电力系统是现代社会的生命线工程系统，一旦因地震灾害而失效或遭到破坏，将严重降低其他生命线系统的机能或导致其完全瘫痪，另外也会在极大程度上制约其他系统震后的恢复时间，阻滞国民经济和社会生活的正常运行。国内外历次大地震的统计表明：电力系统的地震易损性是极高的。尽管其修复费用只占全部震后重建费用的一小部分，但电力系统失效造成的间接损失却是巨大的。继上章介绍了石油、天然气系统相关情况后，本文主要聚焦于重大地震中国内外电力系统（包括核电）重建经验和预防措施，最后为做好能源系统防震减灾工作提出几点针对性建议，以供参考。

 

 

1. 日本阪神地震后的电力系统恢复

 

阪神地震受灾地区的供电在7天之内几乎就完全恢复。考虑到阪神市及周边地区在地震中造成的严重破坏，对于电力公司而言，在如此短的时间内迅速恢复供电是很突出的成绩。以下6个因素在快速恢复电力供应中起到了重要作用：

 

（1）一个高容量且灵活的电力系统（电压小于77kV的联动系统）

 

因为主要电力系统本身的多样性，电力公司可以将传输线路从受损部分转换到功能正常的部分，例如，275kV电力系统遭受剧烈破坏而导致大范围停电，但275kV变电站还连接着77kV系统。因此可以利用完整的77kV系统，作为275kV变电站的临时连接，电力公司就能在一个相对较短的时间内，缩小停电范围。

 

（2）高架传输线路的恢复

 

高架传输线路通常用来作为临时和快速恢复供电的方法。使用发电车，同时将所有未被破坏的设备和材料尽快投入使用。

 

（3）具有强抗震设计的专用通信系统

 

关西电力公司拥有一种微波通信系统，将各个主要发电站和变电站与中央负载调度中心联接起来。电力公司也拥有独立的电话系统，它利用微波和光纤光缆传输。地震不会对这些专用通信系统造成影响，所以它们通常被用来协调电力恢复工作。

 

（4）其他电力公司对国家电力系统的援助

 

关西电力公司受到了其他公共部门的重要帮助，除了派遣326名工作人员外，其他部门还提供了大量物资援助，其中包括：52辆发电车、77辆工作车、为电力恢复工作提供相关物资、食品及饮用水，以及装载有卫星通信设备的车辆。

 

（5） 抗震设计及其他预防地震的措施

 

关西电力公司基于以往地震经验开发的设施抗震设计有效地减少了设施损坏。自1978年宫城县近海地震以后，关西电力已经将抗震设计系统地整合进了主要设施中，虽然阪神大地震毁坏了一些设施，但关西电力公司相信抗震设计可以减轻主要破坏，并有助于对地震做出快速响应。

 

（6）紧急维护技能

 

应对自然灾害的培训应该做到有备无患，在任何时候工作人员都必须熟练掌握常见的技术和技能。

 

2.墨西哥Manzanillo地震后电力系统的修复

 

1995年10月，墨西哥Manzanillo地区发生里氏7.6级地震，地震中受损最严重的是变电站设备。维修人员利用CFE仓库中现存的备件，最初就地修复了ManzanilloⅠ和 ManzanilloⅡ号变电站中的9个400kV断路器，这些断路器在地震后30至60天的时间内先后再次投入使用。1996年11月，又用具有抗震弹力恢复（earthquake-resilient）的新断路器替换了所有的旧断路器，在安装的过程中，对断路器的柱基进行了加固，并且改进了控制线路。旧断路器的抗震设计可以承受0.20g的加速度，相比之下，新断路器能承受的加速度高达0.86g。

 

 

1.可稳健应对灾害的日本电力供应系统——关西电力公司案例研究

 

阪神大地震是20世纪日本爆发的最严重的地震之一。这次地震证明了以下设施的重要性：为抵抗自然灾害而设计的电力设施，随时待命的灾害应急响应总部，以及可获取和发布灾害信息的系统。

 

（1）关于供电系统的设计

 

