核工程选址中的火山调查与评价——以吉林省为例

火山活动是核电厂选址中无法回避的重要课题。吉林省新生代以来火山活动极为强烈,特别是第四纪和现代火山活动更为突出,据吉林省火山分布与喷发活动特点,分析了火山与地震活动、火山与构造活动、火山与深部环境的关系,以及火山类型与性质、火山危险性预测和灾害评估。在上述讨论的基础上,提出了在核电厂选址工作中有关火山调查和评价方法的建议     

汤加火山2022年喷发回顾——对国内火山监测研究的启示

2022年1月15日汤加一座海底火山发生了猛烈的爆炸式喷发,喷出大量火山灰、气体与水蒸气,并进入平流层,形成巨大火山灰云团,引起国内外广泛关注.本文对汤加火山的地质构造背景、喷发历史、喷发过程、灾害影响、喷发机理等方面进行综合分析,详述此次汤加火山喷发的过程及灾害影响,由此引申到当前国内活火山的活动状态.长白山天池火山...     

五大连池火山带的火山喷发方式及灾害类型

沿科洛—五大连池—二克山NNW向分布的五大连池火山带上分布了约40座第四纪单成因火山。通过野外地质特征结合火山岩年代学数据分析表明,研究区火山活动分为2期:上新世—早更新世期火山活动主要分布在北部的科洛火山区,以熔岩溢流式喷发为主;中更新世—全新世期火山活动分布在整个火山带,爆破式喷发形成大量火山碎屑锥,溢流式喷发产生结壳熔岩、渣状熔岩与块状熔岩,形成广泛分布的熔岩流。野外调查发现了夏威夷型、斯通博利型与强斯通博利型等岩浆爆破式火山喷发的典型堆积剖面,首次发现并报道研究区射汽岩浆型火山喷发堆积剖面。结合火山活动历史与火山地质特征,分析认为五大连池火山带的火山系统仍有再次活动的潜力。基于火山时空分布与喷发特征,文中对五大连池火山带未来可能喷发的方式和危险区进行评估。如若发生强斯通博利型喷发,将形成高度10km的喷发柱,产生的火山灰一般不会对航空运输产生影响;斯通博利型喷发产生的火山碎屑最远可抛射约1km;夏威夷型喷发及溢流式喷发产生的熔岩流是主要的灾害源,计算得出结壳熔岩运移的距离为3. 0～13. 5km,渣状熔岩运移的距离为2. 9～14. 9km;射汽岩浆型喷发产生的基浪速度可达200～400m/s,运移距离≤10km,是潜在的重要灾害类型,应该引起更多重视,并积极进行防范。     

中国核电厂抗震裕度地震谱形问题探讨

福岛核事故后,地震作为初始事件引发核电厂严重事故的问题引起了广泛关注。在此背景下,中国核电厂相继开展了抗震裕度评价,但在评价中选用了不同的地震谱形。基于美国针对早期运行核电厂开展的抗震裕度评价方法和中国核电厂址的地震危险性背景分析,对比了中美两国核电厂抗震设计基准的差异,针对中国目前的情况,建议优先对采用二代加堆型的运行电厂进行抗震裕度评价。通过将RG1.60谱与归一化厂址特定SL-2级加速度反应谱进行对比分析,发现部分核电厂址反应谱谱形在高频部分超过了RG1.60谱,对于这类厂址,直接放大标准反应谱作为抗震裕度地震是不恰当的。对于采用二代加堆型的核电厂,选择了某个厂址特定SL-2级地震动与标准设计比较接近的核电厂址进行了分析,采用不同方法确定其抗震裕度地震,结果表明0.3g标定的NUREG0098中值谱在平台段和长周期部分明显低于相同PGA水平的一致概率谱和设定地震谱,三者都能被0.3g标定的RG1.60谱所包络。考虑到中国运行电厂的抗震设计特点,为了评价核电厂实际抗震能力相对于厂址的抗震安全裕度,可以采用一致概率谱或设定地震谱;为了评价二代加运行核电厂实际抗震能力相对设计基准地震动的抗震安全裕度,建议采用给定PGA标定的RG1.60谱。     

