央廣網(wǎng)北京6月1日消息（記者鶴佳 朱敏）據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道，6月1日，我國南方地區(qū)進入主汛期。強降雨頻發(fā)、江河水位上漲，考驗著水利工程的調(diào)度能力，也考驗著一座座高壩大庫的安全運行能力，其中，包括它們的抗震性能。

“震中筑壩”：中國高壩面臨的挑戰(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)，但它們也是我國地震頻發(fā)的區(qū)域之一，這對大壩的結(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)委員會主席金峰教授在接受《新聞超鏈接》采訪時表示，地震對大壩的沖擊，主要來源于地震加速度所帶來的“慣性力”。除了地震荷載，大壩還要承受來自水壓、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)致混凝土開裂甚至結(jié)構(gòu)破壞。

金峰教授指出，我國現(xiàn)行的大壩抗震設(shè)防標準已經(jīng)處于全球先進水平。汶川地震后，我國對抗震設(shè)計標準進行了重要修訂：此前，重要水利工程是按照“5000年一遇地震”設(shè)計的；修訂后，增加了“最大可信地震”或“萬年一遇地震”的校核設(shè)計要求。即使發(fā)生極其罕見的強烈地震，大壩也必須保持基本穩(wěn)定，不發(fā)生不可控的庫水泄漏，引發(fā)次生災(zāi)害。高壩抗震校核設(shè)計的目標并非“零損傷”，而是“結(jié)構(gòu)不失穩(wěn)、功能不失控”�！跋翊髰徤�、小灣這些大壩，我們在里面密密麻麻布置上（直徑）30多毫米的抗震鋼筋，業(yè)內(nèi)人開玩笑說它們是‘金箍棒’�！逼綍r可能沒用，關(guān)鍵時刻能救命。

氣候變化對于水利水電工程的安全性也提出了全新挑戰(zhàn)。極端降水會導(dǎo)致河流水文條件發(fā)生快速變化，可能超過中小水庫的設(shè)計標準。金峰教授所在團隊正在進行流域整體安全性的研究工作，避免小工程潰壩引發(fā)“鏈式災(zāi)害”。目前，我國的大壩監(jiān)控水平、下游應(yīng)對機制等能力建設(shè)已經(jīng)邁上新臺階。

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，中國科學(xué)院院士張楚漢是一位重要的開拓者。金峰教授介紹說，張院士的工作奠定了我國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”的時域分析方法，解決了地震響應(yīng)分析中長期存在的截斷邊界誤差問題；

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

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

混凝土材料性能的提升與挑戰(zhàn)

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

向未來邁進：智能大壩與新材料探索

“混凝土大壩的設(shè)計壽命可以是幾百年甚至更長�！钡�科學(xué)不會只依賴過去的經(jīng)驗，還要走在前面。金峰教授介紹說，當前，我國在研究高性能混凝土（HPC）、纖維增強材料、自愈型混凝土等方面已有所進展。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，可能會為未來高壩設(shè)計提供新的技術(shù)手段。

與此同時，智能大壩系統(tǒng)也正在部署。通過數(shù)千個傳感器實時監(jiān)測應(yīng)力、變形、滲流、強震加速度等指標，大壩的運行狀態(tài)能夠“看得見”、“算得出”。在強震發(fā)生后，系統(tǒng)可在幾分鐘內(nèi)完成初步安全評估，為應(yīng)急響應(yīng)贏得寶貴時間。

“我們的大壩，會像你的智能家電一樣，是有‘感知能力’的�！苯鸱褰淌谡f。