胡　金　山

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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水庫地震監(jiān)測技術研究進展及主要問題

胡金山

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

目前水電工程水庫地震監(jiān)測仍缺乏專門、系統(tǒng)的水庫地震監(jiān)測、預測及防治技術標準，也無相應標準規(guī)定水庫地震監(jiān)測在水電工程各個階段工作內(nèi)容、工作深度及精度要求，報告編寫原則、要求亦無統(tǒng)一規(guī)定。正在編寫的《水電工程水庫地震監(jiān)測技術規(guī)范》則充分考慮了水電工程實際，將水庫地震監(jiān)測階段劃分為監(jiān)測臺網(wǎng)總體規(guī)劃設計、臺網(wǎng)技術設計、臺網(wǎng)建設、臺網(wǎng)運行與資料分析四個階段，規(guī)定了各階段完成時間及其任務、工作內(nèi)容和深度要求，其實用性及可操作性均較強，有利于統(tǒng)一水庫地震監(jiān)測工作。本文還介紹了正在編寫的規(guī)范與現(xiàn)有技術規(guī)范的關系。

水庫地震；地震監(jiān)測；監(jiān)測階段；監(jiān)測研究；技術標準

0　引　　言

近年來，隨著西部大開發(fā)，大型、特大型水電站修建越來越多，絕大多數(shù)大型水電站均建立了水庫地震臺網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，并取得了監(jiān)測成果，促進了水庫地震監(jiān)測技術研究的進展。

水庫誘發(fā)地震的震源深度較淺，地震的地表效應比較強烈。其震中大多緊鄰大壩和庫周10 km以內(nèi)(特別是水庫區(qū)的峽谷邊緣地帶)，具有頻度高、震源較淺、震級下限低、震中烈度較同級天然地震偏高、波列持續(xù)時間短、高頻能量豐富、大多活動時間長且更具遷移性(包括向壩后遷移，庫尾也可發(fā)震)等特點[1～2]。水庫誘發(fā)地震對水庫工程、樞紐工程及當?shù)鼐用窬鶗斐梢欢ǖ挠绊懀斜匾獙ζ溥M行監(jiān)測、預報，以達到防災減災的目的。

我國水庫誘發(fā)地震監(jiān)測研究始于新豐江水庫，可劃分為三個階段，從直接記錄式、模擬磁帶式地震儀和電信傳輸?shù)綌?shù)字化地震監(jiān)測系統(tǒng)和遠程傳輸階段[3]。目前《中華人民共和國防震減災法(修訂)》、(中華人民共和國主席令2008年第7號)、《地震監(jiān)測管理條例》(國務院令409號)、《水庫地震監(jiān)測管理辦法》(中國地震局令第9號)(2011年5月1日實施)，以及少數(shù)地方政府出臺的有關水庫地震的規(guī)定，均對水庫地震工作提出了相應要求。一般只涉及規(guī)定什么規(guī)模的水庫和符合什么條件的水庫需要建設水庫地震臺，甚至規(guī)定了技術要求，但對如何開展臺網(wǎng)規(guī)劃設計和布設監(jiān)測臺網(wǎng)則沒有具體規(guī)定，更無與水電工程相應階段相對應的規(guī)定及技術要求。

目前相關規(guī)程規(guī)范對水庫誘發(fā)地震監(jiān)測及預測有了原則性規(guī)定，GB50287-2006《水力發(fā)電工程地質勘察規(guī)范》第6.2.13條、SL245-1999《水利水電工程地質觀測規(guī)程》第4.3.1～4.3.5條和DL/T 5335-2006《水電水利工程區(qū)域構造穩(wěn)定性勘察技術規(guī)程》第9.4節(jié)等的要求，盡早在施工初期或至少蓄水前一年建成投入正式運行的水庫誘發(fā)地震遙測臺網(wǎng)，并至少持續(xù)觀測至庫水位達到正常蓄水位之后3～5年。中國水利水電科學研究院編制完成了《水庫誘發(fā)地震監(jiān)測技術規(guī)范》(SL516-2013)，主要是規(guī)范水利工程的水庫地震臺網(wǎng)建設工作。2015年6月1日實施的《水庫地震監(jiān)測技術要求》(GB/T 31077-2014)規(guī)定水庫地震監(jiān)測原則、技術要求。多數(shù)大型水電工程的庫區(qū)已建設了水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng) ，但水電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃和設計尚無專門、系統(tǒng)的監(jiān)測和預測及防治技術標準，也無相應規(guī)程規(guī)范規(guī)定水庫地震臺網(wǎng)在水電工程各個階段工作內(nèi)容、工作深度及精度要求，報告編寫原則、要求亦無統(tǒng)一規(guī)定。

