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吴祚任助理教授以数值模拟探讨海啸与核电厂安全

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【大纪元2011年03月23日讯】(大纪元记者陈建霖中坜报导)日本地震造成福岛第一核电厂爆炸与核污染,中央大学水文与海洋科学研究所吴祚任助理教授以日本大海啸为基础,探讨为何台湾能平安度过本次海啸威胁,并以台湾为出发点,解释台湾易受海啸攻击之区域。吴祚任点出包括岩手县之海墙设计失败之原因,以及台湾核电场对于海啸灾防上之盲点,台湾在海啸数值模拟之成果,提供台湾海啸防灾新观念。

吴助理教授指出,对于超过预期的海啸灾害可以透过数值模拟并了解邻国如果发生海啸,将如何影响台湾,政府该如拟定防灾与逃生的政策。首先必须知道台湾周围哪些国家会发生海啸,需要进行全面性的调查,重点在于确切掌握海啸于何处发生?规模多大?海啸何时抵达台湾?各地波高多高?各地淹溢范围多少?海啸如何入侵城市?建筑物是否能承受海啸攻击?是否有重要设施必须补强或撤离?

他指出,可以透过地震速报系统得知地震发生的大小与位置,并配合国家海啸情势资料库得知台湾有哪些地方会被海啸攻击,核电厂、港口与机场等重要设施是否会受到影响,也可进一步研判海啸是从淡水河口或是从高屏溪还是全面性的从低洼地区入侵内陆。

中央大学表示,中央大学海啸科学研究室已发展完成台湾海啸计算模式,其可模拟由海啸起源、海啸传播、海啸入侵内陆、海啸撞击结构物(如核电厂、桥梁、房舍)、甚至连结构物周围之冲刷情形皆可计算,须知结构物之损毁,除结构物是否能抵抗强大海啸攻击力之外,其基础被海啸掏空后是否仍可稳固站立为安全之重点。

吴祚任说,以目前技术而言,台湾已拥有海啸模拟技术,一旦资料库建立完成,当海底地震被监测到,即可连线调阅资料库中海啸灾害数据。这当中之耗时预估越30秒不到即可完成。即便在通讯中断之情况下,国家指挥官仍旧可依据资料库所提供之数据,了解各地所需调配之救援物资与人力。

他说,若海啸入侵内陆后,可由其水体厚度来订其海啸高度。许多工程设计包括岩手县海墙,或甚至台湾核电厂皆以该高度为设计目标。但至是严重的错误。须知海水入侵内陆时,会由海啸波转为海啸涌潮,也就是类似洪水的行为。海啸涌潮的速度是越靠近沿岸速度越快,越深入内陆速度越慢。速度停止时海啸范围称为淹溢范围,此时所有海啸动能皆转换为位能。问题在这里,当海啸涌潮仍具有高速移动速度时,若遇到阻挡,动能转位能的结果,会产生堆积或跳跃,须知海啸涌潮后方的水体长达两百公里以上,其源源不绝之海水挹注,若前端海水遭阻拦,则后端海水会壅高。根据数值模拟结果与实验可发现,此类壅高程度有时可高达原海啸波之两倍以上。其中又以靠近海岸最为危险,如核电厂、海墙等。这可说明为何海啸进入岩手县宫古市会由原本的10公尺增长至14公尺。

吴教授表示,官员常说核电厂有考虑海啸攻击,其10公尺高的海墙可以阻挡10公尺高的海啸,由数值模拟分析可知,这样的论述很令人担忧。海墙之补强相较于核电公安是便宜且容易的,希望经过这次日本海啸事件,核电厂能采用目前最新发展之海啸模拟技术,重新检查是否有需要做工程结构物上之补强,以防台湾核安危机。

吴助理教授强调,由日本大海啸的经验可知,日本的海啸防灾属于‘被动型防灾策略’,亦即当事件发生后,防灾中心必须设法与灾民联络,以了解其需求。可是大型天灾发生后,往往道路中断、电力中断、通讯中断,加上虚弱等待救援之灾民,救灾成效将大打折扣。而‘国家海啸情势资料库’则可提供预知的功能,在海啸来袭之初,即了解可能的灾区灾情,并可依此事先研拟灾区撤退计划与救援计划。这种主动式防灾概念,将可大幅提升救援效率,并大量减少伤亡。

吴助理教授认为,日本大海啸提供台湾许多宝贵经验,包括明了来自日本之海啸对台湾的影响,日本海啸防灾方式之优点与缺点。更重要的是,本次日本海啸事件使国人更加谨慎检查台湾之海啸灾防体系以及弱点之处,并督促政府逐步改善缺失,以建构更安全之生活环境。

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