2016年全球火山活动综述

通过对2016年全球活动火山监测信息的统计,2016年共有96座火山记录到喷发活动,主要分布在环太平洋俯冲带及印度板块与欧亚板块碰撞边界上。火山预警等级共有4个,可以标识火山的危险程度,本文根据火山每个预警等级在全年52次监测信息报道中的出现次数,将96座活动火山按危险程度划为4类,并对每类的火山活动作出了详细描述。2016年的火山喷发也造成了人员伤亡和财产损失,印度尼西亚是受火山灾害影响最严重的国家。此外,根据火山灰柱海拔高度的整理及近年活动火山数量的调查,推测2016年的火山活动仅会使火山附近区域的天气受到影响,应不会引起全球性的气候异常。      

从核电站地震地质选址工作进展看辽宁核电的发展前景

核能以其优越的经济性、清洁性成为各国能源的组成部分。发展核电对促进绿色经济、低碳经济有着重要的作用。核电厂地震地质选址是保证核电厂运行安全的重要环节。本文论述了辽宁核电站地震地质选址中的几个关键问题,并从近几年来地震地质选址工作的进展展望了辽宁核电工业的发展前景。     

2017年全球活动火山时空分布以及阿贡火山喷发前后的形变特征

归纳总结2017年度全球81座活火山的活动情况,共计活动1058座次,平均每周记录20座活火山的活动信息。根据火山潜在喷发的危险性和火山活动的强弱程度对上述火山进行分级描述,火山活动主要反映了地球表层的构造活动,其中大角度俯冲带的弧后火山最为强烈,小角度的俯冲带、拉张裂谷和走滑为主的板块边界火山活动较为平静,火山活动频繁的印度尼西亚岛链是受灾最为严重的区域。预计全球火山活动将进一步加剧,印尼岛链受火山灾害威胁的程度依然较大。位于印尼岛链巴厘岛上的阿贡火山自2017年9月开始活动以来,整个喷发过程极具代表性,监测阿贡火山喷发过程可为全球典型火山喷发事件研究提供参考。     

中国火山危险性等级与活动性分类

介绍了中国大陆全新世活动火山喷发危险性的评价与活动性分类。火山喷发危险性评价是进行火山活动性分类的基础,参照国外火山活动度水平与火山警报等级,根据火山动力背景特征与火山前兆异常特征确定了中国火山喷发危险性评价等级,它们是安全、注意、警惕、警报、危险、灾害、灾难等7级。根据火山活动的危险性,将中国火山的活动性分为4类:1)处于活动状态的火山——长白山天池火山,已经进入扰动期;2)有活动迹象的火山——腾冲火山,仍然处于平静状态,存在潜在的喷发危险;3)有潜在活动可能的火山,包括五大连池、镜泊湖与海口火山,各种地球物理、地球化学观察都处于背景值范围;4)活动性不明的火山     

核设施地震危险性分析方法研究

福岛核事故揭示了外部自然灾害引发严重核事故的可能性,为核工程界敲响了警钟。因此,对我国运行和在建核电厂址逐步开展了抗震裕度评价(SMA)或地震概率安全评价(SPSA)工作。本文针对地震危险性分析在核工程应用中存在的问题,从设计基准地震动的确定、核电厂地震概率安全评价、超设计基准地震动安全分析3个方面进行了研究。设计基准地震动确定方面,目前存在的主要问题是某些核设施厂址确定论方法和概率论方法评价结果的显著差异。本文以我国的一些核电厂址为例,分析了确定论和概率论方法评价结果的控制性因素,分析结果表明,反应谱的周期较小时,主要受距厂址较近的发震构造(地震构造区)、潜在震源区控制;随着反应谱周期的增大,距厂址较远的区域性发震构造、高震级潜在震源区的影响逐步增大。通过分解变量MRs对地震动年平均超越概率(HT4)的相对贡献,给出了变量的边际分布和联合分布,说明了变量的分布特征,指出了评价结果差异的主要影响因素为单位面积上高震级档地震年平均发生率和衰减关系的截断水平。根据核设施结构基于性能抗震设计方法的应用要求,以地震引起堆融的年平均概率为目标,推导了反应谱调整系数公式,根据推导结果和中美两国厂址地震危险性曲线变化趋势的对比分析,建立了适用于我国的核设施结构抗震设计反应谱调整系数的近似公式。核电厂地震概率安全评价中的主要问题是概率地震危险性分析中的不确定性处理和表达。论文分析了地震动预测模型截断水平对概率地震危险性分析结果的影响,讨论了厂址地震危险性分析结果的分布形式;验证了随机振动理论方法的适用性,采用随机振动理论方法研究了土层地震反应分析中土层剖面模型参数的不确定性对评价结果的影响;介绍了美国中东部地区概率地震危险性分析认知不确定性处理采用的逻辑树方法,实现了逻辑树模型中多方案的权重确定方法,讨论了该方法的适用范围。关于认知不确定性处理,针对逻辑树模型在实际工程应用中存在的逻辑问题。基于稳定大陆地区最大震级和高震级档地震年平均发生率的研究进展,随机生成完整的地震目录,从中进行小样本抽样,分析了6值和高震级档地震年平均发生率的分布范围,研究了逻辑树模型中相互关联节点分支间的组合问题。根据稳定大陆地区最大震级先验分布的研究成果,利用破坏性地震目录计算似然函数,采用Bayesian方法,初步估计了对我国内陆核电厂址有重要影响的长江中游地震带最大震级的分布。关于抗震裕度评价中的抗震裕度地震确定问题,分析了我国核电厂址的地震危险性背景和不同堆型的抗震设计特点,以某核电厂址为例,采用多种方法确定了抗震裕度地震。根据分析计算结果,按照抗震裕度评价的目的、厂址地震危险性特征、堆型的抗震设计特点,给出了适用的方法和抗震裕度地震谱型。     

