浅谈地震对水利工程的危害与修复论文
地震是大自然的一种重大灾害，它巨大的破坏力会给国家和社会带来重大的损失。水利工程使人在进步过程中除害兴利而修建的工程，不仅有着巨大的经济效益，同时对生态环境的发展也有着不可估量的作用。地震的巨大破坏力与水利工程的重要作用是我们不能忽视的，我们要在二者之中找平衡，减少危害，创造效益。
地震是地球内部介质局部发生急剧的破裂，产生地震波，从而在一定范围内引起地面振动的现象。地震往往具有突发性、毁灭性等特点。我国地处世界上两个最大地震集中发生地带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震较多，大多是发生在大陆的浅源地震，震源深度在20km以内。位于青藏高原南缘的川滇地区，该区新构造活动剧烈，绝大多数属构造地震，地震活动频度高、强度大，是中国大陆最显著的强震活动区域。
一.地震对水利工程的危害
由于地震烈度、地震形态以及水库本身工程质量的'不同，地震对于水利工程的危害也有所区别。根据对我国因地震受损水利工程进行分类整理，认为水库坝体险情主要可分为3级：
1级，一般性破坏，不产生渗漏;
2级，严重性破坏，坝体开裂渗漏;
3级，垮坝(崩塌)，水库水全部流走。
水利工程遭受破坏的形式主要有：
1.坝体失稳
地震可能引起坝基液化，从而导致大坝失稳。地震时，受到周期性或波动性荷载作用，土石坝内土体将产生递增的孔隙水压力和递增的变形。粘性土体构成的土石坝在地震中相对安全。但相对密度低于75%的粉砂土和砂土，在几个循环之后孔隙水压力就会显著上升，当达到危险应力水平时，土体在周期性荷载作用下显示出极大的变形位移，坝内土体就会呈现出液化的流态，导致坝体失稳。
2.岸坡坍塌
若水库两岸有高边坡和危岩、松散的风化物质存在，地震发生后，造成的岩体松动，可诱发产生崩塌、滑坡和泥石流，甚至形成堰塞湖等现象。
3.坝体裂缝
地震作为外力荷载将会导致大坝尤其是土石坝整体性降低，防渗结构破坏，引起大量裂缝。地震会产生水平和垂直两个方向的运动，并使周期性荷载增大，坝体和坝基中可能会形成过高的孔隙水压力，从而导致抗剪强度与变形模量的降低，引起永久性(塑性)变形的累积，进而导致坝体沉降与坝顶裂开。
另外，地震还可能对水利工程一些其它部分造成损坏。
二.地震造成水利工程损坏典型实例
1.汶川地震
2008 年5 月12 日四川汶川发生了特大地震，震级达8.0 级。汶川地震导致四川17个市96个县( 市、区)1997座水库不同程度受损，约占四川已建水库的30%以上，按国家防总确定的水库震损程度分类统计，溃坝险情水库69座，高危险情水库331座。大地震对水电工程的破坏，主要包括电站闸坝、厂房、发电设备、引水设施等被直接震损、震毁，以及地震引发的滑坡、崩塌、泥石流等对各项水利水电工程设施的毁坏。在四川龙门山地区，电站无一幸免，震损率为100%。
2.玉树地震
2010年4月14日，玉树州玉树县发生7. 1级地震。玉树州城镇供水工程共4项，乡村饮水安全工程共1 575处，玉树州已建成水电站工程22 座， 均为小( 2 ) 型，玉树州5座县城有防洪堤7处。地震发生后，结古镇供水工程完全震毁，乡村饮水安全工程共震损1 123处玉树州7处堤防工程均受到不同程度的损坏，堤防工程损毁长度为12. 87 km，占震前堤防长度的39. 35%。当地水文站房、基础设施、测验设施和报汛设施受到较大破坏。此次地震中共有19座小水电站受损， 玉树县禅古水电站大坝受损严重，无法正常运行，9处灌区工程全部或部分损毁，受损干渠长21. 4 km，支斗渠长59. 74 km。其他水利设施主要包括水务系统办公生活用房及办公设备。
