核电科普：我国核电站会受地震海啸影响吗？

2016/9/6 9:38:05

环境保护部核与辐射安全中心 常向东
 
“日本311地震海啸”发生的背景
要回答我国沿海核电站是否有类似“311地震海啸”的风险，首先应了解“311地震海啸”发生的背景。
海啸通常是由于强烈地震引起海底地形变化而产生的。强烈的地震活动和足够的海洋水深是形成破坏性海啸的基本条件。
日本位于环太平洋地震带，属于多地震国家。我们打开谷歌地球，就可以清晰地看到在日本东部海域有一条深深的海沟，这就是太平洋板块向欧亚大陆板块下部俯冲留下的海底地貌痕迹，而“311大地震”就发生在板块碰撞边界的俯冲带上(见图1和图2)。
伴随板块碰撞和俯冲运动，会不断地积累构造应力，最终造成地壳岩石破裂产生大地震，这也就是产生日本311大地震的构造背景。
这种板块构造俯冲带也是世界上大地震和巨大地震最典型的震源类型。
根据相关的研究资料，世界上主要的灾难性海啸都分布在环太平洋和印度洋的板块俯冲带上，包括1960年智利地震海啸，1964年阿拉斯加地震海啸和2004年印尼地震海啸等历史上影响较大的灾难性海啸(见图3)。
 
以上论述表明，地震海啸发生是有条件的，大规模破坏性海啸一定伴随强烈的地震活动背景，并具有能够传播海啸能量的水深条件。
我国与日本核电厂址的差异
尽管有舆论认为我国也属于地震灾害多发国家，而且历史上也经历了多次地震灾难并造成严重损失，但我国的地震活动，无论在地震频度和地震强度方面远低于处于板块碰撞带的日本。
按照震源深度，地震可分为浅源地震、中源地震和深源地震。浅源地震大多分布于岛弧外缘，深海沟内侧和大陆弧状山脉的沿海部分；深源地震大多分布于太平洋一带的深海沟附近。
我国属于欧亚大陆板块，大地构造上属于板块内部地区。在我国东部地区，除东北地区一些深源地震与板块俯冲带有关外，我国主要的地震活动为大陆板块内部的浅源地震活动。
与板块俯冲带产生的地震相比，这类地震能量要小很多，地震产生的形变位移远远达不到产生海啸的条件；同时，我国海域有宽缓的大陆架，水深条件不利于海啸能量的积累。
因此，无论从地震的震源条件还是海域的水深条件，都反映出我国沿海与日本完全不同，我国沿海地区不具备发生类似日本那样的大规模海啸的条件(见图4)。
 
图4 板块内部及俯冲带震源示意图
地震海啸风险复核研究
在我国滨海核电站选址防洪评价中，由台风产生风暴潮的影响远大于来自地震海啸的影响，我国滨海核电站的防洪因素主要为风暴潮。日本“311地震海啸”引发福岛核事故后，地震海啸对核电厂的影响受到社会各界的广泛关注，也受到国家和核安全监管部门的高度重视。
为了确保核电站安全，我国从纵深防御的理念对沿海核电站的地震海啸风险进行了复核研究。在复核研究中，重点关注了周边地区板块俯冲带发生大规模地震海啸的可能影响。
其中距我国沿海最近的板块俯冲带是东海外侧的琉球海沟俯冲带，另一个板块俯冲带为位于南海东侧的马尼拉海沟俯冲带(见图5)。
 
图5 琉球海沟与马尼拉海沟的构造置图
基于我国地震专家震源参数估计和海洋专家利用海啸模型的计算分析，在南海马尼拉海沟俯冲带和东海琉球海沟俯冲带发生类似“311大地震”的情况下，所产生的海啸波对我国沿海核电站厂址的最大影响约2.7m。
而相应核电站厂址来自可能最大风暴潮产生的洪水位达到5.3m，显然，来自地震海啸的洪水仍远低于来自强台风产生风暴潮的影响。这表明我国沿海核电站防洪设计基准是恰当的，地震海啸对我国沿海核电站的防洪安全不会构成影响。
除了上述研究之外，我们还利用海啸堆积物调查方法进行了复核验证。所谓海啸堆积物，是指大规模海啸发生时将海岸附近堆积物搬运到较远的海岸平原，并保存在离岸陆相地层中的海相沉积。这种海啸堆积物是历史海啸的遗迹，因而可利用其验证调查区域历史上是否曾发生大规模海啸。
通过对我国沿海55个观察点的调查，结果没有发现海啸堆积物，同样表明在我国现代海岸线形成以来没有发生过能够形成海啸堆积物的破坏性海啸。
 
载自3月6日《中国环境报》