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技術文章

中國核電站會受地震海嘯影響

2018/1/10 10:43:56

“日本311地震海嘯”發生的背景
要回答我國沿海核電站是否有類似“311地震海嘯”的風險，首先應了解“311地震海嘯”發生的背景。
海嘯通常是由于強烈地震引起海底地形變化而產生的。強烈的地震活動和足夠的海洋水深是形成破壞性海嘯的基本條件。
日本位于環太平洋地震帶，屬于多地震國家。我們打開谷歌地球，就可以清晰地看到在日本東部海域有一條深深的海溝，這就是太平洋板塊向歐亞大陸板塊下部俯沖留下的海底地貌痕跡，而“311大地震”就發生在板塊碰撞邊界的俯沖帶上
伴隨板塊碰撞和俯沖運動，會不斷地積累構造應力，最終造成地殼巖石破裂產生大地震，這也就是產生日本311大地震的構造背景。
這種板塊構造俯沖帶也是世界上大地震和巨大地震最典型的震源類型。
根據相關的研究資料，世界上主要的災難性海嘯都分布在環太平洋和印度洋的板塊俯沖帶上，包括1960年智利地震海嘯，1964年阿拉斯加地震海嘯和2004年印尼地震海嘯等歷史上影響較大的災難性海嘯
以上論述表明，地震海嘯發生是有條件的，大規模破壞性海嘯一定伴隨強烈的地震活動背景，并具有能夠傳播海嘯能量的水深條件。
我國與日本核電廠址的差異                      
盡管有輿論認為我國也屬于地震災害多發國家，而且歷史上也經歷了多次地震災難并造成嚴重損失，但我國的地震活動，無論在地震頻度和地震強度方面遠低于處于板塊碰撞帶的日本。
 按照震源深度，地震可分為淺源地震、中源地震和深源地震。淺源地震大多分布于島弧外緣，深海溝內側和大陸弧狀山脈的沿海部分；深源地震大多分布于太平洋一帶的深海溝附近。
我國屬于歐亞大陸板塊，大地構造上屬于板塊內部地區。在我國東部地區，除東北地區一些深源地震與板塊俯沖帶有關外，我國主要的地震活動為大陸板塊內部的淺源地震活動。
與板塊俯沖帶產生的地震相比，這類地震能量要小很多，地震產生的形變位移遠遠達不到產生海嘯的條件；同時，我國海域有寬緩的大陸架，水深條件不利于海嘯能量的積累。
因此，無論從地震的震源條件還是海域的水深條件，都反映出我國沿海與日本完全不同，我國沿海地區不具備發生類似日本那樣的大規模海嘯的條件(見圖4)。
地震海嘯風險復核研究
在我國濱海核電站選址防洪評價中，由臺風產生風暴潮的影響遠大于來自地震海嘯的影響，我國濱海核電站的防洪因素主要為風暴潮。日本“311地震海嘯”引發福島核事故后，地震海嘯對核電廠的影響受到社會各界的廣泛關注，也受到國家和核安全監管部門的高度重視。
為了確保核電站安全，我國從縱深防御的理念對沿海核電站的地震海嘯風險進行了復核研究。在復核研究中，重點關注了周邊地區板塊俯沖帶發生大規模地震海嘯的可能影響。
其中距我國沿海最近的板塊俯沖帶是東海外側的琉球海溝俯沖帶，另一個板塊俯沖帶為位于南海東側的馬尼拉海溝俯沖帶(見圖5)。
基于我國地震專家震源參數估計和海洋專家利用海嘯模型的計算分析，在南海馬尼拉海溝俯沖帶和東海琉球海溝俯沖帶發生類似“311大地震”的情況下，所產生的海嘯波對我國沿海核電站廠址的最大影響約2.7m。
而相應核電站廠址來自可能最大風暴潮產生的洪水位達到5.3m，顯然，來自地震海嘯的洪水仍遠低于來自強臺風產生風暴潮的影響。這表明我國沿海核電站防洪設計基準是恰當的，地震海嘯對我國沿海核電站的防洪安全不會構成影響。
除了上述研究之外，我們還利用海嘯堆積物調查方法進行了復核驗證。所謂海嘯堆積物，是指大規模海嘯發生時將海岸附近堆積物搬運到較遠的海岸平原，并保存在離岸陸相地層中的海相沉積。這種海嘯堆積物是歷史海嘯的遺跡，因而可利用其驗證調查區域歷史上是否曾發生大規模海嘯。
通過對我國沿海55個觀察點的調查，結果沒有發現海嘯堆積物，同樣表明在我國現代海岸線形成以來沒有發生過能夠形成海嘯堆積物的破壞性海嘯。
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