区域没有被确认找到任何一块碎片，当时称为“消失的部分”。

“消失的部分”

新的大坝碎片平面分布

新的大坝碎片复原图

滑坡上方道路的裂缝

推测的古滑坡滑裂面

再者，结合最后一名目击者的证词，他在午夜10分钟前已听到了隆隆的响声，很像“山上石头滚动的声音”。而当时大坝尚未决堤。

所有这些加在一起，形成了一个新的结论：大坝倒塌的原因是右侧滑坡发生所引起，而不是左侧的砾岩地基软化失稳。最先发生破坏的正是第一次调查中“消失的部分”。

大坝是左侧还是右侧首先发生破坏，至今仍争论不休。

不过无论如何，穆赫兰在地质问题上的忽视难辞其咎，这也充分表现了一个重大工程在岩土地质专业缺位的情况下将可引发何等规模的灾难。

事故对穆赫兰是一次巨大的打击。在庭审现场，他说到：

“无论如何，不要责怪任何人，全部都是我的责任。如果人类的判断出现了错误，我就是人类，我不会试图将错误归咎于任何人。”

穆赫兰在法庭，神情悲怆

穆赫兰于当年12月提前退休。

回到事故发生的14年前，基于洛杉矶引水项目的巨大成功，加州大学伯克利分校当时授予了穆赫兰荣誉博士学位。学位上的题字写着:

“他打碎了岩石，把河流带到了干渴的土地上”

一语成谶。