中國大壩防震抗震技術研究

特約欄目主編 | 周建平（1962—），碩士研究生學歷，教授級高級工程師，中國電力建設股份有限公司總工程師、國際大壩委員會副主席、中國大壩協會副秘書長。2010年獲首屆“潘家錚獎”，2011年獲國務院“政府特殊津貼”，2013年獲“中國電力科技杰出貢獻獎”，2014年獲全國優秀科技工作者榮譽稱號。從事水電工程設計咨詢35年，擁有注冊投資（咨詢）、注冊土木工程師資質，在龍灘、大朝山、伊朗U. Gotvand等國內外水電工程建設中做出了重要貢獻。

中國大壩防震抗震技術研究

中國水能資源理論蘊藏量和技術可開發量世界第一。最新水能資源復查及其補充調查成果表明，中國大陸水能資源技術可開發裝機容量6.9億千瓦，年發電量3萬億千瓦時，西部地區是中國大江大河源頭集中發育和水能資源富集地區，水能資源占比在80%以上。時空分布不均是中國水資源及水能資源最主要的特點，因此，需要建設高壩大庫進行河流徑流和洪水調節，以利于水資源的綜合利用。高壩工程具有綜合利用的顯著優勢，是集水資源開發、防洪抗旱、應對氣候變化、優化能源結構、改善生態環境、振興地區經濟于一體的可持續工程，具有不可替代的重要作用。

然而，中國西部地區區域構造背景復雜，中、強地震活動頻繁，斷層、滑坡、崩塌堆積、泥石流等物理地質現象發育，地震烈度高，地震及地震地質災害十分嚴重。近代中國大陸80%以上的強震都發生在西部地區。繼2008年5月12日汶川地震（8.0級）之后，又發生過青海玉樹地震（2010年4月14日，7.1級）四川雅安地震（2013年4月20日，7.0級）、云南魯甸地震（2014年8月3日，6.5級），每一次地震都造成了大量人員傷亡和財產損失。西部規劃中的高壩大庫幾乎都處于強地震地區，場地基本烈度高，山高谷深，環境地質復雜，高壩工程安全面臨地震和地質災害的嚴峻挑戰，地震工況往往成為設計中的控制工況。可見，西部高壩工程難以避開高地震區，必須面對地震設防問題。

地震具有很大的不確定性，地震預報至今仍為有待解決的世界性難題，且突發性強、破壞性大。高壩大庫遭受強震一旦發生潰決，庫水失控下泄，巨大的勢能勢必造成下游廣大地區難以承受的嚴重災害，經濟、社會和環境等方面的后果不堪設想。因此，我國高壩大庫“無可替代”的重要作用、“難以避讓”的抗震問題及其一旦發生嚴重災變引起“不堪設想”的災害后果，凸顯了高壩大庫抗震安全的戰略重要性。高壩大庫防止地震災變是關系經濟社會發展全局的防災減災重大工作中的重要內容，也是水利水電建設中必須面對的和急需解決的一個戰略性關鍵技術問題。

科學界致力于地球物理、地質構造、地震機理、地震波的傳播和衰減規律研究，并力求通過地殼內地應變、地應力、溫度或流場的監測分析，預測地震的發生和可能產生的影響。遺憾的是，當前和今后相當長時期，地震發生的具體時間，地震震級、震中位置和震源深度尚不可預測。工程界針對大壩防震減災問題，世界各國首先立足于規劃選址，其次規避活斷層；立足于大壩抗震特性研究和工程抗震措施；立足于強化大壩安全管理，消除隱患，地震應急預案研究和應急處置。事實證明，如果工程選址能夠避開活斷層、避開潛在滑坡體和崩塌堆積體，工程設計滿足抗震設防要求，工程施工質量得到保障，運行管理維護到位，大壩地震安全就可以得到保障，不會出現地震潰壩事件。

大壩防震抗震技術是中國西部大壩工程安全的關鍵技術。隨著科學技術發展和西部高壩工程實踐，目前，中國大壩防震抗震技術走在了世界前列，引領技術發展，形成了從地震設防標準、場地地震風險分析、地震動輸入，到大壩地震動響應，工程抗震措施、地震安全性評價、地震應急預案等的大壩防震抗震技術的新思想、新方法和新技術，具有廣泛的國際影響。《水電與抽水蓄能》期刊致力于匯聚、傳播、傳承中國水電各專業的科技成就、理論創新、經驗總結和應用動態。從2016年下半年，《水電與抽水蓄能》期刊特別策劃了“中國大壩防震抗震技術研究”專題，組織專家撰寫了《高混凝土壩抗震設計面臨的挑戰》《大壩抗震分析與安全評價》《水電工程防震抗震研究及設計規范》《我國高土石壩抗震安全研究進展》《混凝土壩震害案例及抗震設計相關問題探討》5篇文章。這些文章既有高混凝土壩、土石壩的工程設計、安全評價、案例分析方面的科學研究和實踐總結，也包括標準體系、工程措施以及應急管理的分析和評價。陳厚群院士通過對傳統設計理念和方法的深入思考和批判，創新性地從地震動輸入、結構響應、材料抗力三個關聯的方面，闡述了高壩抗震設計的計算理論和方法，提出了基于更切近實際分析模型的、將抗震強度和穩定校核融為一體的、高壩地震損傷破壞過程分析的綜合方法。林皋院士對大壩抗震分析和安全評價的一些重要問題提出了自己獨到的見解，涉及壩-庫水動力相互作用、壩-地基動力相互作用、大壩地震響應精細化數值分析和大壩的超載潛力與抗震安全性評價方法等。所有這些勢必能夠給中國大壩地震設防和應急管理從業人員提供新的啟示和方向，推動我國大壩工程技術進一步發展。

衷心感謝各位專家、學者對中國大壩防震抗震技術發展的大力支持，感謝《水電與抽水蓄能》期刊對本期特別策劃出版，做出的細致而專業的工作。

特約欄目主編

周建平