特約欄目主編 | 李德玉(1962—),教授級高級工程師,博士生導師。中國水利水電科學研究院工程抗震研究中心副主任。中國水力發(fā)電工程學會抗震防災專業(yè)委員會主任委員,能源行業(yè)水電勘測設計標準化技術委員會委員。長期從事混凝土壩抗震動力數(shù)值模擬分析和試驗技術研究,主持完成多項國家及省部級科技攻關重點項目以及三峽、小灣、溪洛渡、白鶴灘等重大工程的抗震研究工作,承擔國家標準《水工建筑物抗震設計標準》和能源行業(yè)標準《水電工程水工建筑物抗震設計規(guī)范》 的編制工作。發(fā)表學術論文50余篇,獲國家科技進步二等獎2項,省部級科技進步一等獎6項。
水和能源是人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。受季風氣候條件影響,我國水資源時空分布嚴重失衡,在當前經(jīng)濟快速發(fā)展進程中,我國一直面臨著水資源短缺、水災害嚴重以及水環(huán)境惡化的威脅。我國水能資源理論蘊藏量和技術可開發(fā)量居世界首位,但開發(fā)利用程度較低。因此,在充分重視移民安置、生態(tài)及環(huán)境保護的前提下,通過興建水庫大壩等工程手段,合理有序開發(fā)利用水資源,對我國國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有“不可替代”的重要作用。
我國是世界上地震災害最為嚴重的國家之一。在占全球陸地面積7%的國土上,發(fā)生了占全球35%的7級以上大陸地震。地震多、分布廣、強度大、震源淺、災害重是我國的基本國情之一。
我國西部地區(qū)水能資源富集,占我國水能資源總量的80%以上。同時西部地區(qū)也是區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性相對較差的地區(qū),近代中國大陸82%的強震均發(fā)生在該地區(qū),因此在西部地區(qū)興建水庫大壩難于避讓高地震區(qū)。同時,大壩遭遇強震潰決導致的庫水失控下泄引發(fā)的巨大災難不堪設想,必須防止。因此,大壩抗震安全是關乎國家水資源安全乃至社會公共安全的關鍵技術問題。
大壩抗震防災技術涵蓋了工程地震學、工程材料學、固體力學、巖體力學等多學科交叉的綜合科技問題。20世紀60年代初,結(jié)合新豐江水庫地震及其大壩抗震加固的研究工作,陳厚群院士等老一輩開拓者開創(chuàng)了我國大壩抗震防災研究事業(yè)。半個多世紀以來,伴隨著我國水利水電工程建設的蓬勃發(fā)展,我國相關科研機構(gòu)、高等院校、設計、建設和運行管理單位通力協(xié)作,圍繞確保大壩抗震安全的目標,貫徹從工程實際出發(fā)的理念,在大壩場址設計地震動參數(shù)及地震動輸入、筑壩材料動態(tài)性能、計入大壩—地基—庫水動力相互作用和各類非線性耦合影響的大壩地基系統(tǒng)動力反應分析方法和試驗技術、大壩地震破壞機理及其抗震安全評價準則等方面開展了持續(xù)不斷的科研攻關和技術研發(fā),逐漸形成了具有中國特色、處于國際先進水平的大壩抗震防災研究設計體系,切實解決了大壩抗震設計中的諸多技術難題,為我國強震區(qū)水利水電工程開發(fā)做出了應用的貢獻。
2008年“汶川地震”后,國家有關部門提出了確保極端地震下高壩大庫不發(fā)生失控下泄導致嚴重災變的新要求,自此以后的近10年來,在國家及行業(yè)主管部門大力支持下,結(jié)合西部強震區(qū)高壩大庫的抗震設計,我國大壩抗震防災研究工作得到了更大發(fā)展。2017年10月,中國水力發(fā)電工程學會抗震防災專業(yè)委員會聯(lián)合北京水力發(fā)電工程學會、《水電與抽水蓄能》雜志社等單位在北京召開了第六屆全國水工抗震防災學術交流會。會議共收到交流論文50余篇,基本涵蓋了大壩抗震防災研究各相關領域關鍵技術的新成果。為更好匯聚和傳播我國大壩抗震防災研究成果,《水電與抽水蓄能》編輯部特別策劃了“中國大壩抗震防災關鍵技術研究”專欄,從本次會議交流文中,選取了非連續(xù)變形接觸問題的分區(qū)有限元-塊體界面元動力混合算法、高壩抗震高性能并行計算研究及其應用、高拱壩-地基系統(tǒng)整體穩(wěn)定強震破壞機理研究、基于設定地震確定重大水電工程場地相關設計反應譜、深厚覆蓋層上高心墻堆石壩新型結(jié)構(gòu)抗震安全性研究等5篇代表性論文。衷心希望這些研究成果在進一步深化對大壩抗震安全性能的認識、推動我國大壩抗震防災技術的新發(fā)展等方面發(fā)揮應有的作用。
衷心感謝專欄各位作者的辛勤勞動和貢獻,感謝《水電與抽水蓄能》編輯部為本專欄的策劃和出版做出的專業(yè)和細致的工作。