中國大壩抗震防災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)研究

特約欄目主編 | 李德玉（1962—），教授級(jí)高級(jí)工程師，博士生導(dǎo)師。中國水利水電科學(xué)研究院工程抗震研究中心副主任。中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)抗震防災(zāi)專業(yè)委員會(huì)主任委員，能源行業(yè)水電勘測(cè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員。長期從事混凝土壩抗震動(dòng)力數(shù)值模擬分析和試驗(yàn)技術(shù)研究，主持完成多項(xiàng)國家及省部級(jí)科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目以及三峽、小灣、溪洛渡、白鶴灘等重大工程的抗震研究工作，承擔(dān)國家標(biāo)準(zhǔn)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水電工程水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 的編制工作。發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)6項(xiàng)。

水和能源是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。受季風(fēng)氣候條件影響，我國水資源時(shí)空分布嚴(yán)重失衡，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展進(jìn)程中，我國一直面臨著水資源短缺、水災(zāi)害嚴(yán)重以及水環(huán)境惡化的威脅。我國水能資源理論蘊(yùn)藏量和技術(shù)可開發(fā)量居世界首位，但開發(fā)利用程度較低。因此，在充分重視移民安置、生態(tài)及環(huán)境保護(hù)的前提下，通過興建水庫大壩等工程手段，合理有序開發(fā)利用水資源，對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有“不可替代”的重要作用。

我國是世界上地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一。在占全球陸地面積7%的國土上，發(fā)生了占全球35%的7級(jí)以上大陸地震。地震多、分布廣、強(qiáng)度大、震源淺、災(zāi)害重是我國的基本國情之一。

我國西部地區(qū)水能資源富集，占我國水能資源總量的80%以上。同時(shí)西部地區(qū)也是區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性相對(duì)較差的地區(qū)，近代中國大陸82%的強(qiáng)震均發(fā)生在該地區(qū)，因此在西部地區(qū)興建水庫大壩難于避讓高地震區(qū)。同時(shí)，大壩遭遇強(qiáng)震潰決導(dǎo)致的庫水失控下泄引發(fā)的巨大災(zāi)難不堪設(shè)想，必須防止。因此，大壩抗震安全是關(guān)乎國家水資源安全乃至社會(huì)公共安全的關(guān)鍵技術(shù)問題。

大壩抗震防災(zāi)技術(shù)涵蓋了工程地震學(xué)、工程材料學(xué)、固體力學(xué)、巖體力學(xué)等多學(xué)科交叉的綜合科技問題。20世紀(jì)60年代初，結(jié)合新豐江水庫地震及其大壩抗震加固的研究工作，陳厚群院士等老一輩開拓者開創(chuàng)了我國大壩抗震防災(zāi)研究事業(yè)。半個(gè)多世紀(jì)以來，伴隨著我國水利水電工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展，我國相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、高等院校、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理單位通力協(xié)作，圍繞確保大壩抗震安全的目標(biāo)，貫徹從工程實(shí)際出發(fā)的理念，在大壩場(chǎng)址設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)及地震動(dòng)輸入、筑壩材料動(dòng)態(tài)性能、計(jì)入大壩—地基—庫水動(dòng)力相互作用和各類非線性耦合影響的大壩地基系統(tǒng)動(dòng)力反應(yīng)分析方法和試驗(yàn)技術(shù)、大壩地震破壞機(jī)理及其抗震安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則等方面開展了持續(xù)不斷的科研攻關(guān)和技術(shù)研發(fā)，逐漸形成了具有中國特色、處于國際先進(jìn)水平的大壩抗震防災(zāi)研究設(shè)計(jì)體系，切實(shí)解決了大壩抗震設(shè)計(jì)中的諸多技術(shù)難題，為我國強(qiáng)震區(qū)水利水電工程開發(fā)做出了應(yīng)用的貢獻(xiàn)。

2008年“汶川地震”后，國家有關(guān)部門提出了確保極端地震下高壩大庫不發(fā)生失控下泄導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)變的新要求，自此以后的近10年來，在國家及行業(yè)主管部門大力支持下，結(jié)合西部強(qiáng)震區(qū)高壩大庫的抗震設(shè)計(jì)，我國大壩抗震防災(zāi)研究工作得到了更大發(fā)展。2017年10月，中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)抗震防災(zāi)專業(yè)委員會(huì)聯(lián)合北京水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、《水電與抽水蓄能》雜志社等單位在北京召開了第六屆全國水工抗震防災(zāi)學(xué)術(shù)交流會(huì)。會(huì)議共收到交流論文50余篇，基本涵蓋了大壩抗震防災(zāi)研究各相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的新成果。為更好匯聚和傳播我國大壩抗震防災(zāi)研究成果，《水電與抽水蓄能》編輯部特別策劃了“中國大壩抗震防災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)研究”專欄，從本次會(huì)議交流文中，選取了非連續(xù)變形接觸問題的分區(qū)有限元-塊體界面元?jiǎng)恿旌纤惴?、高壩抗震高性能并行?jì)算研究及其應(yīng)用、高拱壩-地基系統(tǒng)整體穩(wěn)定強(qiáng)震破壞機(jī)理研究、基于設(shè)定地震確定重大水電工程場(chǎng)地相關(guān)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜、深厚覆蓋層上高心墻堆石壩新型結(jié)構(gòu)抗震安全性研究等5篇代表性論文。衷心希望這些研究成果在進(jìn)一步深化對(duì)大壩抗震安全性能的認(rèn)識(shí)、推動(dòng)我國大壩抗震防災(zāi)技術(shù)的新發(fā)展等方面發(fā)揮應(yīng)有的作用。

衷心感謝專欄各位作者的辛勤勞動(dòng)和貢獻(xiàn)，感謝《水電與抽水蓄能》編輯部為本專欄的策劃和出版做出的專業(yè)和細(xì)致的工作。