白鶴灘水電站工程是開發和治理長江上遊的重要水電工程，是西部大開發的重大基礎性工程，也是國家能源戰略布局"西電東送"的骨幹電源點和長江防洪體係的重要組成部分。

這樣大的一個水電工程，如何保證大壩在地震發生時的安全？以下，就由小微君帶你去看看記者對中國工程院院士陳厚群的專訪。

為什麼說白鶴灘水電站壩區的地質條件很複雜？

西高東低、山高穀深、穀坡陡峻、河道狹窄的地理形勢

複雜的地層岩性、斷裂較多但規模普遍較小的地質構造特征

6級以下中小地震記錄頻繁的壩區地震活動曆史

陳厚群表示，雖然曆史上僅發生過一次對壩址最大影響烈度為8度的地震，但為了保證強震發生時大壩的安全，中國地震災害防禦中心將壩址區抗震設防烈度確定為8度。

如何應對汶川地震後因工程抗震性能要求提高所帶來的挑戰？

2005年，白鶴灘水電站項目部對白鶴灘水電站拱壩抗震安全進行了安全分析和評價

2011年，中國水利水電科學研究院作了《白鶴灘水電站可行性研究階段拱壩抗震安全分析與評價研究》

2013年，華東勘測設計院作了《白鶴灘水電站可行性研究工程防震抗震研究設計專題報告》

2016年，中國水科院按照新規定，再次複核、改進白鶴灘水電站項目地震安全評價報告，並與中國地震災害防禦中心共同承擔了《白鶴灘拱壩抗震安全複核分析與評價研究報告》

陳厚群表示，利用天河一號的超級計算機對白鶴灘項目的抗震安全性進行模擬實驗分析後，通過反複的研究論證以及試驗，保證了白鶴灘抗震設計安全。

總庫容達到206億立方米的白鶴灘水電站是否會誘發地震？

陳厚群認為，水庫蓄水誘發的地震按成因分為兩類：

非構造型淺層微震，起因於水庫蓄水前後水位的變化，導致區域應力的重新調整，進而引起地表岩石的滑移產生地震，最大震級不超過3-4級，不危害工程和庫區。

構造型水庫地震，因為庫水向地下深部滲透中扮演了"潤滑劑"角色，激活了處於臨界狀態的發震斷層，導致深部岩層斷裂引發地震，最大震級較前者高，但未見超過6.5級。

建水庫後發生水庫地震的幾率是很小的，陳厚群表示，通過分析金沙江地震觀測網絡的數據得出的結論是白鶴灘水庫不會觸發超過天然構造地震強度的地震。

如何看待金沙江下遊四座梯級電站的建設對我國高混凝土壩抗震安全技術研究的推進作用？

陳厚群說，通過向家壩等一係列水電工程的建設，取得了大量的研究成果，推動了技術創新，但在高壩抗震設計過程中，需要迫切解決算法、規範的陳舊和缺失等問題，要用新的理念、方法和手段來編製新的規範，不要套用國外規範。

突破傳統理念和思維

在水電工程抗震領域取得新突破

白鶴灘水電站工程是開發和治理長江上遊的重要水電工程，是西部大開發的重大基礎性工程，也是國家能源戰略布局"西電東送"的骨幹電源點和長江防洪體係的重要組成部分。白鶴灘水電站工程抗震設計如何？白鶴灘水電站的建設對我國高混凝土壩抗震安全技術研究又有哪些推進作用？針對這些問題，本報記者采訪了中國工程院院士、中國水利水電科學研究院工程抗震研究中心教授級高級工程師陳厚群。

"在翻查白鶴灘水電站地質情況資料時，看到最多的字眼就是"地質、地震、地形環境複雜"，請問白鶴灘水電站的地質條件複雜在哪兒?"

