工程师论文发表水库地震监测技术及主要问题

　　近年来，随着西部大开发，大型、特大型水电站修建越来越多，绝大多数大型水电站均建立了水库地震台网监测系统，并取得了监测成果，促进了水库地震监测技术研究的进展。本文是一篇工程师论文投稿范文，主要论述了水库地震监测技术及主要问题。

　　摘要:目前水电工程水库地震监测仍缺乏专门、系统的水库地震监测、预测及防治技术标准，也无相应标准规定水库地震监测在水电工程各个阶段工作内容、工作深度及精度要求，报告编写原则、要求亦无统一规定。正在编写的《水电工程水库地震监测技术规范》则充分考虑了水电工程实际，将水库地震监测阶段划分为监测台网总体规划设计、台网技术设计、台网建设、台网运行与资料分析四个阶段，规定了各阶段完成时间及其任务、工作内容和深度要求，其实用性及可操作性均较强，有利于统一水库地震监测工作。本文还介绍了正在编写的规范与现有技术规范的关系。

　　关键词:水库地震,地震监测,监测阶段,监测研究,技术标准

　　引言

　　水库诱发地震的震源深度较浅，地震的地表效应比较强烈。其震中大多紧邻大坝和库周10km以内(特别是水库区的峡谷边缘地带)，具有频度高、震源较浅、震级下限低、震中烈度较同级天然地震偏高、波列持续时间短、高频能量丰富、大多活动时间长且更具迁移性(包括向坝后迁移，库尾也可发震)等特点[1～2]。水库诱发地震对水库工程、枢纽工程及当地居民均会造成一定的影响，有必要对其进行监测、预报，以达到防灾减灾的目的。我国水库诱发地震监测研究始于新丰江水库，可划分为三个阶段，从直接记录式、模拟磁带式地震仪和电信传输到数字化地震监测系统和远程传输阶段[3]。目前《中华人民共和国防震减灾法(修订)》、(中华人民共和国主席令2008年第7号)、《地震监测管理条例》(国务院令409号)、《水库地震监测管理办法》(中国地震局令第9号)(2011年5月1日实施)，以及少数地方政府出台的有关水库地震的规定，均对水库地震工作提出了相应要求。一般只涉及规定什么规模的水库和符合什么条件的水库需要建设水库地震台，甚至规定了技术要求，但对如何开展台网规划设计和布设监测台网则没有具体规定，更无与水电工程相应阶段相对应的规定及技术要求。目前相关规程规范对水库诱发地震监测及预测有了原则性规定，GB50287-2006《水力发电工程地质勘察规范》第6.2.13条、SL245-1999《水利水电工程地质观测规程》第4.3.1～4.3.5条和DL/T5335-2006《水电水利工程区域构造稳定性勘察技术规程》第9.4节等的要求，尽早在施工初期或至少蓄水前一年建成投入正式运行的水库诱发地震遥测台网，并至少持续观测至库水位达到正常蓄水位之后3～5年。中国水利水电科学研究院编制完成了《水库诱发地震监测技术规范》(SL516-2013)，主要是规范水利工程的水库地震台网建设工作。2015年6月1日实施的《水库地震监测技术要求》(GB/T31077-2014)规定水库地震监测原则、技术要求。多数大型水电工程的库区已建设了水库地震监测台网，但水电工程水库地震监测总体规划和设计尚无专门、系统的监测和预测及防治技术标准，也无相应规程规范规定水库地震台网在水电工程各个阶段工作内容、工作深度及精度要求，报告编写原则、要求亦无统一规定。中国水利水电建设工程咨询有限公司进行了水电工程水库地震监测总体规划专题研究，为制定水电工程水库地震监测规程奠定了基础。2014年，根据《国家能源局关于下达2014年第一批能源领域行业标准制(修)订计划的通知》(国能科技[2014]298号，计划编号:能源20140428)及水电水利规划设计总院关于印发《2014年第一批能源领域行业标准编制计划会议纪要》(水电规科〔2014〕137号)函的要求，水电工程技术中心、中国水电工程顾问集团有限公司和中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司作为主编单位，中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司为参编单位，共同开展《水力发电工程水库地震监测总体规划设计专题报告编制规程》编制工作。

