日本浩劫沉思
2011-12-29徐超发莉萍孙滔朱钰蔡婷怡莉萍孙滔朱钰蔡婷怡
财经 2011年7期
这是战后65年来日本面临的最大一场危机,日本领先世界的抗震建筑、地震和海啸预警体系以及法制化的灾难救援机制全面接受了考验;与此同时,日本政府和核电站运营方在应对核泄露事故中的教训和经验,更足为中国殷鉴
南三陆町重新恢复了平静,这座位于日本东北部宫城县的海滨小镇只剩下一片充斥着瓦砾的沼泽地。
海边,一块石碑突兀倒伏,那是纪念1960年智利大地震引发海啸而竖立的。那一年,海啸经过十多个小时长途跋涉、横跨太平洋抵达日本,造成当地120人死亡。如今,这块倒下的石碑成为一场更惨烈灾难的见证——在“3·11”日本大地震引发的海啸中,南三陆町是灾难中心,数千生命瞬间被巨浪吞没。
在科普著作《最初三分钟》的结尾处,作者斯蒂芬·温伯格如此形容他在飞机上俯瞰地球的感觉:“大地看起来柔软而舒适,很难理解这只不过是一个充满敌意的宇宙中的一小部分,更无法想象……(宇宙及地球)面临着无限冰冷的,或者是炽热难耐的末日。”
打开谷歌地球,鼠标拖动,日本东北部清晰浮现,这片曾经美丽的土地为温伯格的这段话做了注脚。在刚刚过去的两周,这里经历了惊心动魄的一分半钟巨震、“充满敌意”的海啸、“冰冷”的暴风雪以及“炽热”的核辐射。
一次复合式巨灾呈现于日本,它是全人类共同面临的新难题。
“最初一百秒”
地震信息在10秒内遍布全日本后,首列破坏性地震波尚未抵达距离震中最近的宫城县东部海岸
3月11日,日本电话电报公司(NTT)商务网络事业部的开发部长沼尻贵史正在东京秋叶原参加一个例行会议。当地时间14时46分45秒,会议室里的平静气氛突然被打破:多名与会者的手机几乎在同一时间响起,是短信铃声。
短信来自日本气象厅:“东海地震,7.9级……”
沼尻贵史所在的NTT正是负责将气象厅发出的地震信息在第一时间发送给用户的机构,整个发送过程由系统瞬间自动完成——在沼尻贵史收到短信的同时,这一信息已经传递给个人、企业和各种社会组织(学校、医院等特殊机构则有专人通过广播传送信息)。
日本气象厅在全境设有2000余处地震监测点,并且全部联网,且能同时分析并处理数据。一旦某个监测点监测到地震发生,会自动分析数据并向整个网络发出地震警报。
这次检测到地震波的准确时间是14时46分40秒,5秒钟后,警报已经传送到遍布全日本的信息终端,此时首列破坏性地震波尚未抵达距震中最近的宫城县东部海岸。
气象厅直接将地震信息发送至各个核电站、铁路等国家级设施的传感器——地震发生后10秒之内,日本东部所有运行中的火车、地铁、电梯、扶梯等自动设备全部进入停止状态,以防地震波造成火车脱轨等事故;钢铁、焦化等工厂,生产设备也在10秒内停止,以防火灾发生。
“学校广播警报10秒后,我们研究室所在的12楼剧烈震动。”宫城县仙台市东北大学建筑系学生刘述照回忆说,他们当时并未惊慌,楼梯间里灯火通明,没有停电——供电系统停止作业后,备用电源启动。
正是得益于日本全国上下每年的地震演习,包括刘述照在内的大多数人保持了镇定。在日本,为了预防地震伤害,办公室里每人都有安全帽,帽子上贴着标有每个人姓名和血型的小纸条,以便能在地震发生第一时间戴上大小合适的帽子;出现受伤状况,也可快速实施输血救治。
当天下午的灾难,源于南三陆町海岸向东偏南约100公里、海底24公里深处,太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲而去,两个巨大的板块由此相撞、挤压、断裂。板块交界处,压力不断积蓄,欧亚大陆板块最前端终于不堪重压,发生断裂而向上翘曲,地震发生。
断裂时间:东京时间3月11日14时46分;地点:东经142.369度,北纬38.322度。两天后,地震强度被修正为9.0级。
断裂并非只发生在一点,而是一个势如破竹的过程。从宫城县东部到东京东部,约500公里长、200公里宽的海底岩石急剧破裂,相当于3万个广岛原子弹爆炸能量,在100秒时间内集中释放。
板块的断裂,搅动了深达1000米的海水,海啸产生——与飓风等因素引起的滔天巨浪不同,飓风引发的波动只存在于大海表面,海洋深处却是平静的;海啸则是整个1000米深的海水同时剧烈运动,大海表面几乎看不到波动,海面之下,却如神话中金箍棒搅动海底龙宫一样,产生巨大能量,且以10公里巨幅波长迅速传播。
