中国大坝抗震防灾关键技术研究

特约栏目主编 | 李德玉（1962—），教授级高级工程师，博士生导师。中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心副主任。中国水力发电工程学会抗震防灾专业委员会主任委员，能源行业水电勘测设计标准化技术委员会委员。长期从事混凝土坝抗震动力数值模拟分析和试验技术研究，主持完成多项国家及省部级科技攻关重点项目以及三峡、小湾、溪洛渡、白鹤滩等重大工程的抗震研究工作，承担国家标准《水工建筑物抗震设计标准》和能源行业标准《水电工程水工建筑物抗震设计规范》 的编制工作。发表学术论文50余篇，获国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步一等奖6项。

水和能源是人类社会可持续发展的重要物质基础。受季风气候条件影响，我国水资源时空分布严重失衡，在当前经济快速发展进程中，我国一直面临着水资源短缺、水灾害严重以及水环境恶化的威胁。我国水能资源理论蕴藏量和技术可开发量居世界首位，但开发利用程度较低。因此，在充分重视移民安置、生态及环境保护的前提下，通过兴建水库大坝等工程手段，合理有序开发利用水资源，对我国国民经济的可持续发展具有“不可替代”的重要作用。

我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一。在占全球陆地面积7%的国土上，发生了占全球35%的7级以上大陆地震。地震多、分布广、强度大、震源浅、灾害重是我国的基本国情之一。

我国西部地区水能资源富集，占我国水能资源总量的80%以上。同时西部地区也是区域构造稳定性相对较差的地区，近代中国大陆82%的强震均发生在该地区，因此在西部地区兴建水库大坝难于避让高地震区。同时，大坝遭遇强震溃决导致的库水失控下泄引发的巨大灾难不堪设想，必须防止。因此，大坝抗震安全是关乎国家水资源安全乃至社会公共安全的关键技术问题。

大坝抗震防灾技术涵盖了工程地震学、工程材料学、固体力学、岩体力学等多学科交叉的综合科技问题。20世纪60年代初，结合新丰江水库地震及其大坝抗震加固的研究工作，陈厚群院士等老一辈开拓者开创了我国大坝抗震防灾研究事业。半个多世纪以来，伴随着我国水利水电工程建设的蓬勃发展，我国相关科研机构、高等院校、设计、建设和运行管理单位通力协作，围绕确保大坝抗震安全的目标，贯彻从工程实际出发的理念，在大坝场址设计地震动参数及地震动输入、筑坝材料动态性能、计入大坝—地基—库水动力相互作用和各类非线性耦合影响的大坝地基系统动力反应分析方法和试验技术、大坝地震破坏机理及其抗震安全评价准则等方面开展了持续不断的科研攻关和技术研发，逐渐形成了具有中国特色、处于国际先进水平的大坝抗震防灾研究设计体系，切实解决了大坝抗震设计中的诸多技术难题，为我国强震区水利水电工程开发做出了应用的贡献。

2008年“汶川地震”后，国家有关部门提出了确保极端地震下高坝大库不发生失控下泄导致严重灾变的新要求，自此以后的近10年来，在国家及行业主管部门大力支持下，结合西部强震区高坝大库的抗震设计，我国大坝抗震防灾研究工作得到了更大发展。2017年10月，中国水力发电工程学会抗震防灾专业委员会联合北京水力发电工程学会、《水电与抽水蓄能》杂志社等单位在北京召开了第六届全国水工抗震防灾学术交流会。会议共收到交流论文50余篇，基本涵盖了大坝抗震防灾研究各相关领域关键技术的新成果。为更好汇聚和传播我国大坝抗震防灾研究成果，《水电与抽水蓄能》编辑部特别策划了“中国大坝抗震防灾关键技术研究”专栏，从本次会议交流文中，选取了非连续变形接触问题的分区有限元-块体界面元动力混合算法、高坝抗震高性能并行计算研究及其应用、高拱坝-地基系统整体稳定强震破坏机理研究、基于设定地震确定重大水电工程场地相关设计反应谱、深厚覆盖层上高心墙堆石坝新型结构抗震安全性研究等5篇代表性论文。衷心希望这些研究成果在进一步深化对大坝抗震安全性能的认识、推动我国大坝抗震防灾技术的新发展等方面发挥应有的作用。

衷心感谢专栏各位作者的辛勤劳动和贡献，感谢《水电与抽水蓄能》编辑部为本专栏的策划和出版做出的专业和细致的工作。