qu
趣
wei
味
di
地
zhen
震
xue
学
中国地震学会—地球科学科普栏目
地震科普—人为失误引发的灾难
看天上的星星尽显光辉
赏地下的河水肆意奔流
10、人为失误引发的灾难
10.2 灾难临头
10.3 地震与滑坡
把简单的事情考虑得很复杂，可以发现新领域；把复杂的现象看得很简单，可以发现新定律。
——牛顿（英）
10.2 灾难临头
1963 年10 月9 日22：39，随着阵阵撕心裂肺的轰鸣，2.7 亿m3 的滑坡体以110km的时速冲入水库，历时仅20s，排出了5 000 万m3（近1.69 亿m3 库容的一半）的水量，以高度250m 而非30m 的滔天巨浪向对岸推进了140m，席卷了卡索村、埃托村，又以高于坝顶110m 的水头冲出水库，从天而降，荡涤了下游村镇（图10-12）。
图10-12 瓦依昂特大型滑坡和溢库过程示意图
这次特大型滑坡体完全填满了库区， 体积大约是2003 年三峡千将坪滑坡体的11 倍，2008 年汶川地震时唐家山滑坡体的14 倍（图10-13）。
正在大坝工作的人员， 除1 人外，其余60 名全部死亡。巨浪吞噬了地震台和电站的所有设备，4 分钟冲到龙加罗镇，70m 深、80m 宽的沙石泥浆流倾泻而下，把下游的5 个村庄全部掩埋，1 925 人遇难。峡谷里的冲击波强度高达广岛核爆气流的两倍，破坏了钢梁、铁轨和钢门。计入掩埋者，约2 600 多人死亡，仅空运的伤员就有4000 余名［5］。
瓦依昂水库在1959 年建成后的4 年里没有发出一度电，却酿成了欧洲的最大灾难（图10-14）。
图10-13 滑坡体塞满了库区，右下弧形建筑是大坝（alamy 图片）
图10-14 Piave 河谷的龙加罗镇在灾前（左）和灾后（右）
10.3 地震与滑坡
现场的技术人员都已殉难，但灾后的50 年人们仍在不断地挖掘存留的资料，分析地震与滑坡的关系是重点研究内容之一［6］。
◆ 特大滑坡的地震记录
瓦依昂地震台于1959 年架设，和其他3 个大区域的台站组成了简单台网；台网在1977 年升级换代。
1963 年10 月9 日的滑坡被欧洲地震台网测到。从信号良好的Pieve 台的记录图看，整个过程由连续蠕动和多次破碎组成（图10-15 标号2）。因不存在特征性的天然地震的震相，从而认定：没有发现“是地震引发滑坡”的证据。最早出现的震相是微震颤动（Micro-Tremors，标号1），极可能是滑坡体内部的初始位移引起的。最后的大波幅震相（图中标号3）为洪水撞击河谷的震荡运动。粗估强度不会超过5级地震。
图10-15 瓦依昂滑坡在Pieve 台的地震记录图［6］
◆ 地震活动
水库诱发的地震出现在库水位骤然升高之时（图10-16），如1960 年5 月和10月、1961 年10 月、1962 年4 月和1963 年8 月的地震。蓄水后第3 年所诱发的3 次水库地震（1962 年4 月）最强，卡索和埃托的居民均有感，距大坝的最小震中距为6km，估计在萨塔山区、震级为4 级左右，烈度约为V 度。
1959 年12 月—1960 年12 月，曾经在托克山坡的中间部位做过波速复测，蓄水引起P 波速度从5 ～ 6km/s 的正常值逐渐下降到2.5 ～ 3km/s，数值范围高于密实黏土的标定数值，应该反映着泥灰岩和灰岩层的持续弱化，滑动面上的孔隙压已经加大，有效正应力已随之降低。
图10-16 地震事件与水位的时间变化［6］
地震与山体下滑速率是否有关，现有结果尚提不出意见。
位于大坝处的水库地震台曾经利用单台法粗估过50 多个表面震源的微震（即微震颤），震级在-1 级以下，主要分布在滑坡区域内（图10-17），距离大坝500 ～2500m，深度在滑坡面附近，最多几百米深。据此揭示，山体的微破裂存在一个逐渐集中的过程：
图10-17 表面震源的震颤分布［6］
1960 年第1 蓄水期——微震颤主要在峡谷南岸，即浸水最快、剪切形变最集中的库区边缘。
