Few sincere words on Seismic Safety of Dams

Đôi lời chân tình về an toàn đập khi động đất

Dear ICOLD Committee Members, Dear Colleagues and Friends 

I wish you good health and all the best in the New Year. 

Kính gửi các Thành viên Ủy ban ICOLD, các đồng nghiệp và bạn bè,

Chúc các bạn sức khỏe và mọi điều tốt lành trong năm mới.

Here are a few personal comments: In 2020 it is the 30th anniversary of the magnitude 7.5 Manjil earthquake in Iran (June 20, 1990) and the magnitude 7.7 Philippine earthquake in the Philippines (July 16, 1990). During the Manjil earthquake, the Sefid Rud buttress dam was damaged and up to now it is the concrete dam that has experienced the strongest ground shaking. During the Philippine earthquake, the Ambuklao, Binga, Magat and Pantabangan rockfill dams experienced very strong ground shaking and the crest of the Ambuklao dam settled by more than 2 m. These are important dams, but many of you may never have heard of them as they are not well documented in the literature. It is also the 10^th anniversary of the magnitude 8.8 Maule earthquake in Chile (Feb. 27, 2010), in which several large dams suffered various amounts of deformation.

Dưới đây là một vài nhận xét cá nhân: Năm 2020 là kỷ niệm 30 năm trận động đất Manjil 7,5 độ Richter ở Iran (20/6/1990) và trận động đất 7,7 độ Richter ở Philippines (16/7/1990). Trong trận động đất ở Manjil, đập phụ Sefid Rud đã bị hư hại và đến nay đây là đập bê tông chịu rung chuyển mặt đất mạnh nhất. Trong trận động đất ở Philippines, các đập đá Ambuklao, Binga, Magat và Pantabangan đã trải qua những đợt rung chuyển mặt đất rất mạnh và đỉnh đập Ambuklao lún hơn 2 m. Đây là những đập quan trọng, nhưng nhiều người trong số các bạn có thể chưa bao giờ nghe nói về chúng vì chúng không được ghi chép đầy đủ trong tài liệu. Đây cũng là dịp kỷ niệm 10 năm trận động đất Maule 8,8 độ Richter ở Chile (ngày 27 tháng 2 năm 2010), trong đó một số đập lớn bị biến dạng với nhiều mức độ khác nhau.

Furthermore, in a few weeks it will be the 50^th anniversary of the magnitude 6.5 San Fernando earthquake in California (Feb. 9, 1971) in which the Lower San Fernando hydraulic fill dam was severely damaged and the Pacoima arch dam was subjected to very strong ground shaking. The San Fernando earthquake is of particular interest to dam engineers, as it was the initiating event for using modern earthquake engineering concepts in the dam industry. In particular, it was realized that the damage observed in embankment dams could not be predicted by the pseudo-static analysis method used in the seismic analysis of dams. Therefore, it was concluded that this method is obsolete and should no longer be used. It is also the 20^th anniversary of the magnitude 7.7 Bhuj earthquake in India (Jan. 26, 2001), in which many earth dams were damaged and 245 had to be strengthened after the earthquake.

Hơn nữa, trong vài tuần nữa sẽ là lễ kỷ niệm 50 năm trận động đất San Fernando mạnh 6,5 độ Richter ở California (ngày 9 tháng 2 năm 1971), trong đó đập trọng lực Lower San Fernando bị hư hại nghiêm trọng và đập vòm Pacoima bị ảnh hưởng bởi rung chấn rất mạnh trên mặt đất. Trận động đất ở San Fernando được các kỹ sư về đập đặc biệt quan tâm, vì đây là sự kiện khởi đầu cho việc sử dụng các khái niệm kỹ thuật động đất hiện đại trong xây dựng đập. Đặc biệt, người ta nhận ra rằng không thể dự đoán thiệt hại quan sát được trong các đập đất đá bằng phương pháp phân tích giả tĩnh được sử dụng trong phân tích địa chấn của đập. Do đó, người ta kết luận rằng phương pháp này đã lỗi thời và không nên được sử dụng nữa. Đây cũng là dịp kỷ niệm 20 năm trận động đất mạnh 7,7 độ Bhuj ở Ấn Độ (ngày 26 tháng 1 năm 2001), trong đó nhiều đập đất bị hư hại và 245 đã phải được gia cố sau động đất.

The observed damage to these dams has shown that they were damaged although they were designed to resist earthquakes using the pseudo-static analysis method and, therefore, should not have been damaged. These strong earthquakes have also shown that dams are not inherently safe against earthquakes as some people may believe, especially when dams have survived for more than 50 or 100 years without any earthquake damage, which is the normal case for most dams.

