从中学物理谈重庆长寿段长江两岸滑坡治理

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【摘要】 长江在长寿境内走向为一个大的倒“V”。从渝北与长寿交界的扇沱乡到三洞沟支流与长江交汇处这一段长江大致走向为西南向东北，从三洞沟支流与长江交汇处到长寿与涪陵交界处这一段长江大致走向为西北向东南，“V”字型的转折部位大致就在现在已经建成的滨江路一段。

【关键词】 三峡工程 滑坡 治理 物理知识 冲量 地转偏向力

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2012）11-054-01

三峡工程具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。不但可以为经济发达、能源短缺的华东、华南、华中地区提供清洁的电力能源，而且可以改善长江流域的生态环境，带动三峡库区的经济发展，促进长江流域乃至全中国经济的可持续发展。随着各期工程的顺利完成，175米蓄水成功，三峡工程的防洪、发电、通航三大目标顺利实现，其社会效益和经济效益正日益显现。

然而工程完工后带来的负面影响也随之而来：一、三峡工程库容极大，可能增加地震发生几率；二、三峡工程必将对库区生态造成严重的冲击，大批珍稀物种的生存将受到威胁；三、三峡蓄水后，巨大的库容导致水气蒸发量大幅增加，可能导致库区气候环境的改变；四、由于水位上升，两岸山体滑坡、塌方和泥石流等地质灾害发生频繁。

本文无意辩驳三峡工程利大于弊的事实，以上所列几项弊端也有行之有效的措施来应对。笔者身处库区腹地长寿区，今年夏天在滨江路看洪峰过境，而由洪水引发的山体滑坡等地质灾害正严重威胁库区安全，打算从中学物理的角度浅谈一下长寿段长江两岸治理的问题。

三峡大坝蓄水之前，长江两岸经过千百年冲刷，大多为坚硬的岩石，故而较为稳定无经常性滑坡等现象。而三峡大坝175米蓄水之后，水位大幅上升大量山体没入江水之中，这一部分山体没有经受过长期的浸泡和冲刷，因而经过长期的浸泡和冲刷过后，必将导致大量的滑坡现象，并且会引起连锁反应，造成更高处的山体紧跟着滑入江中，给人民身命财产造成损失，也给三峡水库带来安全隐患。所以对长江两岸的有效治理是防范地质灾害发生的重点。

长江在长寿境内走向为一个大的倒“V”。从渝北与长寿交界的扇沱乡到三洞沟支流与长江交汇处这一段长江大致走向为西南向东北，从三洞沟支流与长江交汇处到长寿与涪陵交界处这一段长江大致走向为西北向东南，“V”字型的转折部位大致就在现在已经建成的滨江路一段。上游来水在经过转折点后速度方向发生较大改变，根据高中物理动量部分知识：物体的质量与速度的乘积为动量大小，速度方向为动量的方向，动量为矢量。一旦物体速度方向发生改变，动量也会发生改变，改变的大小符合矢量计算法则。又根据动量定理：合力的冲量等于物体动量的改变量。所以长江在转折点流向发生较大角度改变时必将受到北岸（即滨江路一段）巨大的冲量作用。（力的冲量大小为力的大小与该力作用时间的乘积）由于长江在长寿段流速较快，水流转折时间短，因此北岸对江水的作用力巨大，根据作用力与反作用力知识，江水对北岸的冲击力也是巨大的。可见，在对长江转折段的治理中尤其应注重北岸（滨江路）的防护，堤坝基脚尽量挖深，坝体应厚而耐冲刷，以抗衡江水长期巨大的冲击力。

我们在治理长江两岸的时候还应考虑地转偏向力的影响。在旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性，有沿着原有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果以旋转体系的视角去观察，就会发生一定程度的偏离。 当一个质点相对于惯性系做直线运动时，相对于旋转体系，其轨迹是一条曲线。立足于旋转体系，我们认为有一个力驱使质点运动轨迹形成曲线，这个力就是科里奥利力。由于地球在自转，我们可以把地球看作一个旋转体系，所以我们在治理长江两岸的时候也应考虑科里奥利力（也就是地转偏向力）的影响。河水在沿着河道流动的时候需要一个力来平衡地转偏向力，而这个力由河岸来提供，同样由于作用力与反作用力关系，河水也会对相应的河岸有力的作用，也就是说相应的河岸就会被河水冲刷的严重一些。具体的规律是：北半球顺流而下右岸被冲刷的严重一些，南半球顺流而下左岸会被冲刷的严重一些。长寿区地处北半球，按以上规律我们不难得出从渝北与长寿交界的扇沱乡到三洞沟支流与长江交汇处这一段长江我们应更加注重扇沱、江南这一边江岸的防护，而从三洞沟支流与长江交汇处到长寿与涪陵交界处这一段长江我们应更加注重西岸也就是岳家湾、黑山湾、长河村这一边江岸的防护。

当然，长江两岸的治理是一个系统而又复杂的工程，所运用的知识和技术包含多个领域、多个学科，非某一个方面因素所能决定，本文用中学物理知识粗浅分析，得出结论未必正确，如能得读者加以指正，不胜感激。