1962 年第2 蓄水期——大量微震颤集中到滑坡区域内，且明显向高处扩展。灰岩层吸水后孔隙压升高，黏土层吸水后变成泥浆，互层结构的整体抗剪能力都被弱化。既容易出现下行的韧性蠕动，也容易发生脆性破裂（地震），二者存在相互恶性的作用。
1963 年第3 蓄水期——微震颤已经扩展到大坝附近。9 月2 日开始的微震颤活动持续约两周。也有人认为，这些活动对滑脱构造中断层泥的孔隙扩散也可能会起到延缓作用。
就现今的技术而言，监测库区的微震活动非常重要，可以通过位错机制、速度分布成像、破裂面定位等来监测滑坡的动态过程，可惜50 多年前还做不到。事后的钻探还发现，托克山的石灰岩中存在一个厚5 ～ 10cm 的绿色黏土互层，总厚度为10 ～ 40m，是史前山体或冰川滑坡的一个古老滑动面，1960 年后被库水和山体蠕动激活。这个滑动平面光滑如镜，其裸露部分至今仍在闪闪发亮［7］。
◆ 尾声
灾后4 年，11 名承包商和政府官员被判刑，1 名工程师自杀。迟至34 年后的1997 年，数千名受害者才得到国家赔偿。
2002 年，干涸的水库区改造成旅游区。2013 年举行了灾难50 周年悼念活动，整修了墓地（图10-18）、在Pirago 钟楼放置了一顶王冠、建了新教堂、发行了邮票和电影《瓦依昂的悲剧》，成立了国家滑坡防治委员会，建立了研究和试验中心，制定了凡阿尔卑斯山区水电等项目必须经过当地议会批准等项法律。
图10-18 瓦依昂灾难50 周年纪念墓地和邮票（getty 图片）
参加过该项工程的奥地利地质学家L Müller 沉重地讲［2］：
这是人类的错误、科学的错误，也是缺乏知识的结果。
50 多年前一位记者的呐喊再次醒目于报刊上：
今天，人们不能只哭泣，是该学点东西的时候了。
○参考文献
［1］ 联合国教科文组织. http：//en.lswn.it/press-releases/international-year-of-planet-earth-globallaunch-event-12-13-february-2008/
［2］ Müller L. The rock slide in the Vajontvalley［J］. Rock Mechanics Engineering Geology，1964，2（2/3）：148-212.
［3］ Semenza E，Ghirotti N. History of the 1963 Vaiont slide：the importance of geological factors［J］.Bull. Engineering Geology Environment，2000：87-97.
［4］ Alonso E E，Pinyol N M，Puzrin A M. Geomechanics of Failures，Advanced Topca［M］.Springer，2010：277.
［5］ Ward S N，Day S. The 1963 Landslide and Flood at VajontReserviorIdaly，A tsunami ball simulation［J］.Ital. J. Geosci.，2011，130（1）：16-26.
［6］ Rose M D. Some insights about the relation among seismic activity，tectonic structures androckslide Kinematics at the Vajont Dam site［DB/OL］，2012. https：//www.researchgate.net/publication/233811529.
［7］ Paronuzzi P，Bolla A，Rigo E. Brittle and Ductile Behavior in Deep-Seated Landslides：Learningfrom the VajontExperience［J］. Rock Mech. Rock Engineering，2016（49）：2389-2411.
图文来源：《趣味地震学》
-END-
