【天地人】自然之力：一个耗费了至少11亿美元的窟窿——2017年加州Oroville水库泄流事件

2017年年初，美国加州Oroville水库发生了一次严重的泄流事件。由于冬春之交充沛的降雪融水和雨水，该水库从入冬前的正常低水位直逼警戒状态。水库开始后通过混凝土浇筑的泄洪道正常放水，以应对春季即将到来的更多降水。

但人算不如天算。2月7日，这个泄洪道发生了破损。 在水流的冲刷下，原本很小的一个洞短时间内迅速扩大。水库立刻停下泄洪，评估损坏程度，准备维修。

然而上游来水并不鸟它，水库的水位持续上涨。直到 2月11日，蓄水量竟然超过了水库的最大容积，从混凝土浇筑的溢流坝上方漫出 ：这是该水库建成50年来前所未有的事情。

此事危矣！

要知道，强烈的水流带有巨大的能量。在地质的概念里有一个词语叫“ 下切作用 ”，形容的就是河流对河床基岩的强大破坏力。漫过溢流坝跌落的水流，会对混凝土下方的土石产生巨大的冲刷侵蚀效应，渐渐掏空溢流坝的根基，可能会带来溃坝的风险。若果真溃坝， 一方水土将尽成泽国，四野百姓将皆为鱼虾。

偏偏这样的担心成为了事实——一天之内，混凝土坝下方的地基发生了明显侵蚀！！甚至连基岩也开始受到破坏。 如此情形要是继续发展下去，溢流坝就完蛋了。

当地政府迅速做出决定：一方面 重开破损的泄流道，以最大能力泄洪 ，快速降低水库水位；另一方面对 下游19万居民 下达紧急撤离令，迅速组织居民离开潜在受灾范围。

一场危机正式拉开帷幕。

2月13日，由于泄洪道全功率输出，水库的水位有了显著下降。对于溢流坝底部侵蚀区的紧急维修开始了。 作为直升机大国的美帝体现出了装备的优势 ，重型货运直升机纷纷投入紧急维修， 大量的重型装备被吊运至道路严重损毁的现场 ，工程人员开始 对溢流坝底部的冲沟紧急浇筑混凝土 。此外，到了 2月14日，发布两天的紧急撤离令也被取消（lifted）了……

而此时的混凝土泄洪道，却已是一副白浪滔天的震撼景象了——激流彻底掏空了那个小洞，直接怼上了底部的山岩。 偏偏此处的地质结构不是那么坚固：山坡表面堆积了十几米的风化残积层，而复杂的小型剪切带在岩石里纵横而过 ，水流沿着破碎带一路下切，竟然直接切出一个超大的冲沟。

洪水退去时的样子，是令人震撼的：

上图继续放大可以看出，混凝土泄洪道所在的山坡，明显分为上下两种岩石类型。

底部的岩石呈灰色，未见明显分层，可能是一种火成岩或者变质岩类 ，一般来说坚固致密，适合修筑各类大型工程。顶部的地层，显然就不是那么致密了—— 褐黄色的泥土混合着变成褐色的岩石，结构松散，这应该是底部岩石经过漫长的风化后转变形成的风化层 。

而令我最为吃惊的， 是在泄洪道开始破损的位置，混凝土竟然直接浇筑在风化基岩层上！！！这也可以解释为什么一个小小的破洞会演变成巨大的“山谷”。

通过查询当地地质图，当地地质工作者的博客、reddit上的讨论、还有地质工程师在现场的视频，得知这类灰色的岩石是形成于侏罗纪的 Smartsville Complex Metavolcanic【1】， 变质火山岩（下图mv=metavolcanic），其主要岩性是amphibolite（视频一的对话提到）， 斜长角闪岩 ，一种区域变质岩类，质地坚固。或者是叶理很发育的 Smartville 蛇绿岩【2】 ，另一类变质岩。