金沙江下遊地區位於青藏高原和雲貴高原向四川盆地過渡的斜坡地帶,地勢總體西高東低,區內山高穀深，穀坡陡峻，河道狹窄。在地質構造單元上是康滇地軸(川滇台背斜)和上揚子台褶帶(滇東台褶皺)兩個二級大地構造單元過渡的地帶,地層岩性條件相當複雜。而白鶴灘工程所在區域位於康滇地軸與上揚子台褶帶兩個二級構造單元的過渡帶,壩址區位於涼山構造帶東側與蓮峰—巧家構造帶相夾持的三角形區域內,區內斷裂規模普遍較小，對區域地殼穩定性不構成影響。壩址區地殼穩定性條件總體較好。根據區域地震地質條件和地震活動特征分析，工程區40公裏範圍內，無6級以上地震發生，但中小地震記錄頻繁，表明壩址區地震危險性主要來自外圍強震影響，曆史地震對壩址的最大影響烈度為8度，為1733年東川7.75級地震(距壩址104公裏)和1850年西昌7.5級地震(距壩址73公裏)。其餘外圍幾次強震對壩址產生的地震烈度都未超過7度。對壩址區影響最大的木河斷裂和小江斷裂所構成的構造活動帶，極限分析未來百年對壩址的影響不會超過8度水平。

根據2016年2月中國地震災害防禦中心提出的《金沙江白鶴灘水電站壩址設計地震動參數複核報告》，壩址區地震基本烈度按50年超越概率10%地震動參數確定，為8度。

"汶川地震後，國家在大壩規劃設計上對工程的抗震性能提出了更高的要求，同時，社會大眾也對工程的安全性提出了更高的期望，請問這些給大壩抗震帶來了哪些挑戰？如何應對？"

汶川大地震中,岷江上遊河段已建大中型水電工程,特別是紫坪鋪和沙牌兩座高壩，經受住了遠超設防標準的強震考驗，大壩整體安全穩定，但輔助設施抗震設計以及應急管理機製等很不完善，對工程抗震設計和次生災害問題提出了新的要求。因此，汶川地震以後，在金沙江下遊水電開發中，國家將工程和水庫抗震安全問題提上一個非常重要的高度，要求極端地震下不能潰壩，不能產生失控下瀉而造成次生災害。這些都對白鶴灘的抗震設計以及抗震水平提出了更高要求。同時，2015年，國家能源局等有關部門發布了《水工建築物抗震設計規範》《中國地震動參數區劃圖》等一批新的行業規範和國家規範，對工程抗震設計等提出了新的要求，這就要求白鶴灘水電站項目需要按照國家有關法律法規和相關規範的要求,開展地震安全性評價和抗震設計複核等工作。為了保證白鶴灘的抗震安全性，早在2005年，就對白鶴灘水電站拱壩抗震安全進行了安全分析和評價；2011年，中國水利水電科學研究院作了《白鶴灘水電站可行性研究階段拱壩抗震安全分析與評價研究》；2013年，華東勘測設計院作了《白鶴灘水電站可行性研究工程防震抗震研究設計專題報告》；2016年，中國水科院按照新的規定，對白鶴灘水電站項目地震安全評價報告進行再次複核、改進，並與中國地震災害防禦中心共同承擔了《白鶴灘拱壩抗震安全複核分析與評價研究報告》等。同時，還利用中國水科院自主研發的並行計算軟件，用天河一號的超級計算機對白鶴灘水電站項目的抗震安全性進行模擬實驗分析，通過反複的研究論證以及試驗，保證了白鶴灘抗震設計安全。

"白鶴灘水電站作為世界第二大水電站，其庫容達到206億立方米，有些讀者關心是否會誘發地震，對於這一點，您怎麼看？"

金沙江的四座梯級水電站都建有強震觀測台，而且這四個觀測台聯合成為一個大的地震觀測網絡，通過觀測和大量的分析後，我們得出的結論是：白鶴灘水庫不會觸發超過天然構造地震強度的地震。

水庫地震的成因機製很複雜，至今並未解決。主要是由於目前對水庫地震源處所處岩層深部高溫高壓條件下，岩體性態和水體運動規律的認識還很不足。因此,還很難建立一個物理模型對這一複雜的過程進行描述，主要隻能以統計和類比方法探討其本質規律。我認為對水庫地震按其成因大致可區分為兩類:

