Tomoyuki：海啸灾害的数值模拟与风险评估

    第二届亚洲巨灾风险保险国际会议于2009年12月8日、9日在北京召开。本次会议汇聚国内外风险研究领域著名学者、保险和再保险公司人员、相关政府部门官员等，针对亚洲巨灾风险、风险模型化、巨灾保险、中国自然灾害风险等主题，开展专题报告和讨论，提出

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日本秋田大学 Tomoyuki TAKAHASHI

　　Tomoyuki：我跟大家谈一下海啸风险的评估。我们这个研究主要的目标就是说，怎么样来减轻海啸的危险和灾害？我们会有一些方式来防止未来海啸影响。所以在日本，政府、还有很多的机构，我们都是做过很多海啸危险的评估。我们最近也是希望能够建立一个高层的评估的机制。评估海啸对我们所造成的伤害和影响。所以今天我想跟大家来介绍一下，我们对于这么一个核电站所造成的影响进行评估。通常我们是使用一个数据的模型，来预测海啸可能造成的影响。我们做海啸的研究，已经有很多的实验，还有很多的经验，所以也有一定的预测经验。

　　大家知道我们的数字的模型，是可以给我们一个很详细的模型，我们有很多的信息，信息是不够的，我们必须有一个判断。所以我今天要发言，首先介绍一下海啸造成的实际损失。比如印度洋04年、还有09年萨摩亚的海啸，这样的海啸到底造成了什么样的影响？我们又是怎么样对它进行评估的？

　　在我们的评估当中我们使用的一个数据的模型，那么这个模型当中会将所有的因素都考虑在内。我们看一下这张是印度洋海啸，大家可能都还记得这一次的灾难，有很多的人都知道这次海啸是人类历史上最惨重的一次海啸。这个海啸是由最大的地震所导致的。大家知道在2004年的印度洋海啸，是全历史上第三大的，不是最大的，所以我们应该知道在这种未来，可能还会发生更大的海啸。

　　下面我们看一下这次海啸，地震是在这儿出现的。是在印度尼西亚的附近，时间大概是早上八点钟。15分钟地震之后，马上就是阿拉斯加美国海啸中心就得到了警报，同时太平洋海啸警报中心也发出了警报，他们说这次地震可能会导致大型的海啸。所以我们也就知道这两个海啸警报中心做了很好的工作。但是这次地震是8级的地震，非常的大。大概在地震一天半之后，他们又报告说这个地震的级别实际上还不止8级，有可能是9级。所以这个报告向我们展示了，我们很难在当时精确地确定地震的级数。

　　这里我们来看一下地震的震中，在发生地震之后马上导致了大量的海啸，这个海啸影响到印度洋延安的一些国家，比如说像泰国，泰国是一个著名的旅游胜地，这个地方受到了海啸的冲击，这个平面上可以看到海平面的变化。大家知道地震发生的时候，海啸开始出现。然后在这个地方两个小时之后到达了海岸。这个时候的潮水非常高，正好是高潮的时候，这个高潮阶段正好碰上了海啸，使得这个潮头更高。所以我们就可以想象当时是什么样的惨状？这是海啸浪高的分布图，这是在泰国的分布图，这是我们研究做出的一些模型。

　　这里面是考拉，考拉是泰国的一个重灾区，海啸造成的浪高有10米，这是非常大的海啸，很多人死亡。这是普希岛（音）。大家知道这个海啸是从西部过来的，所以很多人在东部地区比较安全，因为他们是在岛后。但是这个海啸就像我们这里所显示的一些照片一样。这个海啸有的时候会绕过这样一个岛屿，然后袭击岛屿的另外一方面，所以在（英语）地方我们看到非常有趣的地区，就是（英语）海滩，在这个海滩上，这个海岸比其他的海岸线要高一点。那么就降低了海啸的强度，所以很多地方的宾馆都得到了拯救，没有受到海啸太大的冲击。