　　1规程(规范)进展及主要内容

　　1.1规程(规范)进展

　　编写组于2014年12月提交规程编制大纲，2015年2月15日，水电水利规划设计总院在成都组织召开《水力发电工程水库地震监测总体规划设计专题报告编制规程》编制大纲(以下简称《编制大纲》)评审会议，评审意见认为目前水电工程水库地震监测工作尚无统一标准，为规范水电工程水库地震监测设计、台网建设及运行等工作内容和深度要求，保证成果质量，编制本规程是十分必要;建议将原《水力发电工程水库地震监测总体规划设计专题报告编制规程》修改为《水电工程水库地震监测技术规范》，编制内容应包含水电工程水库地震监测总体规划设计、技术设计、台站建设、运行和资料分析的全部工作。根据大纲评审要求，编写组于2015年8月底完成并提交了《水电工程水库地震监测技术规范》征求意见稿初稿。2015年9月10～11日，水电水利规划设计总院在北京主持召开《水电工程水库地震监测技术规范》征求意见稿初稿评审会议。评审意见认为初稿的主要编制内容基本合适，同时要求编写内容应结合水电工程特点及工程实例进行精简，突出各个工作阶段的技术要求，对供电方式、传输方式等提出原则性的要求，具体技术要求可按照水库地震监测相关标准执行。根据征求意见稿初稿评审要求，编写组于2015年12月31日完成了征求意见稿。

　　1.2规程(规范)主要内容

　　《水电工程水库地震监测技术规范》(征求意见稿)分“1.总则”、“2.术语”、“3.基本规定”、“4.监测台网总体规划设计”、“5.监测台网技术设计”、“6.监测台网建设”、“7.台网运行与资料分析”共7章。该规范规定了:(1)水库监测台网监测的条件及范围。目前水库地震监测适用范围有不同规定:《地震监测管理条例》中第十四条规定坝高100m以上、库容5亿m3以上，且可能诱发5级以上地震的水库应当建设专用地震监测台网;《水库地震监测管理办法》第九条规定坝高100m以上、库容5亿m3以上的新建水库，应当建设水库地震监测台网，开展水库地震监测，最高水位蓄水区及其外延10km范围内有活动断层通过、遭受地震破坏后可能产生严重次生灾害的新建大型水库，应当设置必要的地震监测设施，密切监视水库地震活动。本规范本着偏保守原则采用《水库地震监测管理办法》规定。同时由于地方政府根据地区地震特点制定了水库监测管理规定也应当执行，故本规范还适用于地方政府规定应进行水库诱发地震监测的水库。(2)规定了水电工程各个阶段水库地震监测工作内容、深度及完成时间。水库地震监测工作应在预可行性研究阶段确定是否需开展，并估列相关费用。水库地震监测工作应在工程场地地震安全性评价和水库诱发地震预测基础上进行，其阶段应划分为监测台网总体规划设计、台网技术设计、台网建设、台网运行与资料分析四个阶段。水库地震监测台网总体规划设计应在水电工程可行性研究阶段完成，台网技术设计及台网建设应在水电工程施工详图阶段完成，水库蓄水前一年应建成并投入运行。该规范还规定了台网监测各个阶段技术要求。总体规划任务为了解测震区监测条件、初步确定台网布局及主要仪器设备，内容包括“划分水库地震重点监测区、一般监测区及明确相应监测精度”、“初步确定台网布局及台网监测项”、“对台址进行初勘”、“初步确定传输、供电方式”、“初步确定台站、台网中心等的主要仪器设备及清单”、“初步确定台网施工与建设规划”、“对台网土建工程进行初步设计”。台网技术设计任务为确定监测台网布局及主要仪器、设备及安装方式，进行土建工程详细设计，内容包括“对台址进行详勘，查明台址地质、交通、通信、供电等条件，查明台址背景噪声及通信信号强度，选定台址”、“确定台网布局与监测项目，重新估算地震台网监测能力”、“对台网观测系统、传输系统、数据处理系统、监测设施及土建工程进行详细设计”、“确定台网建设步骤及进度”。本规范同时规定了各个阶段报告编制要求。(3)对监测台网具体技术要求仅作原则性的规定，并提出按照相关水库地震规定执行。这样本规范既保留了水电工程特色，同时又不与地震部门技术要求相冲突。总体来说，该规范紧密结合水电工程特点，原则性及可操作性强。