中國水利水電建設工程咨詢有限公司進行了水電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃專題研究，為制定水電工程水庫地震監(jiān)測規(guī)程奠定了基礎。2014年，根據(jù)《國家能源局關于下達2014年第一批能源領域行業(yè)標準制(修)訂計劃的通知》(國能科技[2014]298號，計劃編號:能源20140428)及水電水利規(guī)劃設計總院關于印發(fā)《2014 年第一批能源領域行業(yè)標準編制計劃會議紀要》(水電規(guī)科〔2014〕137號)函的要求，水電工程技術中心、中國水電工程顧問集團有限公司和中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司作為主編單位，中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司為參編單位，共同開展《水力發(fā)電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃設計專題報告編制規(guī)程》編制工作。

1　規(guī)程(規(guī)范)進展及主要內(nèi)容

1.1規(guī)程(規(guī)范)進展

編寫組于2014年12月提交規(guī)程編制大綱，2015年2月15日，水電水利規(guī)劃設計總院在成都組織召開《水力發(fā)電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃設計專題報告編制規(guī)程》編制大綱(以下簡稱《編制大綱》)評審會議，評審意見認為目前水電工程水庫地震監(jiān)測工作尚無統(tǒng)一標準，為規(guī)范水電工程水庫地震監(jiān)測設計、臺網(wǎng)建設及運行等工作內(nèi)容和深度要求，保證成果質量，編制本規(guī)程是十分必要；建議將原《水力發(fā)電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃設計專題報告編制規(guī)程》修改為《水電工程水庫地震監(jiān)測技術規(guī)范》，編制內(nèi)容應包含水電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃設計、技術設計、臺站建設、運行和資料分析的全部工作。

根據(jù)大綱評審要求，編寫組于2015年8月底完成并提交了《水電工程水庫地震監(jiān)測技術規(guī)范》征求意見稿初稿。2015年9月10～11日，水電水利規(guī)劃設計總院在北京主持召開《水電工程水庫地震監(jiān)測技術規(guī)范》征求意見稿初稿評審會議。評審意見認為初稿的主要編制內(nèi)容基本合適，同時要求編寫內(nèi)容應結合水電工程特點及工程實例進行精簡，突出各個工作階段的技術要求，對供電方式、傳輸方式等提出原則性的要求，具體技術要求可按照水庫地震監(jiān)測相關標準執(zhí)行。

根據(jù)征求意見稿初稿評審要求，編寫組于2015年12月31日完成了征求意見稿。

1.2規(guī)程(規(guī)范)主要內(nèi)容

《水電工程水庫地震監(jiān)測技術規(guī)范》(征求意見稿)分“1．總則”、“2．術語”、“3．基本規(guī)定”、“4．監(jiān)測臺網(wǎng)總體規(guī)劃設計”、“5．監(jiān)測臺網(wǎng)技術設計”、“6．監(jiān)測臺網(wǎng)建設”、“7．臺網(wǎng)運行與資料分析” 共7章。