100秒的破裂过程结束时,第一波破坏性地震波也抵达东京;而此时,沼尻贵史和他周围的同事们已经拥有足以逃生的一分半钟——这使他们能够从四五层甚至更高的楼层从容走到地面,或者让高层大楼里的人们躲到楼内相对安全区域。
建筑“不死鸟”
拥有百万人口的仙台市在这次地震中没有一幢楼房倒塌
仙台市一位地方官员上村哲也告诉《财经》记者,得益于严格的房屋建设标准,拥有百万人口的仙台市市区在这次地震中没有一幢楼房倒塌——仙台距离震中仅100余公里,烈度(反映地震破坏5d912ba128b7b4c12852829625e808c3064539b0f230732a8ada97f9f1929cdc力的参数)达到了7度-8度,这相当于2008年汶川大地震时绵阳地区遭受的冲击。
东北大学建筑系学生刘述照也说,地震之后,他看到的所有房子甚至都没有碎玻璃。《财经》记者在一个古旧的寺院的屋顶上发现一块残缺,这是在当地采访中唯一见到的建筑破损。
日本一直以来承受着频繁的地震灾害,建筑标准也随之水涨船高。1923年关东大地震中,砖结构房屋大量倒塌,此后,政府执行严格的建房标准,在全国范围内要求以轻型墙面材料辅助的钢筋混凝土结构代替砖结构建筑。
1974年,日本从欧美引进了“木造框架组合墙壁构造法”建筑技术。1982年修订的《建筑基准法》以法律形式支持这种施工方法,新方法进一步增强了住房抗震能力。
但这依然不够。1995年阪神7.2级大地震,共造成日本6434人死亡,约65万座建筑物受损。阪神地震之后,重灾区兵库县开始了长达十年之久的重建工程“不死鸟计划”,将提高房屋耐震性能和加强国民防灾意识作为重中之重。次年,日本政府连续修改《建筑基准法》,把各类建筑的抗震基准继续提高,所有建筑至少要抵抗地震7度烈度,商务楼则需抵抗地震8度烈度、使用期限超过100年。
同时,对1982年以前修建的房屋建筑,日本政府提出了一套完整的质量评估体系及加固措施。
“这次地震中,最近30年建造的房子,据我了解是没有倒的,凡房屋损坏都是由海啸引起。”宫城县经济商工观光部高桥伦太郎告诉《财经》记者,如果民众建造房屋因防震而增加成本,政府还会有相应补助,这样,就不太可能存在“偷工减料”的问题。
在日本居住达17年的华人土木工程专家刘春山,总结了日本与中国在建筑抗震方面的不同之处:
抗震标准不同。对房屋建筑,中国以可抗烈度为评估标准,日本则通过模拟两种地震(发生在陆地和海里的地震)的地震波评估房屋的抗震情况。对土木工程,中国主要进行静态分析,日本是静态分析加动态分析。
房屋结构不同。日本的房屋多为四方状,受力分析简单,利于抗震。阪神地震后,加大了对配筋的要求,增加了箍筋的数量,使钢筋混凝土的柔韧性增强,更不易在地震中产生脆性破坏。中国的房屋常常造型复杂,如果结构设计不合理,地震中较易产生扭曲、坍塌。
施工不同。中日最大的区别在施工,日本对施工要求极高。在日本,一栋中型房屋的施工周期至少一年,一座桥梁至少两年,比中国大多数同类建筑施工速度慢。
硕大无朋的“刷子”
尽管海啸警报及时,但留给接近震中地区沿海居民的逃难时间依然不够
地震发生时,南三陆町的英语教师森次佐己正在给学生上课,刺耳的海啸警报声突然响起。
听到警报后,大批市民开始往山坡上跑,几分钟内,伴随着巨大咆哮声,远处的大海陡然升高,滔天巨浪如同一把硕大无朋的刷子,从岸边开始,沿着整个镇“刷”了过来。奔跑中的人们,瞬间被吞没了。
森次佐己的学校建在山上,幸免于难的师生亲眼见证了这惊心动魄的一幕。约20分钟后,“刷子”退回去,这座海滨小镇已经化为废墟,镇上95%的建筑被毁灭。
这次海啸的预警信号是在地震后三分钟发出的。日本气象厅向沿海37个市、町、村发出海啸信号,其中包括抵达时间与可能浪高。此时,距第一波海啸登陆最近海岸还有约7分钟。
日本在深海地震易发带布设了感应器,地震一旦发生,这些感应器能实时计算是否可能产生海啸、海啸何时会到达何处,随着接收到后续地震波,感应器继续计算和修正数字,这些数字以电磁波形式迅速传到日本本土的海啸预警中心及太平洋海啸警报中心。两个中心的仪器同步工作,几分钟内即可作出准确判断,然后将预警信息传至沿海各地,此次计算时间为3分钟。
“依靠预警机制,沿海村庄中很多人得以幸存。”台湾地球物理学教授马国凤说。但南三陆町距离震中实在太近,只有100公里,海啸则以每小时600公里左右的速度传播,且深入内地达数公里,因此尽管警报及时,沿海居民逃生时间也不超过10分钟。