卫星遥感技术在火山灰云监测中的应用

在航空运输业蓬勃发展的背景下,火山喷发形成的火山灰云严重威胁着航空安全.遥感技术能够快速、准确获取地表和大气的变化信息,在火山活动监测中发挥着重要作用,逐渐成为火山灰云监测的重要手段.文中阐述了火山灰云对自然环境和航空安全的危害;以火山灰云遥感监测平台为例,系统地介绍了火山灰云遥感监测的遥感传感器类型和监测方法的发展概况;对中国火山灰云遥感监测的研究基础进行了评述;最后,对火山灰云遥感监测的发展进行了展望和思考.     

火山碎屑空降沉积的二维数值模拟

从大气中火山灰扩散的二维微分方程出发 ,采用Suzuki(1983)对火山空降碎屑灾害数值模拟的数学模型 ,研制出用于单个火山一次性喷发事件的碎屑物空降沉积分布的实用程序。介绍了编程的基本思想 ,讨论了编程过程中所遇到的实际问题 ,同时结合长白山火山物理研究工作给出的长白山火山动力学参数 ,对长白山火山喷发空降碎屑厚度分布进行了具体模拟应用 ,针对实际模拟结果对程序提出了改进意见 ,并对Suzuki火山碎屑空降沉积模型进行了讨论     

长白山天池火山灾害防御对策

长白山天池火山是目前我国境内保存最为完整的新生代多成因复合层状火山,火山锥体半径20 km,也是亚洲大陆规模最大的活动火山.1199-1200年发生过全球两千年以来第二大规模的喷发,火山灰向南漂了1 000km,在日本北海道落了5～10cm厚.     

长白山天池火山气体对环境的影响及潜在火山灾害研究

长白山天池火山位于中国和朝鲜两国边境线上, 借助国际合作, 对分布于中朝两国境内的天池火山喷发物进行了较系统的野外考查, 选择层序完整的火山喷发物剖面, 对天池火山进行整体研究. 在此基础上, 系统测定了天池火山历史时期大喷发从早期到晚期喷出的气体成分和含量, 进而探讨了该火山气体对环境的影响及其造成的火山灾害, 并利用天池火山气体成分和含量开展了该火山未来喷发危险性及其潜在火山灾害预测研究, 这一方法对进一步开展我国大陆活火山的喷发预测及其火山灾害防御研究具有重要意义.     

