西西里海峡主要断层引发海啸潜力的三维数值模拟研究及其灾害评估

本研究针对西西里海峡Gela Nappe逆冲断层(GNTF)、Sciacca走滑断层和Malta地堑正断层(MGNF)的海啸生成潜力，采用Delft3D三维水动力模型模拟了断层位移引发的海啸传播过程。结果显示GNTF情景下Licata地区最大波高可达6米，MGNF情景下Scoglitti淹没距离达144米，揭示了区域海底地形与断层机制对半封闭海域海啸行为的决定性影响，为地中海沿岸灾害预警系统建设提供了科学依据。

　　

地中海作为地震海啸活跃区，历史上曾发生365年克里特岛M_w8.0地震引发的毁灭性海啸，1908年墨西拿海峡7.1级地震更造成近代最严重灾害。尽管西西里海峡存在Gela Nappe逆冲断层(GNTF)等三大活动断层系统，但针对该区域断层型海啸的系统研究仍属空白。FX Anjar Tri Laksono团队在《Ocean Engineering》发表的研究，首次通过高精度三维模拟揭示了这些断层引发海啸的潜在风险。

研究采用Delft3D-FLOW模块构建175×165 km²计算域，整合2米分辨率数字高程模型(DEM)与海底地形数据，建立包含建筑信息的数字地表模型(DSMB)。通过Delft Dashboard设定断层几何参数，模拟GNTF(M_w7.7)、Sciacca走滑断层(M_w7.2)和MGNF(M_w7.6)三种情景，采用Riemann边界条件避免人工反射，最后通过HEC-RAS模拟沿岸淹没过程。

4.1 GNTF海啸情景

逆冲断层活动产生最大灾害效应，Licata港18分钟内出现6米波高，流速达15 m/s，床面剪切应力55 N/m²；Gela地区26分钟出现4.6米波高，淹没距离100米。断层近岸走向与海岸线几何关系导致能量聚焦，形成"V"型海湾放大效应。

4.2 Sciacca走滑断层情景

水平位移主导的断层产生较弱海啸，Licata最高波高1.6米但需108分钟抵达，Scoglitti淹没距离90米。走滑机制导致垂向位移有限，能量传递效率仅为GNTF的26%。

4.3 MGNF情景

正断层活动使Scoglitti在32分钟内出现2.7米波高，144米淹没距离为三情景之最。地堑构造的下沉运动产生独特"N"型初始波面，沿岸输沙率显著增加。

研究揭示逆冲断层(GNTF)因垂向位移量大、临近海岸且走向平行岸线，具有最强致灾性。海岸形态与陆地覆盖类型显著影响淹没范围：Scoglitti平坦沙滩使波能长驱直入，而Licata防波堤(曼宁系数n=0.35)有效削减波能。该成果突破了传统仅关注海底滑坡引发海啸的局限，建立了断层参数-波高-淹没距离的定量关系，为西西里南部化工设施(如Gela生物炼油厂)的防灾设计提供了毫米级精度数据。模型经2003年拉特群岛海啸事件验证，准确度达0.85，较NOAA的MOST方法提升12%，标志着半封闭海域断层型海啸模拟技术的重大突破。