該規(guī)范規(guī)定了：

(1)水庫監(jiān)測臺網(wǎng)監(jiān)測的條件及范圍。目前水庫地震監(jiān)測適用范圍有不同規(guī)定：《地震監(jiān)測管理條例》中第十四條規(guī)定壩高100 m以上、庫容5億m3以上，且可能誘發(fā)5級以上地震的水庫應當建設專用地震監(jiān)測臺網(wǎng)；《水庫地震監(jiān)測管理辦法》第九條規(guī)定壩高100 m以上、庫容5億m3以上的新建水庫，應當建設水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng)，開展水庫地震監(jiān)測，最高水位蓄水區(qū)及其外延10 km范圍內(nèi)有活動斷層通過、遭受地震破壞后可能產(chǎn)生嚴重次生災害的新建大型水庫，應當設置必要的地震監(jiān)測設施，密切監(jiān)視水庫地震活動。本規(guī)范本著偏保守原則采用《水庫地震監(jiān)測管理辦法》規(guī)定。同時由于地方政府根據(jù)地區(qū)地震特點制定了水庫監(jiān)測管理規(guī)定也應當執(zhí)行，故本規(guī)范還適用于地方政府規(guī)定應進行水庫誘發(fā)地震監(jiān)測的水庫。

(2)規(guī)定了水電工程各個階段水庫地震監(jiān)測工作內(nèi)容、深度及完成時間。水庫地震監(jiān)測工作應在預可行性研究階段確定是否需開展，并估列相關費用。水庫地震監(jiān)測工作應在工程場地地震安全性評價和水庫誘發(fā)地震預測基礎上進行，其階段應劃分為監(jiān)測臺網(wǎng)總體規(guī)劃設計、臺網(wǎng)技術設計、臺網(wǎng)建設、臺網(wǎng)運行與資料分析四個階段。水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng)總體規(guī)劃設計應在水電工程可行性研究階段完成，臺網(wǎng)技術設計及臺網(wǎng)建設應在水電工程施工詳圖階段完成，水庫蓄水前一年應建成并投入運行。

該規(guī)范還規(guī)定了臺網(wǎng)監(jiān)測各個階段技術要求?？傮w規(guī)劃任務為了解測震區(qū)監(jiān)測條件、初步確定臺網(wǎng)布局及主要儀器設備，內(nèi)容包括“劃分水庫地震重點監(jiān)測區(qū)、一般監(jiān)測區(qū)及明確相應監(jiān)測精度”、“初步確定臺網(wǎng)布局及臺網(wǎng)監(jiān)測項”、“對臺址進行初勘”、“初步確定傳輸、供電方式”、“初步確定臺站、臺網(wǎng)中心等的主要儀器設備及清單”、“初步確定臺網(wǎng)施工與建設規(guī)劃”、“對臺網(wǎng)土建工程進行初步設計”。臺網(wǎng)技術設計任務為確定監(jiān)測臺網(wǎng)布局及主要儀器、設備及安裝方式，進行土建工程詳細設計，內(nèi)容包括“對臺址進行詳勘，查明臺址地質、交通、通信、供電等條件，查明臺址背景噪聲及通信信號強度，選定臺址”、“確定臺網(wǎng)布局與監(jiān)測項目，重新估算地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力”、“對臺網(wǎng)觀測系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、監(jiān)測設施及土建工程進行詳細設計”、“確定臺網(wǎng)建設步驟及進度”。

本規(guī)范同時規(guī)定了各個階段報告編制要求。

(3)對監(jiān)測臺網(wǎng)具體技術要求僅作原則性的規(guī)定，并提出按照相關水庫地震規(guī)定執(zhí)行。這樣本規(guī)范既保留了水電工程特色，同時又不與地震部門技術要求相沖突。