电力公司建造供电设施以适应日益增多的电力需求并保持足够的稳定性。供电设备一般采用多重（双重）系统来防止小意外如雷击引起断电。为了美化市容，城市地区多使用地下传输/配电线路。以下几点是发生地震或其他灾害时保障供电稳定性的重要步骤。

 

保证供电设备本身就具备较好的抗震设计；

 

分布式供电基站；

 

设计有多种电力来源的多重路径网络。

 

关西电力公司的电力系统使用的是双重电路，所以突发灾害时只损失了少量电力，甚至在强震之后电力系统还能保持综合功能。

 

（2）抗灾城市的供电系统

 

分布式供电基站可以使城市更有效应对灾害。输电变电站一般位于郊区。然而，通过引进市区类型输电变电站，可以分散配电变电站的馈电点，从而在如地震等破坏性灾难来临时大大提高供电可靠性。

 

试想一下这样的布置：单一供电来源的多个配电变电站与多个供电来源联接从而扩增成多供电来源的多重路径网络。发电站一般位于远离电力负荷中心的地方，并且将发出的电力通过远距离传输线送至城区。有提议安装能自主供电的城市发电站，以使发电站或输电线路所在地突发灾害时，城市可免受大范围电力中断的影响。

 

（3）建立供电系统应考虑到城市规划

 

政府与事业单位相互合作对于在市区建立设计良好的可稳健应对灾害的供电设施至关重要。面对城区日益增加的用电需求，在城市重建时，关西电力公司与当地社区合作建立了一些新的变电站，同时还为现有的变电站增加了成熟的额外措施。城区引进新的输电线路时使用地下传输线对环境更有利。一般利用公共管道来保证地下线路的空间。在城区，电力需求稳定，电力设施沿路边建造，可引进地下配电线路。但是，高架线路远比地下线路容易修复。这一点在阪神大地震中得到了证实。灾后重建计划应该综合使用两种方式。

 

（4）稳定的通信系统

 

关西电力采用的是有防震设计的通信设备。公司有双路通信线路。尽管如此，一旦运转基地，如总部或分部因为突发灾害遭到了破坏，仍然会对工作产生巨大影响。因此，关西电力公司设计了后备运转基地以分散通信网络。总部及各个分部，以及处理中心都指定有各自的后备运转基地。两条现有的负荷分配运行与电话线路中的一条将通过当地的后备负荷分配中心重新布线。

 

（5）震后风险管理组织

 

在阪神大地震之前，关西电力公司并没有确立关于成立灾后应急总部的标准。因此，如果灾害发生在夜晚或节假日，应急总部很难顺利建立。现在，关西电力公司已经建立了相关程序，可迅速组织起灾害应急总部。如果在供电地区发生地震烈度大于6（日本分类法）的地震，总部和分部会迅速成立一个总部。附近的分部也要立即成立一个支援部门。同时，地震灾区的员工应立即赶赴其他工作地点。每个员工应事先选择并登记好一个最近的指定工作地点。万一灾害发生后通信和交通已经中断，这时员工应直接前往各自的指定工作地点。如果大规模灾害爆发在晚上或节假日，总部的两名经理应担负起与外界联系的责任。鉴于届时公共电话网络很可能会堵塞，所以应采取以下办法来保证通信。

 

在主管人员的家里安装商用电话和传真线路；

 

配备移动电话和PHS（个人手持电话系统）；

 

更新并替换相关的信息设备。

 

（6）灾害信息的获取

 

电话和传真通信在灾害应急中至关重要。目前已安装了一套使用局域网的获取和发布灾后信息的灾害信息系统。如果在供电地区发生了地震烈度大于6（日本分类法）的地震，或者地震造成了超过100万千瓦的断电量，该系统即可在30分钟内将断电信息提供给中央和地方政府。

 

2.韩国电力设施的抗震安全性评估

 

韩国很早就开始重视核电站的抗震性能并采用了严格的设计标准。但从1999年开始，才要求所有电力设施都要实施抗震安全性评估，不仅是火电厂和水电厂，还包括输电设施和变电站。韩国总电量的40%以上都是由16座核电站产出。自从第一座商业核电站于1978年开始运行以来，安全性标准和实践上都取得了长足的发展。操作经验的积累也促进了分析方法的进步。

 

