| 研究生: |
李承諭 Lee, Cheng-Yu |
|---|---|
| 論文名稱: |
台灣北部海域基於歷史紀錄海底山崩引發之海嘯波傳模擬 The tsunami simulations induced by underwater avalanches based on the historical studies in north Taiwan |
| 指導教授: |
方中
Fang, Chung |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 土木工程學系 Department of Civil Engineering |
| 論文出版年: | 2020 |
| 畢業學年度: | 108 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 70 |
| 中文關鍵詞: | 流變流體 、海底山崩 、淺水波 、海嘯分析 |
| 外文關鍵詞: | Rheological Fluid, Underwater Avalanche, Shallow water, Tsunami Analysis |
| 相關次數: | 點閱:94 下載:20 |
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根據歷史紀錄得知,過去曾發生不少影響台灣之海嘯,其中幾起是由山崩所造成。有鑑於日本發生311海嘯時,因當時防海嘯牆設計不足,導致位於東部的核電廠產生嚴重災害。對於部分文獻提出五個可能發生海嘯的源點,將其發生原因定為海底山崩,利用Flow-3D軟體進行模擬,分析可能對台灣東北角核電廠產生之影響。
本文將崩塌體設為流變流體,其黏度會隨時間而上升到定值,崩塌體來源為基隆嶼海平面上陸地,體積約為基隆嶼的七十五分之一,並對其體積等比放大成三種大小,將其放置於曾發生海底山崩並引發海嘯的歷史紀錄崩塌點上,受重力自由落下,使崩塌體、水體、海底地形交互作用產生海嘯波。結合二維與三維模擬,計算在崩塌地點發生海底山崩引發之海嘯波,對台灣東北角三座核電廠產生之影響。
根據結果,海嘯波高與崩塌體成正相關,且通常第二波與第三波海嘯才是最大波高所在之處,故也應防範後面幾波之海嘯。根據歷史紀錄的崩塌點來看,距離較近且直接承受海嘯波所帶來的衝擊較大。在海嘯波皆未受地形產生繞射情況下,核二廠產生之波高大於核一廠,原因為核二廠海岸為內灣,使海嘯波容易產生疊加、放大。當發生足以產生海嘯之海底山崩時,海嘯源與台灣之相對位置可能會是考量是否對陸地產生重大影響的依據。
Based on the historical studies, there have been tsunamis which right be caused by underwater landslides near Taiwan. Two documents mentioned two possible locations where tsunami occurred. In the present study, the tsunami induced by underwater avalanches at two locations will be studies. Use Flow-3D numerical simulation software to conduct the simulation, and to evaluate the possible effects to nuclear power plant in northeast Taiwan. This study sets avalanche as a rheological fluid whose viscosity will increase as time. The collapse is part of Keelung Islet, and the volume is one-seventy-fifth of that Islet above the sea level. The simulation will make collapse geometric amplification, and put it on the historical locations, and fall with gravity. When the collapse falls, it will induce the tsunami wave, and simulates the situation that the wave travel to the nuclear power plants.
From the result, the highest wave height is proportional to the avalanches volume. The highest wave height occurs at the 2^nd or 3^rd wave. The closer distance and direct bearing of tsunami severe disaster will take place. The relative location of the tsunami source and Taiwan coastal area is an important criterion to judge the disaster.
[1] http://tsunami.ihs.ncu.edu.tw/tsunami/tsunami.htm, 2020/04/01.
[2] 海嘯侵襲圖, https://www.ettoday.net/news/20190311/1396307.htm , 2020/03/29.
[3] 地震引發海嘯示意圖, https://zh.wikipedia.org/wiki/1958%E5%B9%B4%E5%88%A 9%E5%9C%96%E4%BA%9E%E7%81%A3%E5%9C%B0%E9%9C%87%E8%88%87%E5%A4%A7%E6%B5%B7%E5%98%AF , 2020/03/29.
[4] 山崩引發海嘯示意圖, https://news.ebc.net.tw/news/world/158662, 2020/03/ 29.
[5] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%B7%E5%95%B8, 2020/03/29.
[6] 深水波、淺水波質點運動示意圖, http://tsunami.ihs.ncu.edu.tw/tsunami/tsuna mi2013.htm, 2020/04/01.
[7] 東日本大地震海嘯波高圖, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ c4/2011_Tohoku_earthquake_observed_tsunami_heights.png, 2020/04/01.
[8] 利圖亞灣災害圖, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Lituy a_Bay_overview.jpg, 2020/04/01.
[9] 游明聖。明清時代的破壞性地震海嘯紀錄,氣象學報,第四十卷,第一期,民國83年,頁37-46。
[10] 徐明同。海嘯所引起之災害,氣象學報,第二十七卷,第一期,1981,頁32-48。
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[28] 流體剪應力與剪應變率關係圖, http://www.wunan.com.tw/www2/download/2 Y13_1%E7%89%881%E5%88%B7_%E8%A9%A6%E9%96%B1102.3.15.PDF,2020/05/ 15.
[29] 流體運動狀態, https://cn.comsol.com/blogs/which-turbulence-model-should-choose-cfd-application/, 2020/06/28.
[30] Currie I. G. Fundamental Mechanics of Fluids. McGRAW-Hill Companies, 1993.
[31] Flow-3D, https://www.hyperinfo.com.tw/flow-3d, 2020/05/10.
[32] 吳志偉。海底山崩視為流變流體引發之海嘯傳播三維數值模擬,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2018。