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11月30日,中国地震局地质研究所周本刚研究员指出,四川震区大坝经受强震的考验,留下很多好的经验,对我们有一些启示,对今后更好地做好大坝安全的工作,有很好的启迪作用。
周本刚是在由水力发电工程学会、中国地震学会、中国大坝委员会、中国互联网协会网络科普联盟共同举办的《绿色能源论坛》上,发表上述言论的。
以下是周本刚发言全文:
周本刚:各位代表上午好,非常高兴参加这次《绿色能源论坛》,实际上这次震区大坝经受这次强震的考验,确实有很多好的经验。我们除了一些好的经验以外,我们在地震的情况和大坝的情况,在今后的工作里,对我们有一些启示,对我们今后更好地做好大坝安全的工作,有很好的启迪作用。
我想谈几方面自己的想法,就是一些初步的认识,我的题目是“汶川地震对大坝地震安全性评价的启示”。
大家知道,大坝在地震安全工作方面,主要是从评价的角度有三个方面:一是我们的坝区是否可能存在地表断错问题,这项工作无论在大坝还是在其他的重大工程,还是在城市的抗震设防问题,都有十分重要的意义。二是我们的抗震设计是安全可靠,当然这个涉及到抗震设防参数的提供,设防标准的制订以及设计的工作。三是地震地质灾害的问题,我想主要针对前面两个问题就是地表断错的问题和参数设计的问题,结合抗震复核的相关问题,简单地和各位交流一下。
第一,我想谈一谈关于这次汶川地震关于地表断错评价这方面有什么启示。对于地表断错的评价在不同的国家都有相关的规定,包括建筑物避让距离,美国的加州法案是两次避让15米,我们国家在建筑物抗震设防规定也提出避让的距离。因为有很多的学者对这方面做了研究,但是目前所谈到的这些问题,一般来说是针对一条断层要怎么样。(图)这次汶川地震所体现出来的地表破裂的体特征,让我们从另外一个角度要考虑,目前地表评价的问题是否还是有进一步思考的地方。这张图就是汶川地震所在的位置,就是这个五角星(图),这个是龙门山的中段,这是地震的位置。那么这张图是地震构造特征,在地表有三条断裂,一条是后面的后山断裂,还有一个是中央断裂,还有一个是前山断裂。这次地震主要是在这两条断裂上造成了地表的破裂,大家也可以看到,这次地震的构造体系是一种逆冲断裂的比较复杂的构造体系,所以这次地震造成的地表破裂不是在一条断层上,而是在这个体系上的两条断层上,甚至还有资料认为可能在山前隐伏地段局部也有可能有地表的出动。(图)这个是南京大学做的深部的地震坡面,不管怎么样,尽管目前在汶川地震深部的构造震源,它究竟是怎样一个发展过程,这需要一个讨论和争议,但是地表的破裂是明确的。
具体来说,这次地表破裂主要是沿中央断裂和前山断裂。分别产生的就是240km和70km强度的破裂带,这两个破裂带之间的距离是5-12km,这次地震地表破裂的垂直位移,下面是水平位移的分布,最大的水平位移是5.3米左右。
(图)特别要提出来的是除了这两条断裂带上都产生地表断错以后,中央断裂和前山断裂之间有一个北西向的地表破裂带叫小鱼洞破裂带。
(图)这个地表破裂带左前滑动,这个是桥发生的断错,在往北,在这个镇上造成了公路上的位移,进一步往西也造成了地面的陡坎(图)。具体来说,即使是在中央断裂带上,大家看在这个图上,在这个白沙河的地表破裂是地表破裂的极限,这两个之间宽度也达到300M,这个分杈也有300米宽,就说明地表断错的变形实际上是比较复杂的,如果单从一个断裂带上考虑,可能会造成评价的资料不完整。
同样的现象大家看一看,2001年昆仑山0.1级地震,这次地震造成了地表破裂长达426km在平面也是分为两条断层,一个是南面的,一个是北南的,相距大概2km左右,实际上已经远远地超过了建设方规范中所说的500M的距离。
