水电大坝抵御特大地震，是偶然还是必然？

文/水博

不断隆起的青藏高原，不但带给我们秀美的山川和丰富的资源，同时也时不时地给我们以考验。2008年5月12日，为了青藏高原的再次隆起，印度洋板块和欧亚板块再次发生了激烈的逆冲碰撞。汶川一个不起眼的名字，一下子成为世界关注的焦点。8级特大地震，震动了中国，震惊了世界。

在这场特大地震中大量的工民建筑物倒塌、损毁，数万人遇难。然而，地震中西南地区水电站的表现却令人惊奇。尽管遭遇如此强烈的特大地震，竟然没有一座水电站垮坝，也没有一座水电站造成对下游的安全威胁。相对于地震中普通工民建筑的大量倒塌，并造成巨大人员伤亡的情况，水电站在特大地震中的表现不能不令我们为之惊叹。

在此之前，人们对我国西南地区的水电开发、大坝建设一直是争议不断。几年前，一位地质工作者在《中国国家地理》杂志上发表的《巍巍大坝，安乎危乎？》文章中提出的“四川岷江上的紫坪铺水库坝高156米，库容9.63亿方，其上游还有一系列的梯级大坝，面对岷江上游曾多次发生7级以上地震的强震区和大规模山崩堵江溃坝的历史背景，一旦类似叠溪、松潘大地震的事件重演，后果将不堪设想。”说法。曾经让很多人对我国西南地区的大规模水电建设感到十分的担心。

很长时间以来，“紫坪铺水库一旦遭遇松潘地震，后果不堪设想”一直是反对西南水电开发的人士们脍炙人口的口头禅。然而，大自然对那些打着保护环境的旗号，阻挠、干扰国家发展和哗众取宠的欺骗一点都不留情面。你们不是喜欢造谣说“紫坪铺一旦遭遇松潘地震，后果不堪设想”吗？我就偏要给你震一个看看，似乎非要把这个“不堪设想”的谎言当众戳穿。

5月12日，就在距离紫坪铺水库17公里的汶川，确实发生了比反坝精英们多次威胁说“后果不堪设想的”松潘大地震还要大得多的8级特大地震。然而，被他们点名警告的“四川岷江上的紫坪铺水库高坝”，不仅没有发生任何“不堪设想的后果”。而且，还在地震中立了大功。例如，紫坪铺水库形成的宽阔水面，为地震后道路的严重塌方和空中气候受阻的救灾提供了可靠的水路保障；震后不几天（5月17日）紫坪铺水电站就率先恢复发电，为灾区的抢险救灾提供了巨大的帮助；不仅如此，水库的11亿库容，成为目前危机四伏的众多堰塞湖的最后屏障，保障着整个成都平原免受堰塞湖溃决洪水的威胁。

尤其让人感到欣慰的是，紫坪铺这种成功抵御特大地震的现象，并不是偶然的特例。而是这次所有处在震灾区的水坝、水电站，都不负众望地经受住了特大地震的严峻考验。除了紫坪铺是一座面板堆石坝之外，震中地区的沙牌水电站是一座132米高的混凝土高拱坝、碧口水电站是一座101米高的心墙土石坝、宝珠寺水电站则是一座132米高的混凝土重力坝。这几座同样处在汶川震中地区，同样经历了超过地震设防烈度的百米以上的高坝，几乎囊括了我国西南水电建设的各种坝型。这种情况到底是偶然的还是必然呢？

为了探讨这一奥秘，日前，国家发展和改委员会能源局委托水电水利规划设计总院，召开了总结西南水电站大坝抵御大地震和进一步加强水电工程防震抗震对策措施的研讨会。通过会议交流，大家普遍认为：特大地震证明了我国水电建设的抗震设计规范是切实可行的，高土石坝和高混凝土坝都具有超乎想象的抗震能力。现代水电工程大坝抗震设计中，都留有较充分的抗震安全裕度。即使在发生超标准地震情况下，西南地区水电站大坝也不会发生溃坝事件，并将为防震减灾作出贡献。

