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此7級非彼7級 - 台電核能電廠7級以上耐震度的省思(修訂)
2011/04/01 09:40:13瀏覽7874|回應2|推薦14

寫了“7級“以上”耐震度的台電核能電廠——日本震災後的省思”以後,開始對核能發電廠的耐震工程設計標準感到興趣,追根究底,到底自己也是學工的,雖然一直被妻嘲笑是個“理論工程師”。

第一件想要弄清楚的是到底台電原來的聲明是如何措辭的。我到了經濟部網站去讀台電的聲明,全文如下:

發布單位:台灣電力公司
發布日期:2011-03-26 下午 02:05
標題:台灣
4座核電廠耐震度均達7

內容:有關媒體報導「全球14座危險核廠我4座全上榜」,台電鄭重澄清說明如下:

台灣屬環太平洋地震帶上,台電公司於核能電廠選址時,均落實參照美國核能法規,詳細調查廠址及其周圍之地質、地震條件後,選定地質相對穩定之地點,開挖至堅實岩盤,將主要廠房座落岩盤上。

台電公司核電廠之設計基準(安全停機)地震,係保守地設定於各廠廠房基礎面之岩盤處,各廠地表處之加速度均高於內政部建築物耐震設計規則要求0.33g,並可達耐震7級(400gal)以上。(如附表1)

台電公司亦曾依現有歷史氣象資料,考量核電廠所在地及鄰近地區曾發生而可能侵襲台電核能電廠海嘯之高程,作為安全防範與設計依據。(如附表2)

另針對山腳斷層及恆春斷層為第二類活動斷層之新事證,台電公司已委請學術機構依新事證進行初步評估,結論為斷層錯動時,將在核一、二、三廠之廠房基礎面產生0.19g0.30g0.35g,均小於設計基準地震值;對於以上之初步評估結果,亦已於前(24)日請國科會、原能會、地調所及國家地震中心等單位之專家認同無誤。

目前台電公司正辦理營運中核能電廠補充地質調查及地震危害度再評估等案,並將努力縮短研究時程,及進行必要之改善。

台電這篇聲明,一下子“0.33g”,一下子“7級”,一下子“400gal”,讓人看了霧煞煞。要讀懂這個聲明,且讓我們先把單位弄清楚。

原來“g”和“gal”都是量度“地表處之加速度(Peak Ground Acceleration or PGA)”的單位:(1)“g”,亦即地球的地心引力,1g 相當於 9.81 公尺/秒/秒 (按:公尺/秒/秒是加速度的單位,亦即每單位時間內速度(公尺/秒)的變化),(2)“gal”,是 galileo伽利略的縮寫,1gal 就是 0.01 公尺/秒/秒。所以1g 等於981 gal 。

那麼“7級”又是什麼意思?我原先想,報紙上不是說這次日本地震是“9級”,921集集地震是“7級”,這些指的是都是所謂的芮氏等級(Richter scale),是世界上大家用來衡量地震強度的一種分級方法。芮氏的地震等級是按照地層移動時釋放能量的大小來決定的,而“PGA ”量的則是地層移動時的加速度。二者不能說完全沒有關係,但卻是無法換算的。

在網路上搜索了半天,最後終於弄懂了。原來台電所謂的7級以上,並不是芮氏7級,而是中央氣象局的地震強度7級。這套地震強度等級分類源自於日本気象庁的地震強度分類,以PGA為單位。

我找到一篇中央氣象局吳逸民博士和其他三位作者在年2003以英文發表的一篇學術文章,裡頭說明中央氣象局的地震強度分級方法如下:

0級: PGA小於0.8
1級: PGA大於0.8, 小於2.5
2級: PGA大於2.5, 小於8.0
3級: PGA大於8.0, 小於25
4級: PGA大於25, 小於80
5級: PGA大於80, 小於250
6級: PGA大於250, 小於400
7級: PGA大於400

在國際上有一種“Mercalli intensity scale”本來是靠人的主觀感覺來訂地震強度,後來也用PGA來表示,不過他們量的PGA可以高達1000,不像我們只到400。所有強度大於400以上的地震都算是7級以上了。

原來此“7級”非彼“7級”也。

( 時事評論公共議題 )
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引用
引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=mushiner&aid=5041591

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will
2015/09/24 08:17
地震規模以沒有單位的實數表示,比如說九二一地震的芮氏規模7.3,若稱之為芮氏7.3級則是天大的錯誤。(bill.taipei@gmail.com)
mushiner(mushiner) 於 2015-09-28 05:29 回覆:
謝謝補充和指正。

Apple *
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芮式地震度數
2011/04/02 09:15

芮式地震度數(magnitude)表示的是shaking amplitude.

Wiki-The energy release of an earthquake, which closely correlates to its destructive power, scales with the 32 power of the shaking amplitude. Thus, a difference in magnitude of 1.0 is equivalent to a factor of 31.6 ( = (101.0)(3 / 2)) in the energy released; a difference in magnitude of 2.0 is equivalent to a factor of 1000 ( = (102.0)(3 / 2) ) in the energy released.

所以芮式地震兩度之差, 釋放能量或毀壞程度, 差了一千倍.

Apple

mushiner(mushiner) 於 2011-04-04 20:05 回覆:
謝謝 Apple的補充說明,這個常識是很重要的。