谷艷昌，王士軍，孟波波，葛從兵

(1．南京水利科學研究院，江蘇 南京 210029;2．水利部大壩安全管理中心，江蘇 南京 210029;3．江蘇南大先騰信息產業(yè)有限公司，江蘇 南京 210004)

我國是地震頻發(fā)國家，自20世紀以來我國發(fā)生震級超過7級地震有24次［1］．震損水庫是國家與社會關注的重大公共安全問題．2008年5月12日，我國四川省發(fā)生了震驚世界的汶川大地震，震級達里氏8．0級，極震區(qū)的烈度達到了Ⅺ度，為龍門山斷裂帶破裂引起的構造型地震，地震特征屬于主震－余震型，其震中位于四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣映秀鎮(zhèn)(北緯31．0°，東經103．4°)［2］．本次地震震級高，毀壞能力強，共造成四川、甘肅、陜西、云南以及重慶等10多個省市受災，破壞地區(qū)面積超過10萬km2，經濟損失巨大，使水庫大壩遭到重創(chuàng)，震損水庫大壩數量達到了2 666座，其中達到潰壩險情等級的水庫大壩數量為69座，高危險情等級的水庫大壩數量為331座［3］．

研發(fā)震損水庫基礎數據平臺，實現震損水庫的信息管理、分析震損特征與規(guī)律、輔助政府部門的決策與管理以及指導今后抗震救災工作等具有重要意義．

1 震損水庫基礎數據架構

震損水庫基礎信息包括6類信息，分別為地震信息、水庫信息、震損檢查信息、應急評估及處置信息、后期處置信息以及后期技術支持信息等．

地震自身屬性構成了地震信息，主要內容包括地震名稱、地震概述、地震強度、持續(xù)時間、動峰值加速度、地震類型、地震頻譜曲線、烈度分布圖、斷裂帶規(guī)模、余震次數、最大余震強度、受災人數、死亡人數、損失房屋、財產總損失以及災后重建經費評估等．

水庫基本信息包括基礎信息、水庫特性、水工建筑物、建設過程以及水庫的作用等．

震損檢查信息包括基本信息、壩體上游面、壩頂、防浪墻、下游面、廊道、壩趾、壩肩、溢洪道、泄洪洞、輸水建筑物、庫岸、安全監(jiān)測設施、水電站以及交通等震損情況．

應急評估的目的是，對水庫大壩受地震影響的毀壞程度做出及時快捷的評估，對震后除險加固工作提供技術支撐;應急評估的一般方法是，根據震損水庫現場檢查情況，憑借專家經驗，經現場綜合會商分析確定．

后期處置內容主要包括前期工作、非工程措施、工程措施等3大部分內容．

技術支持信息是指支撐應急檢查、應急評估、應急處置以及后期處置的有關技術、方法和標準等．

2 震損水庫基礎數據平臺

2．1 平臺結構

震損水庫基礎數據平臺采用B/S架構，設計應用層、平臺層及數據庫三層結構［4］，具體見圖1．

應用層由查詢、綜合評價、統(tǒng)計分析、知識庫管理、資料管理以及系統(tǒng)設置等組成;平臺層由Oracle 10G數據庫、Tomcat應用服務器組成;數據庫層由地震基礎資料、水庫基礎資料、震損檢查資料、震損評價資料以及其他技術資料等組成．

該平臺設計基礎數據庫實體64個，其中概念實體30個與邏輯實體34個．采用J2EE，Struts，Hibernate，jFreeChart，Acegi等技術與Spring架構開發(fā)．

2．2 平臺功能

該平臺具有信息查詢、定量綜合評價、統(tǒng)計分析、信息管理、知識庫管理、相關鏈接以及系統(tǒng)設置等7大功能．

2．2．1 信息查詢 信息查詢模塊可以對震損水庫六類信息進行查詢，分別包括水庫所經歷的該次地震信息、水庫大壩相關信息、震損檢查信息、應急評估及處置信息、后期處置信息以及技術支持信息等．圖2給出了水庫信息查詢功能界面．

2013年，帶有圓筒閥的單機容量世界最大的溪洛渡水電站機組投運發(fā)電；向家壩水電站80萬千瓦機組投入商業(yè)運行，刷新了單機容量世界最大水電機組的紀錄；同年，首臺國產AP1000核電站所采用的1407兆伏安核能發(fā)電機制造成功。

圖1 震損水庫基礎數據平臺結構Fig．1 Basic data platform structure

圖2 水庫信息查詢功能Fig．2 Query function of reservoir dam basic data platform

2．2．2 定量綜合評價 定量綜合評價模塊功能包括指標評價體系、指標分級與賦值、評價結果查看等，其中評價指標體系見圖3，綜合評價界面見圖4．該平臺采用基于關鍵指標的水庫大壩震損程度綜合評價方法［5］，指標調整可以修改各項權重以及指標經驗值等．

