自然之力：一個耗費了至少9億美元的窟窿——2017年加州Oroville水庫泄流事件

04-25

2017年年初，美國加州Oroville水庫發生了一次嚴重的泄流事件。由於冬春之交充沛的降雪融水和雨水，該水庫從入冬前的正常低水位直逼警戒狀態。水庫開始後通過混凝土澆築的泄洪道正常放水，以應對春季即將到來的更多降水。

但人算不如天算。2月7日，這個泄洪道發生了破損。在水流的沖刷下，原本很小的一個洞短時間內迅速擴大。水庫立刻停下泄洪，評估損壞程度，準備維修。

就是這個洞，燒掉了至少9億美元！

然而上游來水並不鳥它，水庫的水位持續上漲。直到2月11日，蓄水量竟然超過了水庫的最大容積，從混凝土澆築的溢流壩上方漫出：這是該水庫建成50年來前所未有的事情。

此事危矣！

要知道，強烈的水流帶有巨大的能量。在地質的概念里有一個詞語叫「下切作用」，形容的就是河流對河床基岩的強大破壞力。漫過溢流壩跌落的水流，會對混凝土下方的土石產生巨大的沖刷侵蝕效應，漸漸掏空溢流壩的根基，可能會帶來潰壩的風險。若果真潰壩，一方水土將盡成澤國，四野百姓將皆為魚蝦。

偏偏這樣的擔心成為了事實——一天之內，混凝土壩下方的地基發生了明顯侵蝕！！甚至連基岩也開始受到破壞。如此情形要是繼續發展下去，溢流壩就完蛋了。

當地政府迅速做出決定：一方面重開破損的泄流道，以最大能力泄洪，快速降低水庫水位；另一方面對下游19萬居民下達緊急撤離令，迅速組織居民離開潛在受災範圍。

一場危機正式拉開帷幕。

2月13日，由於泄洪道全功率輸出，水庫的水位有了顯著下降。對於溢流壩底部侵蝕區的緊急維修開始了。作為直升機大國的美帝體現出了裝備的優勢，重型貨運直升機紛紛投入緊急維修，大量的重型裝備被吊運至道路嚴重損毀的現場，工程人員開始對溢流壩底部的沖溝緊急澆築混凝土。此外，到了2月14日，發布兩天的緊急撤離令也被取消（lifted）了……

一天多的沖刷竟然如此嚴重

而此時的混凝土泄洪道，卻已是一副白浪滔天的震撼景象了——激流徹底掏空了那個小洞，直接懟上了底部的山岩。偏偏此處的地質結構不是那麼堅固：山坡表面堆積了十幾米的風化殘積層，而複雜的小型剪切帶在岩石里縱橫而過，水流沿著破碎帶一路下切，竟然直接切出一個超大的沖溝。

2011年—2017年2月—2017年3月

洪水退去時的樣子，是令人震撼的：

上圖繼續放大可以看出，混凝土泄洪道所在的山坡，明顯分為上下兩種岩石類型。

底部的岩石呈灰色，未見明顯分層，可能是一種火成岩或者變質岩類，一般來說堅固緻密，適合修築各類大型工程。頂部的地層，顯然就不是那麼緻密了——褐黃色的泥土混合著變成褐色的岩石，結構鬆散，這應該是底部岩石經過漫長的風化後轉變形成的風化層。

而令我最為吃驚的，是在泄洪道開始破損的位置，混凝土竟然直接澆築在風化基岩層上！！！這也可以解釋為什麼一個小小的破洞會演變成巨大的「山谷」。

通過查詢當地地質圖，當地地質工作者的博客、reddit上的討論、還有地質工程師在現場的視頻，得知這類灰色的岩石是形成於侏羅紀的Smartsville Complex Metavolcanic【1】，變質火山岩（下圖mv=metavolcanic），其主要岩性是amphibolite（視頻一的對話提到），斜長角閃岩，一種區域變質岩類，質地堅固。或者是葉理很發育的Smartville 蛇綠岩【2】，另一類變質岩。