2.1 核电厂的定期安全审查

 

定期安全审查的目的是通过对一家运行中的核电厂的综合评估来确定该核电厂是否符合目前的安全标准和实践，以及是否能充分保持核电站安全运作。2000年韩国开始实施对旧核电厂的定期安全审查。可以预期，审查结果不仅能对未来核电厂的设计改进提供反馈意见，也有利于延长现有核电厂的使用寿命。对目前核电厂定期安全审查的对策和改进需要注意以下几点：

 

（1）对可能断层和最大可信地震的评价

 

NNE-SSW方向的Yangsan断层是朝鲜半岛上的主要断层之一，纵向200 km，位于韩国东南部。关于Yangsan断层是否是危害核电厂安全的震源一直存在争论。大多数第四纪断层地势陡峭，而且一般位于或邻接着第四纪冲积层矿床。历史上的地震数据都集中在位于Yangsan断层中部的庆州。庆州在1500年前曾是人口密集的首都城市。基于历史上庆州附近的地震数据，有些地质学家坚称Yangsan断层是活动的，但未能提供确切的证据。

 

NNE-SSW向的Ulsan断层长50 km，位于Yangsan断层附近。之前的研究认为Ulsan断层应该是一个长的线形构造带，而非断层，因为没有在此处发现位移。最近，在这个线形构造带东北部附近报道了几个第四纪断层。考虑到离断层20 km的Wolsung核电厂的地震安全，一些专家开始研究Ulsan断层的活动性。近几年的研究发现了逆向断层存在于位于Ulsan断层东部几个区域的第四纪沉积层处。结果还发现了由MMI烈度为9级的地震引起的两次断层活动和液化现象。现在已有关于Ulsan断层附近的第四纪断层的一些报道，但是依然没有直接证据表明Ulsan断层是一个地震断层。

 

这些研究只关注了位于特定出露层（outcrop）处的第四纪断层的年代测定，而没有对断层做定量的古地震学评估。最近启动的一个长期研究项目试图解释断层的分裂现象，分析断层的发展变化，制定国内关于活动断层的标准，并且定量评估核电厂所在地的地震可能性。

 

（2）设计地址反应谱（Response Spectrum）的评估

 

由于缺乏地震数据，韩国核电厂抗震设计使用的是美国核管会（NRC）reg. Guide 1.60标准设计地址反应谱，而不是特定地点反应谱。基于假设朝鲜半岛与稳定的大陆板块具有相似的地质与地震学特性的前提评估，展开了设计地址反应谱的研究工作。

 

两种方法可应用于研究核电厂地址的特定地点反应谱：经验法和模拟法。因为韩国国内地震数据不足，应用经验法就需要收集世界上其他地方发生的具有可比性的地震数据。选择类似地震数据时要考虑到震源机制、地震波的传播性质以及发生地的放大特性。对于模拟法而言，需要建立一个模拟程序，输入确定的震源数据。选定并模拟地震数据后，显示特定地点反应谱的步骤也就建立了。由此可确定在稳定的大陆板块监测到的具有类比性的地震。

 

对于经验法而言，首先要确定出评估其他地方地震相似度的步骤和方法；然后量化评估项目；最后选择出几个具有可比性的地震并计算它们的反应谱。计算出的反应谱表明标准反应谱在低频范围是保守的并且峰值响应在10 Hz左右。美国东部也得到相似结果。

 

为了利用韩国发生的几次小地震的数据分析模拟地震，研究人员开发了一种利用小地震的震源数据模拟大地震的方法。预测大地震时需要测量同一个震源产生的不同大小地震的数据。遗憾的是，韩国国内很少有可用的地震数据。用模拟法分析单一事件得到的反应谱与分析其他地区地震的结果是相似的。值得注意的是两种方法的结果一致。

 

可以从为工程目的而记录的数据中获得各种地震参数，如峰值地面加速度、谱加速度和地动持续时间。为了便于测量强震，人们在4个核电厂的附近建成了一个包含8个观测站的地震观测网络。每个站点配备有一套地震测震仪、速度传感器和记录仪。站点记录的数据被传送到韩国电力研究所（KEPRI）的地震监控中心，进行实时分析。韩国电力研究所计划在2002年前在Yangsan断层附近新建立5个地震观测站，并与韩国联合地震系统（KISS）并网。

