海洋地震研究 -海洋地震带

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2004 年12 月26 日印尼苏门答腊岛发生强震引发海啸，短短六年后，更大的灾难接踵而至，2011 年3 月11 日在日本东北部发生了规模更大的破坏性海啸，直接导致数万人死亡和数千亿美元的经济损失，还间接引发福岛第一核电站发生放射性物质泄漏事故，对周边海洋环境的破坏难以估量。接连发生的破坏性海啸给人类带来了惨痛的教训，让我们意识到人类对自然灾害知识的了解和认知还远远不足，迫切需要开展海啸灾害的相关研究工作。

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▲ 全球已开展概率地震海啸危险性分析（PTHA）工作的区域（截至2017 年）

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由于我国近现代沿海地区未遭受过破坏性海啸袭击，国人对于海啸灾害的防范缺乏足够重视。关于海啸的形成机理、传播规律、破坏形态以及防御策略等科学原理尚未形成理论体系。历史上我国沿海是否遭受过海啸袭击、影响我国沿海的潜在海啸源有哪些、可否从概率基准的角度量化评价我国沿海的海啸危险性等诸多问题始终未得到合理回答和解决。

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我国沿海经济发达，分布有众多港口、工厂、核电站等重要基础设施，一旦遭受破坏性海啸袭击，对我国甚至世界经济和社会的影响将不亚于2011 年的日本海啸，因此有必要对我国沿海地区的海啸危险性开展评估工作。笔者自2005 年起开始从事与海啸相关的研究工作，围绕海啸发生原理、传播数值模拟、确定性和概率性的危险性分析等课题，利用理论推导、数值分析、现场调查等手段建立了海啸危险性分析的理论体系，并针对我国东南沿海地区开展实践应用。

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▲ 中国东南沿海地区50 年、100 年和500 年内遭遇海啸波高超越1.0m 的概率分布图

考虑到海啸引起灾害的巨大风险性，我国政府应居安思危，增加海啸防灾减灾研究的投入，加快对沿海重大工程场址的地震海啸危险性评估工作，构建完善的海啸防灾减灾机制。

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针对我国目前在海啸灾害研究方面的现状，结合国际海啸研究动态，当前应侧重以下几方面的工作。

1. 编制统一的我国历史海啸目录

目前至少已有四项研究工作编制了我国历史海啸目录，结果并不一致。应考虑由权威研究机构对它们进行集成评估，建立一套统一的、可信的我国历史海啸目录。对历史文献记载的沿海海潮灾害，结合历史地震目录，对风暴潮和海啸事件进行区分。历史海啸目录可确定沿海海啸风险性及发生率，并可作为重大工程选址的科学依据。

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▲ 中国周边的地震海啸潜源位置及历史海啸发生位置分布

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2. 开展我国沿海海啸灾害危险性分析

建立科学的海啸危险性概率分析方法，开展海洋地质构造调查，划分精确的沿海局地潜在海啸源，确定其地震活动性参数。对我国沿海重点城市开展地震海啸危险性分析工作，绘制沿海地震海啸危险区或制订海啸灾害区划图，明确我国海啸灾害防御目标。

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3. 开展沿海重大工程，如核电场址的海啸危险性评估

世界上针对核电站开展海啸危险性评估工作的国家仅美国和日本，我国目前正处于核电建设高峰期，已建、在建和拟建的核电站有几十座，且大都临海。应重点开展核电场址的海啸危险性评估，汲取3.11 日本福岛核电站事故经验，提升海啸防御措施，做好应急管理，防微杜渐。

4. 编制沿海海啸淹没图。

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以海啸危险性分析的结果为基础，开展海啸淹没深度和海啸水流速度的研究，为沿海重要城市绘制海啸淹没图，为城市土地规划和海啸防灾减灾策略的制定提供参考。

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▲ 对所有47 个海啸点源情景进行数值模拟后我国沿海的波高分布

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5. 进行海啸作用影响研究

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研究海啸作用于沿海建（构）筑物的机制、以及其在海啸作用下的破坏机理，通过敏感性分析给出结构抗海啸设计的关键参数以及实用的海啸荷载计算公式，编制建（构）筑物的海啸防御设计规范，对重要建筑进行抗海啸设计。

