地震震度與選址二三事

從去年中央氣象局更新新版震度以來,就有一些反核人士拿錯誤解讀的資料來說龍門電廠(核四)不符合最近的標準,真的是這樣嗎?

震度的意義
一般地震常講的「芮氏規模」,指的是地震發生處釋放的能量。地表感受到的震動,甚至是可能帶來的損害,則根據發生位置的距離、深度、周圍地質等等因素,各個地方量測到的加速度(PGA)與位移速度(PGV)會有所不同,使用「震度」作為一個參考值。「芮氏規模」只有數字,「震度」則會加上「級」字。
在臺灣,中央氣象局原本使用的震度分級方式是僅參考PGA決定,某些情況下會沒有那麼準確,有時候震度四級的地震就可能造成建築物災損,有時候震度五級的地震卻沒有什麼事。因此從2020年起,中央氣象局改用新版震度,同時考量PGA與PGV。

中央氣象局說明資料的截圖,新舊震度標準對照,舊版僅考慮加速度,目前已經實施的新版考慮加速度(PGA)與位移速度(PGV)

簡單來說,新版的分級方式是在PGA超過4級的上限後,改判斷PGV,因為位移速度將直接影響可能造成的損害程度。如果PGV有達到5弱、5強、6弱、6強甚至是7級的標準時,才認定為這些級數,否則都是4級。這些值得訂定,是經過計算、模擬的,而根據中央氣象局釋出的資料,仍然有列出4級以上的PGA與4級以下的PGV,但僅表示計算、分析時的參考值,不應該直接使用,部分反核人士說核能電廠不符合最新標準的謬誤就在這裡。

新版震度的示意,加速度(PGA)搭配持續時間、地質等狀況,會影響位移速度(PGV),也就是能感受到的搖晃程度
中央氣象局說明資料的截圖,網底部分(使用紅色匡線框起來處)為現行新版震度標準的參考範圍,白色處為計算參考值

2021年10月24日 第103號 規模6.5地震範例
2021年的第103號地震應該算是新版震度標準使用以來第一個較大且全臺顯著有感的地震,規模6.5。但震源深度較深,雖然搖晃時間較長,但各地最大震度都在4級的範圍。從PGA與PGV的分布圖可以看到,整個臺灣北部都有較大的加速度,但是核一、核二、核四所在位置的地動位移速度就是比較小,以往規模較大的地震也是如此,所以核電廠的選址真的不是亂選的。(以測站資料來看,最近的中央氣象局三貂角測站測得最大加速度約為0.024g,核四反應器廠房的地震儀測得岩盤上約為0.0125g,這也表現了選址的優勢)

2021年第103號地震的最大加速度(PGA)與最大位移速度(PGV)分佈圖,可以見到右邊用紅圈匡起的核能電廠所在位置,都是PGV相對較小的。

斷層相關爭議
外海:臺灣位於菲律賓海板塊與華南板塊交界的轉折處,有許多斷層,但大都較短、分布較為破碎。2013年的地質調查中,發現外海雖有一些斷層分佈,但有明顯分段,且相關學術論文未發現有整體活動的跡象,因此不適宜將其渲染成長達九十多公里的斷層。
長度約2公里的S斷層:於2013年的地質調查中,有提到離廠址較近的S斷層,就學理上其長度並不算長、極有可能是非活動斷層,最重要的是可以鑽探確認。若未來電廠要運準,透過鑽探確認沒有問題即可。(與其在那邊猜測,不如秉持科學精神,調查後若沒問題,即可運轉)
美國案例:加州的Diablo Canyon核能電廠是相當知名在活動斷層旁邊的核能電廠,美國核管會認為,只要有建築物結構耐震係數與相關應變措施合格,即符合運轉條件。而近期營運方決定該電廠將在預定運轉週期結束後除役,與斷層無直接關係。
臺灣、日本案例:為了平息相關疑慮,核四與其他電廠均有進行過提升結構耐震係數的工程,日本也有幾座核能電廠有進行過,工期與投入成本均在合理範圍內。