一种特殊的火山作用形式 ——射汽岩浆喷发作用

高温岩浆在上升过程中遇到地下水或地表水发生水岩相互作用,产生大量水蒸汽导致的爆炸式喷发作用,可称为射汽岩浆喷发作用,是一种较为特殊的火山活动,主要产物为低平火山口和基浪堆积物。国内外许多火山学家对射汽岩浆喷发作用的喷发过程和产物开展了岩相学、沉积学、火山物理学和地球化学综合研究,通过实验、计算机模拟等方法探究了射汽岩浆喷发过程的影响因素。文中介绍了国内外研究人员的相关研究成果,以便更好地了解射汽岩浆喷发这种特殊的火山作用形式,以期能将其应用于现代火山灾害预防和监测工作中,保护人们的生命和财产安全。     

内陆核电厂对水库环境的影响—以咸宁核电厂为例

随着我国核电产业的迅速发展,内陆核电厂的建没成为必然趋势.本文以成宁核电厂为例,从辐射影响、余氯影响和冷却系统影响等方面,评价核电厂对富水水库可能造成的环境影响.评价结果显示,核电厂放射性释放对于水库中参考鱼类产生的总辐射剂量率为2.06×10~(-4)mGy/d,低于背景辐射本底值和国际组织推荐限值;核电厂造成的库区和下游饮水口处水体中的总β放射性,叠加本底值后仍满足1Bq/L的生活饮用水质要求;核电厂运行的化学排放和冷却系统对于水库环境的影响也很小.同时,在与美国North Anna核电厂环境影响进行比较的基础上,分析了在我国滨湖厂址建设核电厂的适宜性,并对减缓内陆核电厂对湖库环境的影响给出建议.     

2020年中国大陆地震灾害损失述评

本文在统计分析2020年中国5.0级以上地震目录的基础上,结合有关省（自治区、直辖市）地震局地震灾害损失评估资料,总结2020年中国大陆地震灾害情况和主要特点。总体全年地震灾害程度较轻,但小震致灾致亡的现象突出。将1991—2020年中国大陆地震灾害相应数据和特性进行比较,得到中国大陆致灾地震频次、伤亡情况和经济损失变化趋势。     

火山喷出气体的环境、灾害效应及对火山未来喷发的指示意义

简要综述了火山喷发过程中喷入大气圈内不同成分的火山气体含量及其气候、环境效应和造成的火山灾害 ,并介绍了利用火山喷出气体成分和含量的变异特征进行长尺度火山喷发预测的原理与方法。认为当前在中国开展长白山天池火山活动喷出气体成分和含量的系统研究十分必要 ,并具有一定的现实意义     

2019年中国大陆地震灾害损失述评

本文列出了2019年中国5.0级（含）以上地震目录,对中国大陆地震灾害情况和主要特点进行总结。结合有关省（自治区、直辖市）地震局的地震灾害评估报告和相关资料,分析主要震例的经济损失结果和灾害特点,并结合1998年以来中国大陆自然灾害与地震灾害统计数据,分析对比地震灾害致灾情况占全部自然灾害的比例变化特征。     

长白山天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积的粒度特征与地质意义

火山碎屑流堆积因其巨大的危害性而成为火山学研究的重要课题之一。文中对长白山区天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积进行了粒度分析。分析结果表明,火山碎屑流堆积分选差,伴生的灰云浪堆积分选性好。火山碎屑流堆积中的岩屑和浮岩的平均最大粒度随着离开火山口距离的加大而减小,反映火山碎屑流搬运过程中存在重力分选和机械磨损作用。火山碎屑流在搬运过程中发生了流体化作用,离开火山口越远流体化速度越小,反映火山碎屑流在搬运过程中发生了流体化去气作用,这种作用使火山碎屑流的粘度和屈服强度增加而导致沉积。流体化速度是控制搬运距离的因素之一,远源多渠道火山碎屑流的汇合使流体化速度增大,搬运距离更远,造成的灾害范围也增大     

Lanzarote火山与地球动力学实验场的地壳变形、地热流动态监测研究

主要介绍中国、西班牙两国在Lanzarote火山与地球动力学实验场 12年的合作监测研究。1991年以来 ,中西双方共同在Lanzarote岛火山活动地区建立了Cueva和Timanfaya 2个监测站 ,进行地壳变动和地热流动态监测研究。对合作研制的 2 9台 (套 )监测仪器开展长期稳定实验 ,积累了大量观测资料和数据。初步分析表明 :仪器运行良好 ,记录长期稳定可靠 ;Cueva站的仪器记录主要反映区域或全球地球物理环境或动力学效应 (如海潮、固体潮等 ) ,应变潮汐和倾斜潮汐的O1波、M2 波具有较高精度 ,显示火山目前活动微弱 ;Timanfaya站的仪器记录主要反映局部的火山活动信息 ,显示火山仍在活动但呈下降趋势。为今后火山喷发演变过程的监测研究和进一步合作奠定了基础