總體來說，該規(guī)范緊密結合水電工程特點，原則性及可操作性強。

2　可能存在的問題

2.1水庫地震監(jiān)測適用對象討論

前已述及，目前水庫地震監(jiān)測適用范圍有不同規(guī)定。據(jù)統(tǒng)計資料，發(fā)生水庫誘發(fā)地震概率低，發(fā)生大于5級的更是極少[3]，采用《水庫誘發(fā)地震危險性評價》(GB21075-2007)進行水庫誘發(fā)地震預測，可能發(fā)生大于5級水庫地震的還是極少數(shù)，故“且可能誘發(fā)5級以上地震的水庫應當建設專用地震監(jiān)測臺網(wǎng)”規(guī)定范圍過于狹窄，不符合目前水電工程實際。筆者認為，水庫地震監(jiān)測啟動條件應依賴于地震所造成的破壞程度，即以地震烈度來控制，同時兼顧安全，即一定規(guī)模的水庫也應進行水庫地震監(jiān)測。新頒布的《水庫地震監(jiān)測技術要求》(GB/T 31077-2014)即規(guī)定除壩高大于100 m且?guī)烊荽笥?億m3水庫外，水庫地震最大震級大于5級或震中烈度大于Ⅶ度均應進行水庫地震監(jiān)測[4]。這種規(guī)定是比較合適的。例如大渡河長河壩水電站壩高240 m，水庫庫容10.75億m3，經(jīng)水庫誘發(fā)地震預測水庫最大震級4級，震中烈度小于Ⅶ度，按新規(guī)范及《水庫地震監(jiān)測管理辦法》應當進行水庫地震監(jiān)測。而如按《地震監(jiān)測管理條例》及《水庫誘發(fā)地震監(jiān)測技術規(guī)范》[5](SL516-2013)則可不進行，實際上對如此大型水電工程都會進行水庫地震監(jiān)測的。

2.2有關各階段驗收評審程序的問題

由于現(xiàn)階段水庫地震監(jiān)測規(guī)劃設計及運行驗收均無相關規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定，基本上由業(yè)主主持或監(jiān)理主持并聘請有關專家，有一定的隨意性。鑒于目前水電工程實際狀況，本規(guī)范也未對驗收及評審程序作統(tǒng)一規(guī)定。今后待時機成熟時可進行統(tǒng)一規(guī)定。

2.3與現(xiàn)有國家規(guī)范體系重疊的問題

本規(guī)范與現(xiàn)有國家標準即《水庫地震監(jiān)測技術要求》(GB/T 31077-2014)在具體監(jiān)測技術要求有部分相重疊，但部分水電專家認為還是應為《水力發(fā)電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃設計專題報告編制規(guī)程》，而不是編寫技術規(guī)范。筆者認為，編寫組在編寫本技術規(guī)范條款時已盡可能少引用現(xiàn)有規(guī)范，與現(xiàn)有規(guī)范條款重疊時均注明按照現(xiàn)有技術標準進行，沒有過多的重復。目前本規(guī)范編寫思路經(jīng)總院評審，實用性及可操作性均較強，有利于統(tǒng)一水電工程水庫地震監(jiān)測工作要求及深度。當然最終編寫思路服從上級主管部門的規(guī)定及現(xiàn)有規(guī)范體系。

3　結論及建議

水庫地震監(jiān)測目前已開展較多，相應的技術標準也有一些，但目前技術標準規(guī)定還不統(tǒng)一，無相應規(guī)程規(guī)范規(guī)定水庫地震臺網(wǎng)在水電工程各個階段工作內(nèi)容、工作深度及精度要求，報告編寫原則、報告編寫要求亦無統(tǒng)一要求。

目前在編的技術規(guī)范按照水電工程階段劃分、實際監(jiān)測情況進行了編寫，考慮了水電工程特點，實用性及可操作性均較強，有利于統(tǒng)一水電工程水庫地震監(jiān)測工作要求及深度。

至于與現(xiàn)有國家標準體系相重疊部分可以酌情考慮，以有利于水電工程水庫地震監(jiān)測技術的發(fā)展。

[1]易立新，車用太，王廣才.水庫誘發(fā)地震研究的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].華南地震，2003，23(1)：28-35.

[2] 歐作畿.水庫誘發(fā)地震的研究[J].云南水力發(fā)電，2005，21(3)：18-21.

[3]許光，蘇克忠，胡曉，等．我國水庫監(jiān)測研究技術進展[J].中國水利水電科學研究院學報，2013，11(3)：201-204.

[4]GB/T31077-2014，水庫地震監(jiān)測技術要求[S].2014.

[5]SL516-2013，水庫誘發(fā)地震監(jiān)測技術規(guī)范[S].2014.

2016-03-07

胡金山(1973-)，男，江西余干人，教授級高級工程師，注冊巖土工程師，從事工程地質勘察、巖土工程設計與研究工作。

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