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我国大坝有足够的抗震能力
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2008-05-16
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中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心副主任、教授级高工 李德玉
我国是一个多地震国家。据史料记载，中国各省都几乎发生过破坏性地震。我国的地震多为浅源地震（震源深度小于70公里），震级和频次高，分布也广，造成的地震破坏较大。这次发生在四川汶川县的大地震，震源深度约为29公里，属典型的浅源地震。据统计，在全球10次死亡人数超过万人的大地震中总死亡人数达数百万人，其中发生在中国的4次大地震死亡人数占到了55％。因此，中国是地震灾害最为严重的国家之一。
修建大坝是人类兴利除害、造福社会的重要工程手段。新中国成立以来，我国大坝建设得到了迅速发展。截至1998年，已建各类水坝8万多座，其中多数处于地震区。相关统计显示，库容大于1亿立方米的大坝有75％位于地震烈度Ⅵ度以上地区，其中的40％位于Ⅶ度以上地区，13％位于Ⅷ度以上地区。一些重大工程位于强震区，如已建的龙羊峡、二滩大坝设计烈度达Ⅷ度，拟建或在建的大岗山、小湾、溪洛渡的设计烈度更是达到Ⅸ度。
近年来，我国相继发生了一系列强震，一些大坝遭受地震后出现了不同程度的损害。目前我国已建水坝中以中小型土石坝为主，分布较广，易受震害。据统计，1976年唐山地震中，在遭受震害的366座各类水坝中，土石坝占94％。土石坝震害主要表现为滑坡、裂缝、渗漏、沉陷等。
总体来讲，我国还没有发生混凝土坝遭受严重震害的实例，但也有部分大坝在地震中出现局部损坏，影响大坝正常运行，需要采取抗震加固措施，其中以1961年新丰江水库诱发地震导致大头坝坝体上部出现贯穿性水平裂缝最为典型。截至目前，我国大中型水坝还没有出现因遭受地震而垮塌破坏的情况。我国的大坝有足够的抗震能力。
大坝一旦遭受严重震害，导致库水不可控制地下泄，除工程本身及其效益损失外，更为严重的是将导致下游广大地区人民生命财产的重大损失，后果不堪设想。尤其是为解决日益突出的城市用水短缺修建的大型水库，据统计有41座水库位于Ⅶ度以上地区，主要为全国9个省会大城市供水。因此，我国政府历来十分重视水库大坝的抗震安全和防震减灾工作。1998年颁布施行的《中华人民共和国防震减灾法》为水库大坝这类重大建设工程的防震减灾工作奠定了法律基础。
针对我国强震多发、大中型水库多建于强震区的情况，我国对大坝抗震问题历来十分重视。为做好大坝抗震设计，减轻地震破坏及防止严重次生灾害，1978年我国颁布实施了第一部《水工建筑物抗震设计规范》（中国水利水电科学研究院主编），并于1997年完成了该规范的修订工作。当前，我国强震区的大坝抗震设计必须按照该规范进行抗震设计，达到所规定的抗震设防要求，并通过相关部门的设计审查。对于一些特别重大工程，对大坝抗震问题还要进行专项设计与专题研究。科学严谨的大坝抗震设计，对保证大坝具有足够的抗震能力奠定了基础。可以说，随着我国大坝建设发展和设计水平的整体提高，其抗震设计水平处于世界前列。
我国十分重视地震监测工作，目前地震部门已经建立了覆盖全国范围的地震监测台网。大坝地震监测是及时获取实际地震资料进而进行大坝安全评估、采取相应对策的重要基础。因此，我国现行的水工建筑物抗震设计规范明确规定对于大中型工程应进行地震监测设计，布置监测台阵。我国很多大中型水库都布置了地震监测台阵，如三峡、龙羊峡、二滩等。这些地震监测设备目前都获得了有价值的监测资料，为大坝的安全运行以及提高今后大坝的抗震设计水平发挥了重要作用。本次汶川地震强震区的一些水利工程也布置有地震监测台阵，可以预计将获得丰富的实测地震资料。
由于地震预报仍是至今尚未解决的世界性难题，地震在发生时间和强度等方面具有很大不确定性，世界上有很多实际发生的地震烈度远超过工程设计地震烈度的先例，给工程结构和人民生命财产造成了重大损害。此次四川汶川地震中，紫坪铺（面板堆石坝）、沙牌（世界最高的碾压混凝土拱坝）等大坝位于震中区，紫坪铺和沙牌工程的实际地震烈度可能超出了当初设计时的设计地震烈度，当务之急是要尽快采取放空水库、疏散下游群众等应急措施，查明震害，结合实测地震资料进行大坝震后评估，必要时尽快采取抗震措施，确保工程安全和下游广大地区人民生命财产安全。
当前，很多高坝大库都急于立项上马开工，勘测、设计、科研的前期工作周期都较短，一些前瞻性的重要科学研究和创新性的技术支撑，缺乏进一步深入研究，水库大坝的防震减灾工作仍面临十分艰巨的任务。今后，应遵照我国防震减灾法的要求，在国家鼓励和支持防震减灾科学技术研究的政策支持下，大力加强大坝强震监测与震害资料数据管理、水库地震与预测、大坝地震灾变机理和抗震防灾对策、大坝震害快速评估及应急处置预案、大坝震后抗震性能鉴定和加固修复措施、水利工程抗震知识普及推广等方面的工作，为政府部门的管理决策提供技术支撑，提高我国水库大坝的防震减灾工作水平。
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作者：
李德玉
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