3. 甘肃民乐—山丹6.1 级地震
2003 年10 月甘肃民乐—山丹发生6.1 级地震，地震引起双树寺水库大坝、翟寨子水库大坝坝顶均出现一条纵向裂缝，长约401～560m，最大宽度2cm 左右，并有多处不同长度断续裂缝，防浪墙局部错动约0.5cm。大坝右侧出现山体滑坡，形成长条带及凹陷，滑坡长37m 左右，凹陷坑深2.5～3m、宽7m 左右，凹陷处上部山体有多条斜向裂缝，缝宽20cm 左右。李桥水库坝顶有纵向裂缝，多处缝宽在2～5mm，其中一条长约100m 左右，出现横向贯通裂缝，防浪墙出现多处竖向裂缝。这些裂缝在坝体漏水、自然降水和温度作用下，又将产生新的冻融、冻胀破坏，影响大坝的整体性和稳定。
三.水利工程震后修复措施
被震损的水利工程除了本身的经济损失以外，它们还成为次生灾害或后发灾害链的重大危险源。这主要表现在，闸坝设施受损后，库水无法正常下泻，导致水位上升，库水漫坝的危险，而在坝体受损的情况下，溃坝的机率大大增加，一旦发生溃坝，将给下游造成严重的甚至不亚于地震直接灾害的生命财产损失。地震后受损水利工程修复措施主要包括以下几个方面：
1坝体监测
地震后，对于受损水利工程，应及时降低水库运行水位，并进行充分的坝体探测。对土石坝，可开挖土坑检测，对混凝土坝，则可用无损探伤检测.包括使用地震波法、地质雷达、水下声纳法检测侵蚀程度，必要时还需要采取槽探、钻孔、孔内地球物理方法进行检测。根据地震前后大坝监测结果的对比分析，判明是否存在普遍的结构损伤迹象。尤其需要加强对坝体变形和渗透的观测，防止裂缝前后贯通，内部发育，产生渗漏通道。同时，加强对输水洞漏水、溢洪道裂缝的监测，以防渗漏进一步扩大. 震后坝体探测中，作为一种非破坏性的探测技术，地质雷达具有探测效率高、分辨率高、抗干扰能力强等特点，可以快捷、安全地运用于坝体现状检测和隐患探查.
2裂缝修复
对于已经出现的裂缝，要对其分布、走向、长度和开度等进行定时观测和检测。在大坝主裂缝部位设置标志，缝口要覆盖塑料布，防止雨水流入加速其恶化。对受洪水威胁的建筑物，要采取临时措施(如围堰)进行保护。裂缝的修补应从实际出发，在安全可靠的基础上，同时考虑技术和施工条件的可行性，力求施工及时、简单易行、经济合理。常用的有以下几种处理方法：表面处理法、灌浆法、结构加固法。
3滑坡处理
土坝滑坡有剪切破坏、塑流破坏、液化破坏三种形式.可采用“上部减载”与“下部压重”法来处理。“上部减载”就是在滑坡体上部的裂缝上侧削坡，以保持稳定：“下部压重”就是放缓下部坝坡，在滑坡体下部做压坡体等。当滑坡稳定后，应当及时进行滑坡处理.主要处理方法介绍如下：放缓坝坡、压重固脚、库岸岩体加固。
4.渗漏修复
应根据具体情况降低库水位或放空水库，彻底修复防渗体，对由于浸润线过高而逸出坡面或者由于大面积散浸引起的滑坡，除结合下游导渗设施外，还应考虑加强防渗。
四.结语
地震会对水利工程造成一定的影响，震损的水利工程会成为次生灾害的重大危险源。了解地震对水利工程的危害，做好防范与修复工作，只有这样，才能使水利工程能抗避风险，更好地为人类服务。
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