　　下面我们看一下萨摩亚地震的海啸。我们看到它的震中就是在萨摩亚群岛附近，我们可以看到它所造成的影响也非常之大。大家知道在这个岛国有两个发电厂，我们看一下这个发电厂的照片，所以他们的发电厂受到了影响。所以当时导致了停电，发电厂被破坏了。所以在一周之后这个电仍然是间断的供电，就是说电网还没有完全的恢复。

　　我们再来看一下它对于基础设施造成的影响，尤其是机场的跑道，这是一个国际机场，在海岸旁边，所以海啸袭击了这个机场，当时的时间是早晨零点十分，当时没有在跑道上起飞的飞机，所以海啸破坏了很多基础设施，留下了很多的残破不全的残片。所以国际机场整个一天都关闭了。那么在这个灾难之后人们需要水、需要医生、需要援救队伍，所以必须把这样一些基础设施保障他的安全，才能起降飞机。

　　这个是山路地区，这是日本1960年海啸造成的损失，这些港口都被破坏了。引起了垮塌，这是另外一个灾难。这是1933年的海啸，这个海啸袭击的是日本的一个城市，在海啸之后我们可以看到，出现了很多的问题。比如说很多的海里的沙子带到了岸上，很多盐水损害了基础设施，泥沙也堵塞了河岸，所以这里白色的东西不是雪，而是海里的盐，是由海啸带来的。所以这个小镇的盐几乎是沉积了一米之高，所以有大量的海中的盐都被海啸带上了岸。这样的话他的交通就完全被瘫痪了，造成了各种各样的伤害，非常的严重，非常的可怕。

　　把发电厂也造成了巨大的伤害，那么大家知道像核电厂的话，如果受到了这么一个海啸的影响，如果被水淹了的话，你们可以想像对于核电厂会造成多么可怕的影响？所以一定要防范这一点。

　　那么下面我来讲一下下一个话题，就是核电厂的评估程序，核电厂受到海啸影响的评估程序。这个评估实际上有两个步骤。第一个步骤我们要证明来验证，我们使用历史的海啸数据来验证我们这样一个数据模型，我们会去了解水的情况，还有海啸的严重程度。我们就会对这个海啸这样一个数据模型进行一个设计，这是第二步了。第二步设计包括我们对于水位要有而且，另外对于海浪的高度也要有所设计。

　　当然了，在这个中间我们还存在叫做断层和一些相关的参数。那么这些参数对于海啸来说，有以下一些，我们会用以下的这些参数作为计算的依据。

　　回到程序图，我们使用这样一个数据模型的话，我们可以假设未来如果出现海啸会有什么样的影响？但是我们没有办法准确地预测未来可能发生地震的时候。所以这样的话，在一些默认的参数当中会存在一些不确定性，所以我们对参数进行一个研究。在研究之后，我们再来决定怎么样去设计这样一个海啸的情景。所以在这样一个程序当中，我们是利用了我们的数据模型。

　　我下面给大家介绍一下我们这个数据的模型。这个是给我们看一下，我们自己所做的海啸所造成的水流的模型。这里我们的理论基础是非线性的传播理论，左边是水面的高度，右边是通量。这样一个系统看起来很复杂，因为我们这个等式当中，包括很多的参数。那么这个参数当中，我们的海啸有可能是在一个比较深的地方发生地震引起的，所以我们对于这个公式，根据发生的深浅度有调整。然后我们使用线性的传播理论来进行计算。

　　下面我们再来看一下交错网络遍布的分布图，然后我们再来看看，这里有一个海啸所引起的泥沙运营的模型图。在这个运行模型图上，大家看到在上面看到的是悬移质层，下面是推移质层。通过这个模型我们可以看到，悬移质层和推移质层之间的模型交换。要建造这么一个模型图，首先我们要进行一系列的数字计算。

　　大家可以看到这边是连续性方程，连续性方程它包括河床高度时间变化和推移质的空间变化。大家可以看到，这边还有一个上浮质层和推移质层。通过这些方程运算我们可能旨意物质转换之间的方程。最重要的就是海啸引起的泥沙模拟，我们要确保进水口不被堵塞。

　　下面我进行发言的总结阶段，谢谢！