 

（3）SSI分析技术的改进

 

复杂的土壤性质蕴含着很多不确定性，所以很难精确估计SSI的效应。另外，尽管SSI分析的方法和理论已经有了长足的进步，但因为它们是基于不同的假设及其局限性，现有的技术和计算程序在进行SSI分析时还是有可能得出完全不同的结果。为了解决这些关键性问题，韩国电力研究所自从1990年以来一直积极参加台湾电力公司和美国电力科学研究院领导下的花莲项目。启动花莲项目是为了获取地震引发的SSI数据，确定由强震动和近场地震特性引起的非线性土壤行为，证实土体刚度衰减的褶积和反褶积方法，并且解释SSI分析的输入地震动。为了证实改进后的SSI分析程序的效果，研究人员比较了分析结果和台湾花莲大规模地震测试（LSST）模型记录的真实数据。基于多次SSI分析经验和已获取的地震数据，韩国电力研究所开发了一套咨询软件程序来指导SSI分析并改进概率方法，以量化SSI输入参数的不确定性。韩国电力研究所还将基于花莲大规模地震测试（LSST）模型记录的地震数据，开发一套可以完整描述地震波水平分量的统计特性的空间变化函数。

 

（4）设备的抗震能力评估

 

设备的抗震能力评估应该对设备在遭受设计基准地震产生的破坏力作用期间或作用之后，发挥其必需功能的性能进行论证。IEEE 344描述了用于机械设备和电气设备抗震鉴定方法体系的抗震检测与分析方法。在韩国，符合USI A-46“运行核电厂设备的抗震鉴定”的核电厂有3个，符合USI A-40“推荐修订后的美国核管会抗震设计标准”的核电厂有8个。对于USI A-46，美国电力科学研究院（EPRI）成立了抗震鉴定公共事业小组（SQUG），并开发了“通用实施程序”，这是设备抗震性能的一种替代鉴定方法。对于USI A-40，在美国核管理委员会的资助下，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室开展了一项长期研究计划和一项抗震安全极限研究计划。当前的许可程序就是根据这一计划的研究结果而确立的。国际原子能机构（IAEA）建议所有运行的核电站，包括符合USI A-46的核电站，都应该开展定期安全评估（PSR），以满足当前的许可程序要求。对于解决地震安全问题，允许采用以下两种方法：抗震极限评估（SMA，seismic margin assessment）和地震概率性安全评估（SPSA，seismic probabilistic safety assessment）。

 

为了解决上述与抗震安全性相关的问题，韩国电力研究所（KEPRI）于1998年加入了抗震鉴定公共事业小组，现正在开发有效的综合方法体系，以对运行核电站的设备进行抗震能力评估。新的综合方法体系要求同时进行基于地震巡检（seismic walkdown）的通用实施程序和抗震极限评估。地震巡检是已知的查找当前设备抗震缺陷的最有效工具，并且可以节约抗震安全性评估的成本。

 

用于固定韩国核电站设备和管道系统的锚定系统是基于ACI 349规范设计的。欧洲国际混凝土委员会编制的混凝土规范（CEB）中的混凝土性能设计方法表明，根据ACI 349规范设计的锚定系统可能不能满足必需的抗张力和剪应力性能要求。根据美国核管会1996年发布的标准评估计划，核管会承认ACI 349规范可能高估了固定设备的锚定系统的真实性能，并推荐根据每种情况的测试结果设计锚定系统。因此，为了评估当前锚定系统的抗张力和剪应力性能，韩国电力研究所正在开展真实的模拟测试。

 

（5）减少概率性地震危险分析（PSHA）中的不确定性

 

许多研究都致力于通过提高PSHA中的主要输入数据的可靠性（如地震动衰减关系、地震目录和震源描述等），减少之前开展的PSHA中涉及的不确定性。研究人员已经建立了一种新的PSHA方法，它不仅将整合PSHA的最新技术，还会满足修订后的规则要求。

 

