역사상 최악의 댐 붕괴

현대식 댐은 거대한 수역을 저지할 수 있으며 실패할 경우 하류에 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다.  댐 엔지니어가 최악의 시나리오를 계획할 때 파괴 행위는 일반적으로 위험 평가의 일부가 아닙니다.

"일반적으로 우리는 전쟁이나 폭발물을 생각하여 댐을 설계하지 않습니다"라고 댐 보호를 전문으로 하는 토목 공학 교수인 마드리드 공과 대학의 Rafael Moran은 말합니다 . "디자인을 위한 가설이 아닙니다."

이번 주 초, 우크라이나의 Kakhovka 댐에 설치된 폭발한 광산은 Kakhovka 저수지에서 하류의 마을과 농장으로 엄청난 양의 물을 방출했습니다 .

대홍수로 인해 수십만 명의 우크라이나인들이 정상적인 식수 공급을 받지 못하고 있습니다 .

Moran은 릴리스의 규모를 맥락에 둡니다. "이 저수지에는 18 입방 킬로미터(4.7조 US 갤런)의 물이 들어 있습니다."라고 그는 말합니다. "그것은 스페인의 모든 저수지 용량의 3분의 1입니다."

Kakhovka 댐은 1950년대 소련 지도자 이오시프 스탈린(Joseph Stalin)이 이 지역의 자연적 특성 과 습지의 불쾌한 특징을 바꾸려는 계획의 일환으로 드니프로 강을 따라 건설되었습니다. 약 34,000명이 재정착했습니다.

"습지를 통제하고 새로운 인공 바다 밑으로 사라지게 함으로써 [소련] 정권은 영토에서 경제적, 정치적 입지를 강화했습니다. " 환경 사학자 Stefan Dorendel과 Anna Olenenko는 A New Ecological Order라는 책에서 동유럽의 자연 변화에 대해 썼습니다. 

용량이 18 입방 킬로미터인 Kakhovka 저수지의 물이 손상된 댐을 통해 흐릅니다(Credit: Alamy)

따라서 아이러니한 점은 러시아가 책임을 져야 한다면( BBC는 화요일에 우크라이나의 주장을 확인할 수 없었습니다) 그 엄청난 사업을 뒤집는 군사적 결정이 될 것이라는 점입니다. 

역사적인 침해

이러한 치명적인 댐 붕괴는 드뭅니다. 그러나 이런 일이 발생하면 미래의 댐을 설계하고 위험을 평가하는 방식을 종종 바꿀 수 있습니다.

역사에서 비슷한 재앙의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

• 1800년대 후반 알제리의 Bouzey 및 Habra 댐 의 실패는 댐 바닥에서 물의 무게로 인해 발생하는 수직력인 " 상승 압력 "의 효과에 대한 엔지니어의 눈을 뜨게 했습니다.

• 1959년에 400명 이상의 목숨을 앗아간 프랑스의 Malpasset 댐 붕괴. 이 경우 이후 분석 결과 콘크리트 기초 아래에서 지금까지 알려지지 않은 지질학적 약점이 댐의 무게에 의해 옮겨진 것으로 밝혀 졌습니다 . 엔지니어와 지질학자는 이제 시공 전에 이러한 문제를 설계하고 확인해야 합니다.

• 1963년 산사태가 저수지에 떨어져 쓰나미를 일으켰을 때 범람한 이탈리아 Vajont 댐 의 재난 . 이로 인해 엔지니어는 평가 시 저수지 위의 경사면 불안정 위험을 포함하게 되었습니다. "이전에는 대량 미끄러짐이 문제로 간주되지 않았습니다."라고 Moran은 말합니다.

• 1976년 미국 아이다호의 테톤 댐 붕괴 로 11명이 사망하고 약 4억 달러(3억 2천만 파운드)의 피해가 발생했습니다. 조사 결과 지역 지질학을 무시하고 내부 침식과 균열을 허용한 기초에서 설계 결함과 잘못 구현된 건설이 드러났습니다.

오늘날 완료된 많은 댐 위험 평가는 덜 치명적인 규모의 사건에 대비하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 그럼에도 불구하고 댐 고장은 놀라울 정도로 흔합니다. 90,000개 이상의 댐이 있는 미국에서는 1800년대 중반 이후 매년 평균 10번의 고장이 발생했지만 이러한 고장 중 3.8%만이 한 명 이상의 사망자를 낳았습니다.

1959년 프랑스 Malpasset 댐이 무너지면서 400명 이상이 사망했습니다. (Credit: Getty Images)

오늘날 댐 기술자에게 특히 치명적인 문제 중 하나는 기후 변화입니다. "범람"의 위협은 최대 홍수 수준이 더 낮을 때 설계된 오래된 댐의 실패 위험이 점점 커지고 있습니다. "여수로는 용량이 충분하지 않습니다."라고 Moran은 말합니다.

이 여분의 물에 대처하기 위해 여수로를 조정하는 것은 비용이 많이 들 수 있지만 콘크리트 슬래브를 배치하여 댐의 건조한 내리막 경사면에 일종의 홈통을 형성하여 넘친 물을 받아 방향을 바꾸는 것과 같은 간단하지만 혁신적인 솔루션이 있다고 그는 설명합니다. .

우크라이나 재앙이 미래의 댐 설계에 어떻게 영향을 미칠지 또는 영향을 미칠지 말하기에는 너무 이릅니다.

Moran은 미군이 미국 댐이 폭발적인 파괴 행위에 얼마나 취약한지 확인하기 위해 테스트를 수행했지만 결과를 공개하지 않은 것으로 알고 있습니다.

그러나 그는 콘크리트(조적식 댐) 또는 흙(제방 댐)으로 만들어진 많은 대형 댐의 경우 우크라이나에서 볼 수 있는 종류의 파괴 행위가 그렇게 간단하지 않을 것이라고 지적합니다. 예를 들어 콘크리트 후버 댐과 같은 구조물에 손상을 입히려면 엄청난 폭발이 필요합니다. 왜냐하면 그 구조물은 매우 견고하고 넓기 때문입니다.

Kakhovka 댐을 취약하게 만든 것은 물의 흐름이 금속 문으로 제어되었기 때문에 상대적으로 광산을 뚫기 쉬웠을 것이라고 Moran은 설명합니다.

1963년 이탈리아 Vajont 댐의 붕괴로 손상된 뒤틀린 선로 (Credit: Getty Images)

그 상대적인 파괴 용이성으로 인해 Kakhovka는 수십 년 동안 유럽에서 볼 수 없었던 규모의 댐 붕괴로 침입했습니다.

그 결과는 즉각적인 피해뿐만 아니라 몇 달 동안 계속될 것입니다. 수십 년 동안 Kakhovka 저수지의 물은 이전에는 더운 여름에 건조했던 지역 전역의 농지를 관개하는 데 도움이 되었습니다. "우크라이나의 농업 부문에 영향을 미칠 것"이라고 Moran은 말합니다. "그들이 세상을 먹이고 있기 때문에 그것은 매우 큽니다."