合理选址是高坝抗震能力强的重要基础

2008年5月12日四川汶川发生里氏8.0级特大地震，顿时在震中及其附近地区，山崩地裂，河流改道，房屋坍塌，人民生命财产遭到巨大损失。然而，人们最为关心的、可能产生此生灾害的数十座大型水电水利工程在这次强震中经受住了考验，表现堪称优异。尽管包括大坝在内的各建筑物有不同程度的损坏，但均没有产生次生灾害，部分电站通过正常维修，震后迅速恢复发电，为抗震救灾提供了可靠电源。紫坪铺水库开辟了水上救生通道，成为震不断的水上生命线，在抗震救灾中发挥了特殊作用。库区复建道路成为重要的救灾补给线，枢纽工程区成为当地应急避险重要场所。水电工程在抗震救灾中发挥了重要的积极作用，做出了特殊的贡献。

我国是地震频发的国家，西南地区既是我国水能资源最富集的地区，也是我国强震活跃的地区，如何有效地规避地震地质风险，一直是我国从事水利水电工程地质人员思考和重视的问题。

地震可能给水电工程带来的风险主要体现在三个方面：

第一，强震发生后，所带来的场地地震动力反应对建筑物的影响。这种动力反应体现在地震动加速度值的大小、地震波特征周期长短和地震反应谱型上，有了上述基本特征参数，结构工程师就可以据此进行建筑物抗震设计并采取正对性的抗震措施。对于大型水电工程我们均通过专门的地震危险性分析工作，得到上述参数，从而保证了抗震设计的基础比较扎实。本次地震震中区域地震烈度达Ⅺ度。处于Ⅺ度、Ⅹ度、Ⅸ度、Ⅷ度影响区的紫坪铺面板堆石坝、沙牌混凝土拱坝、碧口土心墙堆石坝、宝珠寺混凝土重力坝等4座典型水电工程及大量的闸坝工程，实际上都经受住了比设防烈度高出2度～3度地震动的严峻考验，未产生溃坝和建筑物的严重破坏情况，说明水工建筑物抵御地震动力反应的能力超出我们的预计，验证了在高地震烈度区进行水电工程建设是可行的、安全的，对今后在类似地区建设大型水电工程增加了信心。

第二，地震发生后，发震断层的地表破裂及其同震位错对水工建筑物的影响。本次地震在地表和地下深处产生了绵延数百公里的破裂和数米位错，但同震错断仅限于发震断层带两侧数百米范围之内，灾区大中型水电工程坝址离断层带最近的距离也在1.5km以上，均未出现伴随汶川地震的同震位错现象，因此工程抗断风险得以避免，是本次大中水电站大坝没有产生溃坝的重要原因。而台湾集集地震中得石岗大坝就是因为大坝压服在活动断层上，地震产生的垂直和水平向的位移，使其断裂。我国大型电站的选择中，在构造稳定性方面一直坚持这样的准则：

1．坝址不宜选在震级为6又3/4级及以上的震中区或地震基本烈度为IX度以上的强震区。

2．大坝等主体工程不宜建在已知的活断层及与之有构造活动联系的分支断层上。

这两条原则，特别是第二条原则，对规避地震风险起到了决定性的作用，是今后选址过程中必须坚持的。

第三，地震发生后，枢纽区产生的地震地质次生灾害对水电工程的影响。汶川地震产生的滑坡、崩塌等地震地质灾害是最主要的次生灾害。而这些次生灾害对位于深山峡谷中的水电工程的破坏力远大于地震动的破坏作用，是水电工程建筑物、设施设备遭受破坏的主要原因。地震还形成了一些临界稳定边坡、崩塌滑坡堆积和危岩体等，这些地质灾害隐患是水电工程的安全最大威胁。这说明水电工程选址要将可能的地质灾害作为一个重要的因素加以考虑，适当扩大坝址处地震地质灾害的调查、评价和处理范围，做到“先避让，后处理，在防护”，最大程度减少地震灾害对工程建筑物的影响。

汶川地震中水电工程的震损情况分析，给我们带来如下启示：

1．水电工程的建筑物具有超强的抗震能力。已有电站的大坝不仅具备抵御设计地震的能力，并有相当的抗震潜力。我国现行水电工程抗震工作思路、设计标准是基本合适的，按照现代理论和方法，设计建设的高土石坝和高混凝土坝是安全可靠的。今后在我国西南高地震烈度地区建设大型水电工程应该有足够的信心，西南地区诸河流中还有许多合适的坝址可供进行工程建设。

2.水电工程选址必须坚持避开活动断层的原则。我们在进行地震地质研究中，是采取由大到小，由面到点进行选址工作，在坝址周围150km范围内研究地震地质的大背景，最终评价坝址可能遭受的地震动力反应有多大；我们在25km范围内进行区域断层，特别是活动断层的研究，查清活动断裂可能带来的影响；在5km方位内对活动性断层进行详细的研究和定位，力图使坝址在此范围内没有活动断裂，建筑物地基，特别是挡水建筑物不能跨越断层。坚持此原则，就可以保证水电工程建筑物的本质安全。

3．地震所带来的次生地震地质灾害是严重的，成为对水电工程的潜在威胁和隐患，选址中必须做到尽量远离大型潜在的地质灾害点。今后工程选址中要更加重视地质灾害调查，适当扩大调查范围，加深研究稳定条件，切实落实治理措施，尽量减少地震地质灾害的不利影响。

我们相信，通过扎实的地震地质研究工作，合理选择坝址，高地震烈度地区的水电工程的安全性是可以保证的。