通过采取综合技术方法进行数据收集和分析、开展实验、理论研究等获得更准确的PSHA数据，从而可明确说明和减少与PSHA输入数据相关的科学知识中的不确定性。研究人员使用这些更准确的PSHA输入数据，在Wolsung核电站开展了一项PSHA案例研究，以证实地震危险分析的结果得到了改良。

 

美国电力科学研究院对EQHAZARD软件包进行了改进，以贯彻最新尖端技术和与PSHA相关的修订后规则要求，并搜集了震源描述数据以得到有效的PSHA输入数据。对EQHAZARD编码采用了团队方法进行分析。

 

使用这一研究中获得的PSHA改良数据和EQHAZARD编码，对Wolsung 核电站开展的PSHA考虑了韩国地震目录的不完整性。这一PSHA得出的结果显示，与之前的PSHA结果相比，地震危害水平降低了。之前的PSHA结果明显地降低核心损坏频率。

 

（6）核电站地震响应

 

在地震频繁发生的区域，小地震也可能在不造成损坏的情况下，超出设备的抗震运转基准谱（OBE spectrum）。所以应该确立分析标准，以判断地震强度是否真地超出抗震运转基准谱。研究人员制定了一项核电站地震响应的综合方案以确定：

 

* 某次地震对韩国核电站的物理状态产生的影响；

 

* 根据观察到的核电站的损坏，或地震强度超出了抗震运转基准谱，关闭核电站是否合适；

 

* 由于地震而关闭的核电站，在什么情况才适合将其重新开启。

 

核电站地震响应的指导方针，可以使操作者在震后迅速做出评估，决定是否应该关闭核电站，并为评估地震对核电站造成的影响提供步骤，以及提供重新运行核电站的标准。指导方针由短期行动、关闭后的检查和测试以及长期评估三部分组成。短期行动（可以在震后4到8小时内完成），由操作员巡视检查、评估地动记录和关闭前检查组成。长期评估通常在核电站重新恢复生产之后开展。由于超过了抗震运转基准（OBE）而将核电站关闭以后，重新运行核电站应该基于关闭后检查的结果以及监测试验和可操作实验的顺利完成。如果地震超过了抗震运转基准，应该将核电站关闭，并在恢复运行前进行检查和测试。抗震运转基准中的根据地震记录得出的累积绝对加速度（CAV）大于0.16g-sec，然而，CAV标准的确定应该考虑核电厂的抗震和结构特征。为了评估CAV标准的强度，开展了一项利用震动工作台的实验研究。基于利用成熟的SDI模型得出的测试结果评估了CAV的适当水平。SDI模型由叠加的丙烯酸树脂汽缸组成，用于使每一个方向的地震力保持一致。以上实验研究的结果表明，在韩国的核电站中应用0.16g-sec的CAV标准是很保守的，因为韩国标准核电站的地震动的CAV值都处在0.3到0.5g-sec之间。改进后的SDI模型不仅有望更容易地确定超出抗震运转基准的情况，而且在定量评估地震破坏方面可发挥巨大作用，以便更好地提供开展关闭后检查和测试的指导方针。

 

（7）评估海啸风险

 

基于最大地震级别和获得的海啸地震的断层参数，研究人员对Ulchin核电站的抗海啸性能进行了一次安全评估。然而，基于地震空区理论（seismic gap theory），最近一些地质学家和地震学家提出警示：在东海区域可能发生更高级别的地震。在安全性评估中，基于线性和非线性浅水方程（shallow water equation）还应用了一个明确的有限差分模型（finite difference model）。另外，应用地震断层参数评估了地震带来的垂直海底位移，这是在不考虑水压作用，假定海啸的初始纵剖面等同于海底位移的前提下得出来的，因为大多数情况下海啸源区的水平范围非常广阔。

 

在韩国，海啸的最大上升高度是在1983年的东海海啸中于Imwon海港观察到的，该海港位于Ulchin核电厂以北约20公里处。为了检测分析模型，对这次海啸在Imwon海港的浪潮进行了模拟，在计算出的水表轮廓与观察到的波浪高度之间得出了普遍共识。对于1993年的北海道Nansei-Oki海啸的水位升降也开展了同样的模拟研究。最终，对可能的地震空区断层产生的效应进行了评估，并得出结论：Ulchin核电厂在抵抗海啸灾害方面是安全的。

