央廣網(wǎng)北京6月1日消息（記者鶴佳 朱敏）據(jù)中央廣播電視總臺(tái)中國(guó)之聲《新聞超鏈接》報(bào)道，6月1日，我國(guó)南方地區(qū)進(jìn)入主汛期。強(qiáng)降雨頻發(fā)、江河水位上漲，考驗(yàn)著水利工程的調(diào)度能力，也考驗(yàn)著一座座高壩大庫(kù)的安全運(yùn)行能力，其中，包括它們的抗震性能。

“震中筑壩”：中國(guó)高壩面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)答

高壩抗震為什么如此重要？這與高壩所處的特殊地理環(huán)境有關(guān)。我國(guó)的高壩多分布在西南、西北的山區(qū)，充足的水能資源和特殊的地形條件，為高壩建設(shè)提供了有利基礎(chǔ)，但它們也是我國(guó)地震頻發(fā)的區(qū)域之一，這對(duì)大壩的結(jié)構(gòu)安全提出了更高要求。

清華大學(xué)水利水電工程系學(xué)術(shù)委員會(huì)主席金峰教授在接受《新聞超鏈接》采訪時(shí)表示，地震對(duì)大壩的沖擊，主要來(lái)源于地震加速度所帶來(lái)的“慣性力”。除了地震荷載，大壩還要承受來(lái)自水壓、水滲透導(dǎo)致的孔隙水壓力、溫度變化產(chǎn)生的熱脹冷縮應(yīng)力等復(fù)雜多樣的荷載組合。這些荷載相互疊加，在大壩的某些部位可能產(chǎn)生較大的應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂甚至結(jié)構(gòu)破壞。

金峰教授指出，我國(guó)現(xiàn)行的大壩抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)處于全球先進(jìn)水平。汶川地震后，我國(guó)對(duì)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重要修訂：此前，重要水利工程是按照“5000年一遇地震”設(shè)計(jì)的；修訂后，增加了“最大可信地震”或“萬(wàn)年一遇地震”的校核設(shè)計(jì)要求。即使發(fā)生極其罕見(jiàn)的強(qiáng)烈地震，大壩也必須保持基本穩(wěn)定，不發(fā)生不可控的庫(kù)水泄漏，引發(fā)次生災(zāi)害。高壩抗震校核設(shè)計(jì)的目標(biāo)并非“零損傷”，而是“結(jié)構(gòu)不失穩(wěn)、功能不失控”。“像大崗山、小灣這些大壩，我們?cè)诶锩婷苊苈槁椴贾蒙希ㄖ睆剑?0多毫米的抗震鋼筋，業(yè)內(nèi)人開(kāi)玩笑說(shuō)它們是‘金箍棒’�！逼綍r(shí)可能沒(méi)用，關(guān)鍵時(shí)刻能救命。

氣候變化對(duì)于水利水電工程的安全性也提出了全新挑戰(zhàn)。極端降水會(huì)導(dǎo)致河流水文條件發(fā)生快速變化，可能超過(guò)中小水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。金峰教授所在團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行流域整體安全性的研究工作，避免小工程潰壩引發(fā)“鏈?zhǔn)綖?zāi)害”。目前，我國(guó)的大壩監(jiān)控水平、下游應(yīng)對(duì)機(jī)制等能力建設(shè)已經(jīng)邁上新臺(tái)階。

張楚漢院士：奠定高混凝土壩“震不垮”的理論基礎(chǔ)

在高混凝土壩抗震領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)院院士張楚漢是一位重要的開(kāi)拓者。金峰教授介紹說(shuō)，張?jiān)菏康墓ぷ鞯於�了我�?guó)高壩抗震理論的兩大基礎(chǔ)：

一是建立了考慮“地基輻射阻尼”的時(shí)域分析方法，解決了地震響應(yīng)分析中長(zhǎng)期存在的截?cái)噙吔缯`差問(wèn)題；

二是將混凝土的非線性破壞、壩體橫縫張開(kāi)、鋼筋-混凝土相互作用、水體耦合等多個(gè)復(fù)雜因素，統(tǒng)一整合進(jìn)整體動(dòng)力分析模型中，實(shí)現(xiàn)了高壩地震響應(yīng)的“真實(shí)模擬”。

這些方法已經(jīng)在全國(guó)90%以上的高混凝土壩抗震設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用，為我國(guó)大壩安全運(yùn)行提供了科學(xué)支撐。

混凝土材料性能的提升與挑戰(zhàn)

根據(jù)張楚漢院士團(tuán)隊(duì)的研究，高壩混凝土的長(zhǎng)期耐久性能也是保證抗震安全的關(guān)鍵問(wèn)題之一。金峰教授舉例說(shuō)，美國(guó)胡佛大壩已經(jīng)用了90多年，混凝土強(qiáng)度依然在提高，為我們提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。相比歐美，中國(guó)的新一代高壩大庫(kù)比較年輕，安全標(biāo)準(zhǔn)更高、施工水平更為先進(jìn)，且更注重材料性能的系統(tǒng)性提升，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮抗堿骨料反應(yīng)、防凍性能和抗裂性能等指標(biāo)，力求提升混凝土的耐久性和安全性。

向未來(lái)邁進(jìn)：智能大壩與新材料探索

“混凝土大壩的設(shè)計(jì)壽命可以是幾百年甚至更長(zhǎng)。”但科學(xué)不會(huì)只依賴過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，還要走在前面。金峰教授介紹說(shuō)，當(dāng)前，我國(guó)在研究高性能混凝土（HPC）、纖維增強(qiáng)材料、自愈型混凝土等方面已有所進(jìn)展。這些材料具備更好的延展性、抗裂性和適應(yīng)極端溫差的能力，可能會(huì)為未來(lái)高壩設(shè)計(jì)提供新的技術(shù)手段。

與此同時(shí)，智能大壩系統(tǒng)也正在部署。通過(guò)數(shù)千個(gè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力、變形、滲流、強(qiáng)震加速度等指標(biāo)，大壩的運(yùn)行狀態(tài)能夠“看得見(jiàn)”、“算得出”。在強(qiáng)震發(fā)生后，系統(tǒng)可在幾分鐘內(nèi)完成初步安全評(píng)估，為應(yīng)急響應(yīng)贏得寶貴時(shí)間。

“我們的大壩，會(huì)像你的智能家電一樣，是有‘感知能力’的�！苯鸱褰淌谡f(shuō)。