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水 利 学 报

2025 年 9 月 SHUILI XUEBAO 第 56 卷 第 9 期

文章编号：0559-9350（2025）09-1109-10

基于直接数值模拟方法的坝址最大可信地震危险性评估体系

王进廷 ，王向超 ，张楚汉 ，杜修力 2
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（1. 清华大学 水利水电工程系，北京 100084；2. 北京工业大学 建筑工程学院，北京 100124）
摘要：我国西部诸多高坝水电站工程位于高地震烈度地区，面临遭遇超设计水准的地震动作用风险。为了合理评
估坝址可能遭遇的极端地震荷载，本文考虑地震断层破裂时空过程的随机性与不确定性，提出了坝址最大可信地
震危险性的概念，并构建了相应的评估体系。该评估体系采用基于物理机制的宽频带地震动直接数值模拟方法，
考虑坝址周边区域特定断层、传播路径以及工程场址地质地形条件等关键因素，生成海量最大可信地震情景，统
计坝址地震动参数概率分布，确定工程设防参数。本文提出的最大可信地震危险性评估体系可以为强震区工程抗
震设计和安全评估提供更为合理的地震荷载，对保障重大水电工程的抗震安全具有重要意义。
关键词：最大可信地震危险性；最大可信地震动；直接数值模拟；工程设防参数
中图分类号：TU43 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20250053

1 研究背景

我国西南地区水能资源富集，金沙江、澜沧江、雅砻江、大渡河等大江大河规划和建设了众多的
大型高坝水电站工程 ［1-2］ 。然而，西南地区也是典型的高地震烈度区，地质构造复杂，强震频发，高
坝工程抗震安全面临严重挑战 ［3-4］ 。众所周知，地震的发生具有很大不确定性，可能出现极端大地震
事件，超过高坝抗震设计水准，如 1999 年我国台湾集集 Mw7.6 级地震，发震断层穿过石冈闸坝，断层
［5］
两侧坝体抬升错动约 8 m ；2023 年土耳其 Pazarcık Mw7.8 级地震，发震断层穿过 Erkenek 土工膜面板
［6］
堆石坝，断层两侧坝体沿顺河向相对错动 3.4 m 。因此，我国高坝抗震安全形势严峻，有必要对最大
可信地震危险性进行评估。
2008 年汶川 8.0 级地震后，国家能源局委托水电水利规划设计总院开展水电工程抗震复核工作，
增加考虑 100 年超越概率 1% 地震动的校核地震工况。2015 年颁布的 《水电工程水工建筑物抗震设计
规范》（NB 35047—2015），对于工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物，增加了“对在遭受场址最大
可信地震时不发生库水失控下泄的灾变进行专门研究”的要求。美国联邦紧急事务管理署大坝安全导
则要求对于高危险性大坝，设计时需要考虑最大可信地震作用，不能发生库水失控下泄。场址最大可
信地震一般具有明确的发震断层构造、确定的传播路径、特定的坝址地质地形条件，传统基于经验统
计的地震危险性分析方法均难以全面考虑这些因素生成场地相关的最大可信地震动，并且无法得到场
址区域空间非均匀地震动场 。
［7］
合理确定地震荷载是大坝地震安全评价的基础 ［8-10］ 。目前常用的地震动模拟方法，包括随机法、
经验法和数值模拟法等，在理论基础、模型构建和实际应用方面各具特色 ［11］ 。随机法能有效捕捉高频
地震动的随机特征，但在低频地震动的精确模拟上存在明显局限；经验格林函数法通过实际小地震记
录构建格林函数，可较好反映实际地震波传播特性，但其应用受限于目标场址必须拥有适当的小地震

收稿日期：2025-01-27；网络首发日期：2025-07-04
网络首发地址：https：/link.cnki.net/urlid/11.1882.TV.20250703.1614.003
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基金项目：国家自然科学基金重点项目（52339007）；国家自然科学基金青年项目（52409159）
作者简介：王进廷（1973—），教授，主要从事高坝抗震研究。E-mail：wangjt@tsinghua.edu.cn
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