 

2.2 火力和水力发电厂的抗震评估

 

根据韩国当前的抗震设计标准，火电厂设施属于I类抗震类别。韩国有68台运行中的火电机组，其中26台不确定是否考虑了抗震设计，其余42台机组需要再进行抗震性能评估。在1988年抗震设计规则建立之前所建造的火电厂设施，可能不能满足当前的抗震设计标准。因此，采用国家建筑物与大坝法规，有必要对汽轮机厂房、锅炉房以及烟囱等主要结构进行抗震性能评估。堤坝结构中土壤液化的可能性评估的研究工作也正在进行中。目前，火电厂设施仍没有安装地震监测系统，不久以后，将会在26台火电机组以及3台水电机组中安装地震监测系统，新的监测系统可以通过Internet将记录的地震数据和随后的设施结构变化传输到地震监测中心。韩国电力研究所正在开发相关软件及网络系统，以对使用Internet发送和接收监测数据的地震监测系统进行操作。

 

2.3 为输电和变电站设施开发抗震设计标准

 

地震导致的电力中断会造成社会混乱和经济损失。由于锚定和支撑物的损坏（包括套管破损）而导致的设备损毁是地震中输电和变电站设施最薄弱的环节。根据设备的弱点及其他考虑因素，表1列出了电力设施的相应抗震标准。将来的主要关注点将集中在设计标准的适用性、抗震评估指导方针、现有设施的改进以及开发标准的制度化上。

 

 

纵观历次严重地震灾害，受灾都不是局部的，而是整个系统的破坏。这就使得做好能源系统防震减灾要包括三个层面的工作：科学研究、工程设计和社会组织。科学研究不仅是就单一设备进行孤立研究，还需要从系统网络入手，研究各个环节的破坏对系统的影响程度，从而对整个能源供应网络的抗震能力进行分析和设计。工程设计是通过工程技术手段做好能源体系结构抗震设计、抗震鉴定、加固、减震控制等工作，确保能源系统在地震作用下的安全。社会组织则是通过社会措施，从抗震思想意识、组织保障、救灾机制及抗震设防标准等方面提高能源系统的抗震能力，确保在强震下的安全。

 

1. 编制能源系统抗震减灾规划，使用地震预警系统

 

能源系统整体抗震减灾规划的编制，除了在总体上应遵循图3的工业企业综合防震减灾规划的编制模式外，还应考虑自身特点，对重要设备给予更多的关注。例如，油气系统立式储液罐的震害是抗震的薄弱环节，必须根据该设备特殊的动力特性，在考虑地基-基础-罐结构和储液的相互作用的基础上分析地震危害，从而提出预防破坏的方案；再如电力系统中电瓷型高压电气设备的损坏率非常高，是变电站功能失效的主要因素，必须根据其结构特点和物理特性制定预防震害的方案。

 

地震预警系统是近年来国际上安全工程研究领域的一项新技术，该系统可在临震状态下实现高效的地震应急反应，建立一套地震监测及预警系统对于提高能源系统的地震安全性具有非常重要的作用。地震预警主要是靠仪器监测到其他地区已经发生的地震，并提前在地震波到达能源供应系统所在地区之前发出报警信号，这两者的时间差，也就是有效的预警时间。有效预警时间的长短，大概取决于实际地震发生的地点。通常有效的预警时间少则可以有5～6秒左右，长则20～30秒，个别也可以长达40～50秒或更长。如果事先做好充分的准备，在短暂的预警时间内，可以采取许多减轻地震损失的有效措施，特别可以用来防止可能引发的次生灾害。在目前地震预报尚不完善的情况下，这种预警措施对于能源系统来说就特别重要。

 

2. 提高防震减灾意识，制定与演练地震灾害应急方案

 

强烈的全民防灾意识是有效减灾的重要基础。公众配合和提高民众的灾害意识，是做好灾害应急工作的一大关键因素，这就需要通过宣传、教育和实际参加防灾抗灾活动等各种方式，使公众的防灾意识、知识储备及心理承载能力得到提高。

 

