胡　金　山

(中國電建集團成都勘測設(shè)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(shù)研究進展及主要問題

胡金山

(中國電建集團成都勘測設(shè)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(yù)測及防治技術(shù)標準，也無相應(yīng)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(shù)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(shè)計、臺網(wǎng)技術(shù)設(shè)計、臺網(wǎng)建設(shè)、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(wù)、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(shù)規(guī)范的關(guān)系。

水庫地震；地震監(jiān)測；監(jiān)測階段；監(jiān)測研究；技術(shù)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(shù)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(yīng)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(dāng)?shù)鼐用窬鶗斐梢欢ǖ挠绊?，有必要對其進行監(jiān)測、預(yù)報，以達到防災(zāi)減災(zāi)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(zāi)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(wù)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(guān)水庫地震的規(guī)定，均對水庫地震工作提出了相應(yīng)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(shè)水庫地震臺，甚至規(guī)定了技術(shù)要求，但對如何開展臺網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計和布設(shè)監(jiān)測臺網(wǎng)則沒有具體規(guī)定，更無與水電工程相應(yīng)階段相對應(yīng)的規(guī)定及技術(shù)要求。

目前相關(guān)規(guī)程規(guī)范對水庫誘發(fā)地震監(jiān)測及預(yù)測有了原則性規(guī)定，GB50287-2006《水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》第6.2.13條、SL245-1999《水利水電工程地質(zhì)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(gòu)造穩(wěn)定性勘察技術(shù)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(xué)研究院編制完成了《水庫誘發(fā)地震監(jiān)測技術(shù)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(shè)工作。2015年6月1日實施的《水庫地震監(jiān)測技術(shù)要求》(GB/T 31077-2014)規(guī)定水庫地震監(jiān)測原則、技術(shù)要求。多數(shù)大型水電工程的庫區(qū)已建設(shè)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(shè)計尚無專門、系統(tǒng)的監(jiān)測和預(yù)測及防治技術(shù)標準，也無相應(yīng)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(shè)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(chǔ)。2014年，根據(jù)《國家能源局關(guān)于下達2014年第一批能源領(lǐng)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(shè)計總院關(guān)于印發(fā)《2014 年第一批能源領(lǐng)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(shù)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計、臺網(wǎng)建設(shè)及運行等工作內(nèi)容和深度要求，保證成果質(zhì)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(shè)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(shù)規(guī)范》，編制內(nèi)容應(yīng)包含水電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、臺站建設(shè)、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(shù)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(shè)計總院在北京主持召開《水電工程水庫地震監(jiān)測技術(shù)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(yīng)結(jié)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(shù)要求，對供電方式、傳輸方式等提出原則性的要求，具體技術(shù)要求可按照水庫地震監(jiān)測相關(guān)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(shù)規(guī)范》(征求意見稿)分“1．總則”、“2．術(shù)語”、“3．基本規(guī)定”、“4．監(jiān)測臺網(wǎng)總體規(guī)劃設(shè)計”、“5．監(jiān)測臺網(wǎng)技術(shù)設(shè)計”、“6．監(jiān)測臺網(wǎng)建設(shè)”、“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(yīng)當(dāng)建設(shè)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(yīng)當(dāng)建設(shè)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(zāi)害的新建大型水庫，應(yīng)當(dāng)設(shè)置必要的地震監(jiān)測設(shè)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(yīng)當(dāng)執(zhí)行，故本規(guī)范還適用于地方政府規(guī)定應(yīng)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(yīng)在預(yù)可行性研究階段確定是否需開展，并估列相關(guān)費用。水庫地震監(jiān)測工作應(yīng)在工程場地地震安全性評價和水庫誘發(fā)地震預(yù)測基礎(chǔ)上進行，其階段應(yīng)劃分為監(jiān)測臺網(wǎng)總體規(guī)劃設(shè)計、臺網(wǎng)技術(shù)設(shè)計、臺網(wǎng)建設(shè)、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(shè)計應(yīng)在水電工程可行性研究階段完成，臺網(wǎng)技術(shù)設(shè)計及臺網(wǎng)建設(shè)應(yīng)在水電工程施工詳圖階段完成，水庫蓄水前一年應(yīng)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(shù)要求。總體規(guī)劃任務(wù)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(shè)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(yīng)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(shè)備及清單”、“初步確定臺網(wǎng)施工與建設(shè)規(guī)劃”、“對臺網(wǎng)土建工程進行初步設(shè)計”。臺網(wǎng)技術(shù)設(shè)計任務(wù)為確定監(jiān)測臺網(wǎng)布局及主要儀器、設(shè)備及安裝方式，進行土建工程詳細設(shè)計，內(nèi)容包括“對臺址進行詳勘，查明臺址地質(zhì)、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(shè)施及土建工程進行詳細設(shè)計”、“確定臺網(wǎng)建設(shè)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(shù)要求僅作原則性的規(guī)定，并提出按照相關(guān)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(shù)要求相沖突。

總體來說，該規(guī)范緊密結(jié)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(yù)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(yīng)當(dāng)建設(shè)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(yīng)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(yīng)進行水庫地震監(jiān)測。新頒布的《水庫地震監(jiān)測技術(shù)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(yīng)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(yù)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(yīng)當(dāng)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(shù)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(guān)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(shè)計及運行驗收均無相關(guān)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(guān)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(shù)要求》(GB/T 31077-2014)在具體監(jiān)測技術(shù)要求有部分相重疊，但部分水電專家認為還是應(yīng)為《水力發(fā)電工程水庫地震監(jiān)測總體規(guī)劃設(shè)計專題報告編制規(guī)程》，而不是編寫技術(shù)規(guī)范。筆者認為，編寫組在編寫本技術(shù)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(shù)標準進行，沒有過多的重復(fù)。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(dāng)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(jié)論及建議

水庫地震監(jiān)測目前已開展較多，相應(yīng)的技術(shù)標準也有一些，但目前技術(shù)標準規(guī)定還不統(tǒng)一，無相應(yīng)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(shù)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(shù)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(shù)進展[J].中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報，2013，11(3)：201-204.

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

[5]SL516-2013，水庫誘發(fā)地震監(jiān)測技術(shù)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(zhì)勘察、巖土工程設(shè)計與研究工作。

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