Những thiệt hại quan sát được đối với những đập này cho thấy chúng bị phá hoại mặc dù đã được thiết kế chống động đất bằng phương pháp phân tích giả tĩnh và do đó đáng lẽ không bị hư hại. Những trận động đất mạnh này cũng cho thấy rằng các đập vốn dĩ không an toàn trước động đất như một số người vẫn nghĩ, đặc biệt là khi các đập đã tồn tại hơn 50 hoặc 100 năm mà không có bất kỳ thiệt hại nào do động đất, đó là trường hợp bình thường của hầu hết các con đập.

There have been quite a few developments in the field of earthquake resistant-design and the seismic safety assessment of dams within recent decades. As most existing dams built more than about 30 years ago involved seismic analysis, design and safety concepts that are outdated today and since all dams should satisfy the same minimum safety criteria, there has been an increasing need for the seismic safety evaluation of existing dams and to upgrade the dams with seismic safety deficiencies. This has been my main concern, when I took over the chairmanship of the ICOLD Committee on Seismic Aspects of Dam Design in 1999. Safety evaluation is a long-term task and it is obvious that due to the very long life-span of well-maintained dams, the safety of these dams has to be checked periodically, i.e. around every 30 years, when new information on the seismic hazard becomes available or new seismic design and safety criteria are introduced, etc. Therefore, I encourage you to carry out such seismic safety evaluations of your existing dams. It must be done, the sooner the better. Experience has shown that such safety evaluations are only carried out when required by the authorities.

Some of my thoughts may be repetitious, but important tasks must be repeated.

Đã có khá ít phát triển trong lĩnh vực thiết kế chống động đất và đánh giá an toàn động đất của các đập trong những thập kỷ gần đây. Vì hầu hết các đập hiện có được xây dựng cách đây hơn 30 năm liên quan đến các khái niệm phân tích, thiết kế và an toàn địa chấn ngày nay đã lỗi thời và vì tất cả các đập phải đáp ứng các tiêu chí an toàn tối thiểu giống nhau, nhu cầu ngày càng tăng đối với việc đánh giá an toàn địa chấn của các đập hiện có và nâng cấp các đập thiếu an toàn chống động đất. Đây là mối quan tâm chính của tôi, khi tôi đảm nhận chức chủ tịch Ủy ban ICOLD về các khía cạnh địa chấn của thiết kế đập vào năm 1999. Đánh giá an toàn là một nhiệm vụ lâu dài và hiển nhiên là do tuổi thọ rất dài của các đập được bảo dưỡng tốt, sự an toàn của các đập này phải được kiểm tra định kỳ, tức là khoảng 30 năm một lần, khi có thông tin mới về nguy cơ địa chấn hoặc thiết kế địa chấn mới và các tiêu chí an toàn được đưa ra, v.v. Vì vậy, tôi khuyến khích bạn thực hiện như vậy đánh giá an toàn địa chấn của các đập hiện có của bạn. Nó phải được thực hiện, càng sớm càng tốt. Kinh nghiệm cho thấy những đánh giá an toàn đó chỉ được thực hiện khi có yêu cầu của cơ quan chức năng.

Một số suy nghĩ của tôi có thể lặp đi lặp lại, nhưng những công việc quan trọng thì phải được lặp lại.

In the past year I visited dams in Laos and Vietnam before returning to Switzerland at the end of March. Since then I was mainly working in the home office. Fortunately, the weather was excellent most of the time, so I could visit quite a few large dams and run-of-river power plants in Switzerland and along the Swiss-German border. I could cross the border more than 20 times without any checks. Due to the Covid-19 restrictions travel has not been that easy elsewhere. Fortunately, vaccinations will soon start in Switzerland and elsewhere, which should make life safer?

With my best regards and best wishes for 2021 

Vào năm ngoái, tôi đã đến thăm các đập ở Lào và Việt Nam trước khi trở lại Thụy Sĩ vào cuối tháng Ba. Kể từ đó tôi chủ yếu làm việc tại văn phòng tại nhà. May mắn thay, hầu hết thời tiết đều tuyệt vời, vì vậy tôi có thể đến thăm một số đập lớn và nhà máy điện trên sông ở Thụy Sĩ và dọc theo biên giới Thụy Sĩ - Đức. Tôi có thể vượt biên hơn 20 lần mà không cần kiểm tra. Do những hạn chế của Covid-19, việc đi lại không dễ dàng ở những nơi khác. May mắn thay, việc tiêm chủng sẽ sớm bắt đầu ở Thụy Sĩ và những nơi khác, điều này sẽ giúp cuộc sống an toàn hơn?

Với lời chào trân trọng và lời chúc tốt đẹp nhất cho năm 2021

Dr. Martin Wieland

Chairman Committee on Seismic Aspects of Dam Design (International Commission on Large Dams)

c/o AFRY Switzerland Ltd.

Herostrasse 12
CH-8048 Zurich/Switzerland
Mobile: +41 76 356 28 62
E-mail: martin.wieland48@gmail.com