1927年甘肃古浪8级地震,主要是褶皱逆冲型地表破裂带复杂组合。就不详细地介绍了。通过前面的资料我们得到一个启示,我们在评价的时候,不能仅仅地针对单一的断层孤立考虑,需要根据断层带整体特征进行系统的分析,认识到这一点,尤其是对西部大型断裂带附近的评价尤为重要。
二,关于大型水电工程校核地震问题,我粗浅地谈一下自己的想法。地震以后,水电部门相当地重视西部大坝的安全问题,尤其是大型的大坝,所以提出来一个要评价单位要MCE的校核机制供他们使用。总体上来说,根据中国的地震构造活动的地震,在我们国家的西部地区,一般的大地震,间隔大概是1000年-3000年左右,东部可能会在7000-8000年左右,但是也有一些例外。就像这次汶川地震的发生构造,因为目前断层地貌的结果还不完全地确定,认为5000-10000年之间还发生一次事件。假如说6000多年已经是低概率事件,所以针对这种情况来说,考虑万年一遇的机制还是非常及时的。
目前在评价里面,是采取MCE的评价方法,还是采用概率法,还是两者之间综合的确定,还没有一个统计的标准,大家也一直在探讨。我个人认为这两种方法需要再研究,这是03年美国俄勒冈州大坝通过MCE的办法做的一个评价,评价的结果基本上水平认为是2500年相差2%。也就是说2475年这种水准是差不多的,其中一个坝址的MCE的评价结果是大大超过概率法的评价结果,MCE结果是0.6G,概率法结果是0.36G。这个问题主要是由坝址的发展构造的因素,还有一个就是为什么MCE的评价结果办法和2%最近呢?大家知道这个抗震的设防标准是有关系的,在美国西部,这一块总体上来说,加州地区在海岸边地带都是比较小的,比我们国家,甚至西部还要频繁,所以这个是可以对比的。
(图)采用万年一遇这个思路是可以的,是不是采用10的负5次方或者是十万年一遇。我们进行了结果的对比,基本上构造法与概率法还是可以对比的。另外,我们做了一个初步的对比,刚才是近一点的情况下,如果在远一点的情况下,在汶川的东部相距8OKM左右,在这个地方我们把汶川潜在震源区高震级档地震重复间隔取3000a,距离龙门山断层带85km。结果是100年2%的时候是118,100年1%的时候是147。在美国做对比的时候,也是考虑MEC的对比。我们加1/2的标准是116,和1%的大体相当。说明MCE的这种方法,可能对远源还不是太显著。
我们有两个方面的启示,一个是在我国要采用100年超越概率1%的概率法和MCE方法的结果具有可比性,第二个是采用两种方法综合确定校核地震是必要的。我们现在是采用的单一的,如果这两种方法在不同的环境下,在不同跟坝址关系的情况下,是不能相互代替的,或者建议两种方法综合校核。
三,我们国家在水电的建设方面把握得很好,从基础规范、水平的规范、安全的规范,对大坝的地震安全方面一些工作还是做得不错的。但是通过这些地震的发生,我们也想一想,我们还要加强一些评价技术方面的研究和应用。我简单地谈一下大震复发间隔的影响。现在还没有讨论清楚,有的认为是3千年,有的认为是5千年,有的认为更长,但是这种复发的间隔对我们有什么影响。这种假定的情况是300年、500年,还有一个是直接相应的模型计算出来的结果。在100年2%的情况下,差别不太大,在3050年的时候是440,339的时候是423,332的时候是329,差别不到10。(图)可以看出来,100年差别1%-2%,差别大约是10%,也就是说考虑时间间隔的长短以及不同模型,对合理的评价还是有一定的影响。
谢谢大家。 |