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6. 开发海啸易损性和损失评估模型

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研究不同类型的结构在海啸荷载作用下的易损性模型，建立合理的经济损失和人口伤亡评估模型，提出可靠的海啸损失估计方法，进行中国沿海地区的海啸风险评估，对风险较高地区制定合理的海啸防灾减灾策略。

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7. 完善海啸灾害监测、预测警报服务系统

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为适应海洋防灾减灾以及海洋资源开发工作的需要，加强地震预警系统和海啸预警系统的技术统一和业务管理，结合地震科学技术，实现我国沿海重要区域的监视观测，客观准确地进行海啸灾害分析、评估，建立功能较齐全的现代化海洋灾害监测、预报警报服务系统。

8. 开展海啸疏散规划工作

对沿海城市利用海啸淹没图结合数值模拟技术，考虑建筑物、人口、道路及避难场所的分布，制定海啸疏散计划，给出合理的疏散路径，确保海啸来临时能够将人民群众能够在短时间内疏散到安全的区域。

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▲ 海啸爬高示意图

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9. 加强海啸防灾减灾宣传教育

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对可能遭受海洋灾害袭击的地区进行宣传，普及海啸防灾减灾知识，提高海洋防灾减灾应变能力，增强海洋防灾减灾意识。一方面，政府在沿海应设立警示牌，规划合理的疏散路线以及安全的避难场所；另一方面，可通过公众媒体、广播电台、互联网、手机APP 等平台逐渐普及海啸逃生知识，加强安全教育。

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10. 完善海啸防灾减灾法制定

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我国在地震灾害和海洋防灾减灾实践中已积累了大量经验，制定了一些制度和规范，但有关海啸防灾减灾观念仍然相当淡薄，尤其是沿海地区的整体规划基本没有考虑海啸防御问题，要加强法制建设， 制定海啸减灾法规，适应我国海洋减灾工作发展需要。

《》（任叶飞等著．北京：科学出版社， 2022.11）一书系统梳理了作者多年来积累的研究成果，以介绍海啸的基本概念开篇， 通过剖析我国沿海发生地震海啸的可能性切入正题，由浅入深，围绕海啸危险性及风险分析的全链条过程，重点介绍潜在海啸源划分、海啸生成与传播的数值模拟、地震海啸危险性的确定分析、地震海啸危险性的概率分析及不确定性、海啸风险分析的原理与方法。聚沙成塔，集腋成裘。期冀作者积累的知识能为海啸研究入门者提供些许指引，也希望书中给出的理论和方法能为沿海开展海啸危险性分析的技术人员提供指导，部分算例结果可为沿海城市与重大工程的规划与建设提供一定的科学依据。

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目前我国学术界越来越认识到海啸灾害研究的重要性，发展地震海啸危险性分析方法并对我国沿海地区海啸危险性做出科学评估，可以有效防范重大风险。

《海啸危险性分析理论与实践》作者历经10 多年的不懈努力与坚持，形成了较为系统的我国海啸危险性分析理论与方法，并与实践相结合，从确定性和概率性两个角度评估了东南沿海的地震海啸危险性，许多工作与研究成果具有开创性，对于沿海地区城市规划、重大工程建设选址、海洋自然灾害防御与应急措施制定等工作都有重要的实用价值。著书传道授业，需要厚积薄发。目前关于海啸研究的学术著作还十分罕见，这是我国首部系统阐述海啸危险性理论与实践的专业书，全书结构完整、叙述流畅、语言简明，对于正在从事防灾减灾专业的人员来说是不可多得的重要参考资料。

中国科学院院士

本文摘编自《海啸危险性分析理论与实践》（任叶飞等著．北京：科学出版社， 2022.11）一书“第10 章 海啸风险分析及学科发展方向”“序”，有删减修改，标题为编者所加。

责任编辑：韩 鹏 崔 妍

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本书为一本系统阐述海啸危险性理论与实践的专业书，书中从海啸基本概念出发，回顾历史海啸特征，结合地质构造背景、历史地震活动性和海啸沉积物调查等多个方面分析我国近海海域发生地震海啸的可能性，围绕海啸危险性及风险分析的全链条过程，由浅入深，循序渐进地介绍潜在海啸源划分、海啸生成与传播的数值模拟、地震海啸危险性的确定分析、地震海啸危险性的概率分析及不确定性、海啸风险分析的原理与方法。

本书可为评估沿海地区海啸危险性的技术人员提供指导，也可作为地震海啸研究领域科研工作者的参考资料。

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（本文编辑：刘四旦）

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