　　2可能存在的问题

　　2.1水库地震监测适用对象讨论

　　前已述及，目前水库地震监测适用范围有不同规定。据统计资料，发生水库诱发地震概率低，发生大于5级的更是极少[3]，采用《水库诱发地震危险性评价》(GB21075-2007)进行水库诱发地震预测，可能发生大于5级水库地震的还是极少数，故“且可能诱发5级以上地震的水库应当建设专用地震监测台网”规定范围过于狭窄，不符合目前水电工程实际。笔者认为，水库地震监测启动条件应依赖于地震所造成的破坏程度，即以地震烈度来控制，同时兼顾安全，即一定规模的水库也应进行水库地震监测。新颁布的《水库地震监测技术要求》(GB/T31077-2014)即规定除坝高大于100m且库容大于5亿m3水库外，水库地震最大震级大于5级或震中烈度大于Ⅶ度均应进行水库地震监测[4]。这种规定是比较合适的。例如大渡河长河坝水电站坝高240m，水库库容10.75亿m3，经水库诱发地震预测水库最大震级4级，震中烈度小于Ⅶ度，按新规范及《水库地震监测管理办法》应当进行水库地震监测。而如按《地震监测管理条例》及《水库诱发地震监测技术规范》[5](SL516-2013)则可不进行，实际上对如此大型水电工程都会进行水库地震监测的。

　　2.2有关各阶段验收评审程序的问题

　　由于现阶段水库地震监测规划设计及运行验收均无相关规范统一规定，基本上由业主主持或监理主持并聘请有关专家，有一定的随意性。鉴于目前水电工程实际状况，本规范也未对验收及评审程序作统一规定。今后待时机成熟时可进行统一规定。

　　2.3与现有国家规范体系重叠的问题

　　本规范与现有国家标准即《水库地震监测技术要求》(GB/T31077-2014)在具体监测技术要求有部分相重叠，但部分水电专家认为还是应为《水力发电工程水库地震监测总体规划设计专题报告编制规程》，而不是编写技术规范。笔者认为，编写组在编写本技术规范条款时已尽可能少引用现有规范，与现有规范条款重叠时均注明按照现有技术标准进行，没有过多的重复。目前本规范编写思路经总院评审，实用性及可操作性均较强，有利于统一水电工程水库地震监测工作要求及深度。当然最终编写思路服从上级主管部门的规定及现有规范体系。

　　3结论及建议

　　水库地震监测目前已开展较多，相应的技术标准也有一些，但目前技术标准规定还不统一，无相应规程规范规定水库地震台网在水电工程各个阶段工作内容、工作深度及精度要求，报告编写原则、报告编写要求亦无统一要求。目前在编的技术规范按照水电工程阶段划分、实际监测情况进行了编写，考虑了水电工程特点，实用性及可操作性均较强，有利于统一水电工程水库地震监测工作要求及深度。至于与现有国家标准体系相重叠部分可以酌情考虑，以有利于水电工程水库地震监测技术的发展。

　　参考文献:

　　[1]易立新，车用太，王广才.水库诱发地震研究的历史、现状与发展趋势[J].华南地震，2003，23(1):28-35.

　　[2]欧作畿.水库诱发地震的研究[J].云南水力发电，2005，21(3):18-21.

　　[3]许光，苏克忠，胡晓，等.我国水库监测研究技术进展[J].中国水利水电科学研究院学报，2013，11(3):201-204.

　　[4]GB/T31077-2014，水库地震监测技术要求[S].2014.

　　[5]SL516-2013，水库诱发地震监测技术规范[S]2014.
　　工程师论文投稿期刊推荐：《广西水利水电》（双月刊）创刊于1974年，由广西水利电力勘测设计研究院主办。本刊主要内容：水利水电建设的方针、政策、水资源开发、利用和保护、防汛抗旱，滩涂开发，水利经济，综合经营，环境水利，地方电力，水利水电规划、科学研究、勘测设计、施工等方面的新技术、新成果、经验总结，水利史志，职工教育，国外水利等。

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