有关专家也从科学的角度对水电站大坝的震损情况和抗震特性进行了分析。我国著名的混凝土大坝结构专家朱伯芳院士认为：水坝之所以比一般的房屋建设具有很大的抗震潜力，是因为一般民用建筑的受力荷载主要是垂直方向的，所以对于主要来至水平方向的地震力抵御能力就要差一些。而水坝本身本来就是承受水平方向的作用的，因此，这种结构的受力特点决定了承受地震力的附加水平方向作用，对大坝本身的整体安全性影响不大。

为了进一步加强西南水电开发中，水电工程防震抗震工作，我国坝工抗震研究专家陈厚群院士、张楚汉院士认为，要在加强地震地质研究和场地地震风险分析工作的基础上，建立适合我国国民经济发展水平和工程技术水平的、基于性能设计思想的多层次多目标设防标准体系，确定地震水平对应的变形状态以及性能指标；适当提高重要建筑物抗震设防标准。

对于高土石坝在地震中的表现，一些专家的分析更让人感到有些吃惊。有的专家已经注意到世界各国百米以上的高土石坝，抵御地震的能力似乎都比较高，相反倒是一些低于50米的低土石坝比较容易出现坝体开裂、滑坡等震损现象。专家分析说，这绝不仅仅是因为高土石坝的施工质量更好，而且，还有土石坝结构的本身的一些特点。例如，根据土石坝的结构形式和材料特性，普遍呈现出土坝越高，结构的自震频率越低的特性。一般百米高的土坝自震频率只有1赫兹左右，所以，高土石坝受到频率较高的地震力后的响应，反倒没有低土石坝更敏感。这种现象似乎与我们常规荷载下认为水坝越高，越不安全的概念正好相反。

当然，大家也注意到了现有水电站的附属配套设和交通和通讯的安全保证问题。大地震发生之后，一些水电站的交通和通讯中断，曾经引起了极大的社会恐慌。对于现有地震资料的局限性和地震区划的不准确性，会议代表也建议在今后的水电开发建设中予以充分的重视。总之，大家普遍认为，我们建立在科学基础上的西南水坝建设，是完全可以令人放心的。只要我们坚持对水坝建设的规划（选址）避开活动断层；设计满足抗震规范；施工保证质量，我们就能够保证我们的水电站和大坝在地震中的安全性。

专家和代表们还认为：地震之后，一些人宣扬“以更加慈爱、宽大的心怀，去看待人与自然的关系”的迷信和敬畏，既不能避免地震灾害的发生，也不能减轻地震灾害的损害。面对地震自然灾害我们只能用科学的态度抵御灾害，尽量用发展现代文明的手段的减少灾害带来的损失。众所周知，就在我国汶川地震发生几天以后，我们东边的日本，也发生了一场7.2级的大地震。然而，让人吃惊的是日本的大地震仅仅有10个人丧生。这种现象并非偶然，世界上几乎所有的地震记录都表明，发达国家的地震死亡人数，总是大大地少于欠发达国家和地区。很显然，我们人类发展的历史已经充分证明：和所有的自然灾害一样，尽管构造地震的发生不可避免，但是，我们人类的科学发展，是抵御和减轻地震灾害的最有效手段。

令我们感到十分庆幸的是，与一般的工业与民用建筑不同，我国大型水电站和水坝的开发建设普遍比较晚。尽管我们国家的一般工民建筑物的质量，与发达国家相比还具有一定的差距，但是，在大型水坝的建设上，我们的国家在世界上不仅没有落后，而且还处于领先水平。所以，如同国外大地震后只有几个人丧生一样，相对来说我国西南水电大坝的安全性是完全可以令人放心的。它们能够成功地抵御特大地震，这不仅是我们改革开放之后，落实科学发观展的最好验证和成功体现，同时也是偶然中的一种必然。