一類是與岩溶、礦洞、地表岩體應力調整有關的非構造型淺層微震，一般在水庫蓄水和水位變動不久發生，與水位有較明顯相關性。這類水庫地震一般都在水庫蓄水或水位變動較大後不久發生，常與水位有一定的相關性。其最大震級不會超過3～4級,對工程和庫區不致造成危害。全球已有水庫地震的震例絕大多數屬於此類。

另一類是由庫水觸發穿過或鄰近庫區的、已處於臨界狀態的發震斷層的構造型水庫地震。其在水庫蓄水後的微震震中常逐漸呈現出與發震構造有一定關聯的較連續的條帶狀，震級強度隨之增大，直至發生主震，在其後的岩層應力的調整中餘震將持續一段時間。由於庫水向岩層深部滲透過程較緩慢,主震發生的時間一般都要滯後於水庫蓄至最高水位或發生顯著變化的時刻。主震的最大震級可能較高,是工程抗震所主要關心的。迄今全球震級超過6級的4例水庫觸發地震都屬此類前震—主震—餘震型。為社會和工程界所關心的主要是這類水庫觸發的地震。

迄今全球水庫蓄水引發水庫地震震例占水庫總數的比例是極小的。在30多個國家報道的100多例水庫地震中，絕大部分都屬於非構造型水庫地震。非構造型水庫地震的震源很淺，震級不大，一般不會超過3~4級，在離震中很近的地方，人們能夠感覺到，但不會對當地居民的生產生活造成大的影響，更不會對大壩造成危害。社會和工程界最為關心的構造型水庫觸發地震，隻有在特定的地質和水文地質條件下才能發生，其最大震級不可能超過被其觸發斷層的自然地震的最大震級。目前，全球僅有4個最大震級超過6級的水庫地震震例，其最大震級不超過6.5級。

所以，建水庫後發生水庫地震的機率是非常小的。絕不是建了水庫就會引發水庫地震。中國是多地震國家，好多地方沒有水庫也發生地震，北京是8度區，如果用精密的儀器測量，就會發現小震不斷。而且水庫地震能量的釋放，在應力調整後又漸趨於平衡。一般認為，水庫地震主要發生在建水庫後的幾年，五年十年，一般不會超過二十年，所以水庫地震會隨著蓄水後時間的推移而衰減的。

"通過金沙江下遊四座梯級電站的建設，對我國高混凝土壩抗震安全技術的研究有哪些推進作用？"

我國從"七五"國家重點科技攻關開始，到現在的"十三五"科技攻關，正是通過向家壩、溪洛渡、白鶴灘和烏東德等一個又一個開發工程的建設，在高壩抗震設防的多尺度關鍵技術、大壩結構靜動力分析的精細化計算、混凝土高壩抗震設計的突破創新、水電工程場地相關設計反應譜及加速度時程、卸荷岩體力學理論的研究進展等方麵取得了大量成果。

但是，我們也應該看到在大壩抗震設計，尤其是高壩抗震設計過程中，沿用的算法、規範的陳舊和缺失，成為當前迫切需要解決的問題。中國水電已成為世界水電行業的引領者，在世界水電工程招標中，大多數是中國企業中標，然而在工程建設中卻套用國外規範。習近平總書記在談到自主創新時說，我們要引進和學習世界先進科技成果，更要走前人沒有走過的路，努力在自主創新上大有作為。現在，我們是已是世界上高壩建設大國，我們有責任，也有義務在設計、方法、理念上有所創新，不能再用老一套，要突破，要成為規範的製定者。我們要用新的理念、新的方法、新的手段來編製新的規範。在新的規範裏，要將如何合理確定河段地震、極端地震的特性、經常大震的特性，給出合理的定量標準，形成共識。

目前，在白鶴灘水電項目上，我們已經在所能做到的方麵，全部都做到了。下一步，我們要結合烏東德、白鶴灘等工程建設，進一步深化研究，突破傳統理念和思維，在水電工程抗震領域取得新的突破。正如習近平總書記所說，廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上！

原標題:院士談 | 陳厚群：突破傳統理念和思維，在水電抗震領域取得新突破