实际地震震害显示，地震应急工作做得充分不充分，对地震灾害损失的影响很大，《中华人民共和国防震减灾法》中对地震应急等方面的工作也有专门的规定。要提高能源供应系统地震的应急能力，必须从以下几个方面着手：建立地震应急指挥系统或指挥中心、制定地震应急预案、定期进行地震应急指挥模拟演习、建立地震信息数据库、配备紧急救援和救灾设备、设立救援专项资金等。目前我国能源供应系统虽然投入了可观的资金开展了相关的抗震防灾规划工作，但是却很少进行演习，更有甚者将防震减灾规划束之高阁，更不用说进行及时的修订和补充。这样一旦地震真正来临，这些规划以及相应的应急措施就很难发挥减灾的作用。

 

3. 加强能源供应设施的科学抗震设计，开展在役设施的抗震鉴定和加固改造

 

一方面要确定能源供应系统所在地域的地震危险性。需要对场址的地震环境做出较好的判断，如开展断层勘测、早期开展微震的观测和分析，监视诱发地震发生的可能性，开展地震危险性分析、地震区划或小区划等工作，尤其是重要结构设施的场地安全性评价等工作。

 

另一方面是要使能源供应设施具有抗御未来可能发生强震的能力。做好能源供应设施和设备的抗震设计，系统构筑和建筑物在建设时应该严格按照国家构筑物抗震设计规范来进行设计和施工。例如海洋石油平台这类结构，除一般情况下受到海浪、海风等常规荷载作用外，还有可能受到海啸、地震等的威胁，因此关于海洋平台的设计及建设要适当提高其设防水平。

 

当前国际上正在研究和发展基于性态的抗震设计理念，这种抗震设计方法的最大优点是可以根据需要，合理地控制系统各类设施的地震反应和地震破坏。我国也已经制定了相应的基于性态的抗震设计行业推荐标准——建筑工程抗震性态设计通则，其设计原则和设计方法完全可以应用于能源供应设施的抗震性态设计。加强各种能源供应设施的抗震设防的科学性和抗震设计的合理性是保障能源供应系统的地震安全，减轻能源供应系统地震灾害的一个最根本的途径。

 

开展在役设施的健康检测、加固改造对确保能源设施的地震安全有重要的意义。例如旧时高压输电塔线体系设计时常常受风力荷载控制，较少考虑地震动荷载，在地震多发地带需针对该问题对设备进行强化改造。这也要求研究适用于能源供应系统的新型检测仪、新型加固材料、减隔震技术等，并加以推广应用。

 

4. 系统开展能源供应体系地震灾害的研究，建立地震危险性评估模型

 

随着经济社会的不断发展和成熟，能源供应系统也更加广泛和复杂。也正因为如此，对于能源供应系统地震灾害的研究缺乏系统性的方法体系，很多关于能源供应系统地震安全的关键科学问题仍亟待解决，仅靠单一学科的理论方法是远远不够的。它涉及到了能源化工、电工学、计算机学、城市规划学、管理学和地震工程学等多学科。能源供应系统防震减灾研究的发展方向应该是多学科的相互交叉和融合。

 

开展能源供应系统地震危险性评估，能够系统评价采取的防震减灾措施是否能够有效减轻能源供应系统的地震损失。确定能源供应系统的地震危险性评估是一个极为复杂的问题，包括：地震危险性程度、工程和社会的感灾性程度、易损性程度、社会经济发展水平、可接受的地震损失和破坏程度以及对未来可能的地震灾害的防护程度（这里又包括地震监测预报能力、工程设施抗震能力、震时震后应急反应能力等）。只有综合考虑这些因素并考虑各种因素的权重才能建立一个完整和合理的评价体系。这就需要进一步完善地震破坏机理的分析方法，收集我国及国外历次地震中能源供应系统震害资料，建立符合实际的非线性理论模型，采用数值模拟与现场实测相结合的手段。我国已有学者在这方面开展了一定的工作，取得了若干成果，应尽快加以论证投入实际应用。

 

（作者单位：中国科学院国家科学图书馆武汉分馆）

 

 

《科学新闻》 (2008年 8月 第1期 科技救灾)