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吳祚任助理教授以數值模擬探討海嘯與核電廠安全

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【大紀元2011年03月23日訊】(大紀元記者陳建霖中壢報導)日本地震造成福島第一核電廠爆炸與核污染,中央大學水文與海洋科學研究所吳祚任助理教授以日本大海嘯為基礎,探討為何台灣能平安度過本次海嘯威脅,並以台灣為出發點,解釋台灣易受海嘯攻擊之區域。吳祚任點出包括岩手縣之海牆設計失敗之原因,以及台灣核電場對於海嘯災防上之盲點,台灣在海嘯數值模擬之成果,提供台灣海嘯防災新觀念。

吳助理教授指出,對於超過預期的海嘯災害可以透過數值模擬並了解鄰國如果發生海嘯,將如何影響台灣,政府該如擬定防災與逃生的政策。首先必須知道台灣周圍哪些國家會發生海嘯,需要進行全面性的調查,重點在於確切掌握海嘯於何處發生?規模多大?海嘯何時抵達台灣?各地波高多高?各地淹溢範圍多少?海嘯如何入侵城市?建築物是否能承受海嘯攻擊?是否有重要設施必須補強或撤離?

他指出,可以透過地震速報系統得知地震發生的大小與位置,並配合國家海嘯情勢資料庫得知台灣有哪些地方會被海嘯攻擊,核電廠、港口與機場等重要設施是否會受到影響,也可進一步研判海嘯是從淡水河口或是從高屏溪還是全面性的從低窪地區入侵內陸。

中央大學表示,中央大學海嘯科學研究室已發展完成台灣海嘯計算模式,其可模擬由海嘯起源、海嘯傳播、海嘯入侵內陸、海嘯撞擊結構物(如核電廠、橋梁、房舍)、甚至連結構物周圍之沖刷情形皆可計算,須知結構物之損毀,除結構物是否能抵抗強大海嘯攻擊力之外,其基礎被海嘯掏空後是否仍可穩固站立為安全之重點。

吳祚任說,以目前技術而言,台灣已擁有海嘯模擬技術,一旦資料庫建立完成,當海底地震被監測到,即可連線調閱資料庫中海嘯災害數據。這當中之耗時預估越30秒不到即可完成。即便在通訊中斷之情況下,國家指揮官仍舊可依據資料庫所提供之數據,了解各地所需調配之救援物資與人力。

他說,若海嘯入侵內陸後,可由其水體厚度來訂其海嘯高度。許多工程設計包括岩手縣海牆,或甚至台灣核電廠皆以該高度為設計目標。但至是嚴重的錯誤。須知海水入侵內陸時,會由海嘯波轉為海嘯湧潮,也就是類似洪水的行為。海嘯湧潮的速度是越靠近沿岸速度越快,越深入內陸速度越慢。速度停止時海嘯範圍稱為淹溢範圍,此時所有海嘯動能皆轉換為位能。問題在這裡,當海嘯湧潮仍具有高速移動速度時,若遇到阻擋,動能轉位能的結果,會產生堆積或跳躍,須知海嘯湧潮後方的水體長達兩百公里以上,其源源不絕之海水挹注,若前端海水遭阻攔,則後端海水會壅高。根據數值模擬結果與實驗可發現,此類壅高程度有時可高達原海嘯波之兩倍以上。其中又以靠近海岸最為危險,如核電廠、海牆等。這可說明為何海嘯進入岩手縣宮古市會由原本的10公尺增長至14公尺。

吳教授表示,官員常說核電廠有考慮海嘯攻擊,其10公尺高的海牆可以阻擋10公尺高的海嘯,由數值模擬分析可知,這樣的論述很令人擔憂。海牆之補強相較於核電公安是便宜且容易的,希望經過這次日本海嘯事件,核電廠能採用目前最新發展之海嘯模擬技術,重新檢查是否有需要做工程結構物上之補強,以防台灣核安危機。

吳助理教授強調,由日本大海嘯的經驗可知,日本的海嘯防災屬於『被動型防災策略』,亦即當事件發生後,防災中心必須設法與災民聯絡,以了解其需求。可是大型天災發生後,往往道路中斷、電力中斷、通訊中斷,加上虛弱等待救援之災民,救災成效將大打折扣。而『國家海嘯情勢資料庫』則可提供預知的功能,在海嘯來襲之初,即了解可能的災區災情,並可依此事先研擬災區撤退計畫與救援計畫。這種主動式防災概念,將可大幅提昇救援效率,並大量減少傷亡。

吳助理教授認為,日本大海嘯提供台灣許多寶貴經驗,包括明瞭來自日本之海嘯對台灣的影響,日本海嘯防災方式之優點與缺點。更重要的是,本次日本海嘯事件使國人更加謹慎檢查台灣之海嘯災防體系以及弱點之處,並督促政府逐步改善缺失,以建構更安全之生活環境。

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