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技術(shù)文章

中國核電站會(huì)受地震海嘯影響

2018/1/10 10:43:56

“日本311地震海嘯”發(fā)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(fēng)險(xiǎn)，首先應(yīng)了解“311地震海嘯”發(fā)生的背景。
海嘯通常是由于強(qiáng)烈地震引起海底地形變化而產(chǎn)生的。強(qiáng)烈的地震活動(dòng)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(huán)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(fā)生在板塊碰撞邊界的俯沖帶上
伴隨板塊碰撞和俯沖運(yùn)動(dòng)，會(huì)不斷地積累構(gòu)造應(yīng)力，最終造成地殼巖石破裂產(chǎn)生大地震，這也就是產(chǎn)生日本311大地震的構(gòu)造背景。
這種板塊構(gòu)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(jù)相關(guān)的研究資料，世界上主要的災(zāi)難性海嘯都分布在環(huán)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(zāi)難性海嘯
以上論述表明，地震海嘯發(fā)生是有條件的，大規(guī)模破壞性海嘯一定伴隨強(qiáng)烈的地震活動(dòng)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(rèn)為我國也屬于地震災(zāi)害多發(fā)國家，而且歷史上也經(jīng)歷了多次地震災(zāi)難并造成嚴(yán)重?fù)p失，但我國的地震活動(dòng)，無論在地震頻度和地震強(qiáng)度方面遠(yuǎn)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(nèi)側(cè)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(gòu)造上屬于板塊內(nèi)部地區(qū)。在我國東部地區(qū)，除東北地區(qū)一些深源地震與板塊俯沖帶有關(guān)外，我國主要的地震活動(dòng)為大陸板塊內(nèi)部的淺源地震活動(dòng)。
與板塊俯沖帶產(chǎn)生的地震相比，這類地震能量要小很多，地震產(chǎn)生的形變位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到產(chǎn)生海嘯的條件；同時(shí)，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(qū)不具備發(fā)生類似日本那樣的大規(guī)模海嘯的條件(見圖4)。
地震海嘯風(fēng)險(xiǎn)復(fù)核研究
在我國濱海核電站選址防洪評價(jià)中，由臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生風(fēng)暴潮的影響遠(yuǎn)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(fēng)暴潮。日本“311地震海嘯”引發(fā)福島核事故后，地震海嘯對核電廠的影響受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，也受到國家和核安全監(jiān)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(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了復(fù)核研究。在復(fù)核研究中，重點(diǎn)關(guān)注了周邊地區(qū)板塊俯沖帶發(fā)生大規(guī)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(cè)的琉球海溝俯沖帶，另一個(gè)板塊俯沖帶為位于南海東側(cè)的馬尼拉海溝俯沖帶(見圖5)。
基于我國地震專家震源參數(shù)估計(jì)和海洋專家利用海嘯模型的計(jì)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(fā)生類似“311大地震”的情況下，所產(chǎn)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(yīng)核電站廠址來自可能最大風(fēng)暴潮產(chǎn)生的洪水位達(dá)到5.3m，顯然，來自地震海嘯的洪水仍遠(yuǎn)低于來自強(qiáng)臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生風(fēng)暴潮的影響。這表明我國沿海核電站防洪設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是恰當(dāng)?shù)�，地震海嘯對我國沿海核電站的防洪安全不會(huì)構(gòu)成影響。
除了上述研究之外，我們還利用海嘯堆積物調(diào)查方法進(jìn)行了復(fù)核驗(yàn)證。所謂海嘯堆積物，是指大規(guī)模海嘯發(fā)生時(shí)將海岸附近堆積物搬運(yùn)到較遠(yuǎn)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(yàn)證調(diào)查區(qū)域歷史上是否曾發(fā)生大規(guī)模海嘯。
通過對我國沿海55個(gè)觀察點(diǎn)的調(diào)查，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)海嘯堆積物，同樣表明在我國現(xiàn)代海岸線形成以來沒有發(fā)生過能夠形成海嘯堆積物的破壞性海嘯。
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