2．2．3 統(tǒng)計分析 統(tǒng)計分析模塊可以實現按照震損水庫特征參數與震損指標統(tǒng)計查詢，同時還可以進行水庫震損程度與相關基本信息關系的統(tǒng)計分析［6］．其中水庫特征參數包括建設年代、主壩壩型、地震發(fā)生時安全狀態(tài)以及工程規(guī)模等，震損指標具體見圖3，圖5給出了震損水庫特征參數統(tǒng)計分析功能界面圖．

圖4 定量綜合評價界面 Fig．4 User interface of comprehensive evaluation

圖5 震損水庫特征參數統(tǒng)計分析Fig．5 User interface of statistical analysis of characteristic parameters

水庫震損程度與相關基本信息關系的統(tǒng)計分析，包括水庫4級震損程度(潰壩險情、高危險情、次高危險情、輕微險情)與水深比、震中距、壩址烈度、震中方位與壩軸線方位的夾角、地質條件以及填筑方式之間的統(tǒng)計關系分析．圖6給出了震損程度與基本信息關系統(tǒng)計分析功能界面圖．

圖6 震損程度與基本信息關系統(tǒng)計分析Fig．6 User interface of statistical analysis between seismic damage degree and basic informations

2．2．4 信息管理及知識庫管理 信息管理模塊與信息查詢相對應，其主要功能是對6類信息進行輸入、修改、刪除等維護．

知識庫模塊主要包括技術信息、機構信息與專家信息輔助與支持，其中技術信息包括應急評估技術、應急搶險技術、應急監(jiān)測技術、應急調查技術以及應急檢測技術等，機構信息與專家信息分別提供具有震損水庫應急處置與管理相關資質與經驗的單位與專家．圖7給出了知識庫管理功能界面．

圖7 知識庫管理功能界面Fig．7 User interface of knowledge base management

2．2．5 相關鏈接及系統(tǒng)設置 相關鏈接功能模塊，提供了相關地震信息網站鏈接，方便查看其他有關地震信息．

系統(tǒng)設置功能模塊，是為了該平臺的管理而設置的功能，具體包括用戶管理、字典管理、角色管理以及參數設置等．

3 結語

對震損水庫基礎數據平臺進行了介紹，包括基礎數據架構、平臺結構，重點介紹了平臺的功能．

(1)該平臺將震損水庫基礎信息分為地震信息、水庫信息、震損檢查信息、應急評估及處置信息、后期處置信息以及后期技術支持信息等6類信息．

(2)該平臺實現了信息查詢、定量綜合評價、統(tǒng)計分析、信息管理、知識庫管理、相關鏈接以及系統(tǒng)設置等7大功能．目前，該數據平臺已經投入使用，并為相關研究提供了基礎信息服務．

(3)不斷收集與豐富該平臺地震基礎數據信息，是今后需要完善與繼續(xù)開展的工作．

［1］李艷娥，趙曉燕，陳學忠．本世紀我國大陸地區(qū)還可能發(fā)生多少次巨大地震［J］．防災科技學院學報，2009，11(4):136-140．(LI Yan-e，ZHAO Xiao-yan，CHEN Xue-zhong．How many more great earthquakes will occur in Chinese mainland in this century［J］．Jof Institute of Disaster-Prevention Science and Technology，2009，11(4):136-140．(in Chinese))

［2］中國地震局監(jiān)測預報司．汶川8．0級地震科學研究報告［M］．北京:地震出版社，2009．(Monitoring and Forecasting Department of China Earthquake Administration．Wenchuan 8．0 earthquake science research report［M］．Beijing:Seismological Press，2009．(in Chinese))

［3］景立平，陳國興，李永強，等．汶川地震中江油市水壩震害調查與分析［J］．世界地震工程，2009，25(2):1-10．(JING Li-ping，CHEN Guo-xing，LI Yong-qiang，et al．Investigation of earthquake damage to dams in Jiangyou city during Wenchuan earthquake［J］．World Earthquake Engineering，2009，25(2):1-10．(in Chinese))

［4］王士軍，谷艷昌，孟波波，等．震損水庫基礎數據平臺建設［R］．南京:南京水利科學研究院，2010．(WANG Shi-jun，GU Yan-chang，MENG Bo-bo，et al．Building of basic data platform of seismic damage reservoir dams［R］．Nanjing:Nanjing Hydraulic Research Institute，2010．(in Chinese))

［5］倪小榮，王士軍，谷艷昌．基于關鍵指標的水庫大壩震損程度綜合評價體系［J］．水利水運工程學報，2010(4):28-32．(NI Xiao-rong，WANG Shi-jun，GU Yan-chang．Comprehensive evaluation of earthquake damage degree of reservoir dam based on key indexes［J］．Hydro-Science and Engineering，2010(4):28-32．(in Chinese))

［6］WANG Shi-jun，NI Xiao-rong，GU Yan-chang，et al．Features of seismic hazard in reservoir dams by the Wenchuan earthquake［C］∥24thICOLD Congress，Kyoto，2012．