大到不能挡
海啸强度之大超出了设计者的预料,在宫城、福岛等震中附近沿岸,堤坝可以说全线失守
在日本,预防海啸伤害采取双重措施。预警之外,海岸沿线有防波堤。
岩手县宫古市田老地区有全日本最大规模的海啸防波堤,被称为“日本第一防波堤”。但在这次海啸中,该堤也被“击穿”。“海啸比堤坝差不多高了一倍!”住在防波堤附近的目击者、渔民小林义一对媒体表示。当天,本想到防波堤避难的他,看到海啸如山崩般汹涌而来,赶紧逃到山上才躲过一劫。
“如果没有这道防波堤,后果更是不堪设想。”中国国家海洋预报中心副主任于福江说,这次海啸墙高度漫过了堤防,但堤防仍有效减缓了海啸推进速度。
宫城县经济商工观光部国际交流员赵宏宇认为,仙台也受到了防波堤的保护。仙台市区距离海岸将近20公里,海啸一直冲到距离市区七八公里的地方,“海啸不断往上冲,大海啸一共来了三次,如果没有防波堤,这次仙台也可能会受到冲击。”
“防波堤以前是我们的定心丸,”小林说,“因为有防波堤,我们不用逃。”然而,这种想法让很多人失去了生命。
约有4400人居住的田老地区是海啸多发地。当地居民曾研究讨论迁移至高处还是建防波堤,但村民故土难舍,又没有合适的迁移地,最终决定建设防波堤。工程断断续续进行了近半个世纪,终于在1978年完工。这一段防波堤与其他地方不同,有靠海和靠陆两重构造,犹如城墙。据岩手县公布,双重防波堤为世界独有,其总长度也是日本最长。1960年的智利大地震海啸中,尽管防护堤尚未完工,却已显示出作用,当时三陆海岸的其他地方都有死亡,唯田老地区无一死者。
但此次海啸之强,远超设计者的预测。在宫城、福岛等震中一带沿岸,堤坝全线失守。
赵宏宇说,“海边都有堤坝和水门(相当于堤坝的泄洪闸口),但这次海啸浪高超过10米,越过了水门。”
海啸成为这次地震中最大的破坏因素。目前已发现的数千遇难者,多死于海啸,且老人居多,其因行动迟缓而难以逃脱波浪追逐。
物资短缺背后
日本以法律形式来规范灾难中各机构的救援行动,但现实情况的复杂超越了法律条文规范
训练有素的日本,上下启动救援行动,几乎与海啸同时。
与中国地震后迅速成立总指挥部、由中央统一指挥救援工作不同,日本以法律条文规定灾难发生后各部门该如何行动。对于日本东部、东北部海域可能发生的地震,还专门有《东海地震对策大纲》(下称《大纲》)作为地震后各级部门行动的法律文件。
按照《大纲》,地震发生后,政府部门应迅速成立灾害指挥本部,确立一个指挥有效的体制,且要完善地方的灾害信息共享和联络体制。
在救助、医疗和消防方面,《大纲》规定,“救助部队要在灾害发生后瞬间开始根据计划实施派遣”,需事先计划每个区域的派遣内容、必要数量,使各级部门在没有掌握受灾情况的阶段即开始迅速进行救援。
震后第7分钟,仙台市119消防中心接到了第一个求救电话。消防队5分钟后赶到受灾现场——消防队与自卫队是地震救援的主力。
15时14分,震后不到半小时,最高紧急灾害对策本部成立,首相菅直人直接领导。15时27分,菅直人发出命令:自卫队要最大限度进行救援活动。15时30分,日本防卫省发出“平成23年东北太平洋大地震自卫队派遣行动命令”,自卫队根据派遣训令实施大规模震灾灾害派遣,参与救援的陆海空部队分别被称为“陆灾部队”“海灾部队”和“空灾部队”,合称“灾统合任务部队”,由东北方面总监(部队最高长官)统一指挥。
当晚21时05分,政府调查团到达重灾区宫城县。如同汶川大地震救援行动一样,首先要解决的是交通和通讯问题。道路修复工作由国土交通省(负责国道)、东日本高速公路股份有限公司(负责高速公路)分别完成。被困于路上的车辆和乘客,则由自卫队、消防队和警察局负责救援。
通讯相关部门则利用飞机和人造卫星,收集建筑物倒塌、火灾、交通拥堵等灾情信息,构建能够覆盖东海区域的光纤组成的高度防灾信息网络,并尽量迅速宣传这些信息以使民众知情。
《大纲》对食物和饮用水及生活必需品的供应、避难所的建立、水电煤气恢复的应急对策、卫生防疫、二次灾害的防止、志愿者以及海外救援的接受等方面分别有明确、详细的规定,并体贴地提及如何救助处于信息弱势的外国人,并对于老年人等需要保护者的对策做了特殊补充。
但现实情况的复杂,远远超过了法律条文的规范。
此次灾害规模巨大,灾民众多,一些避难场所也是临时成立的,救灾所需物资超出了地方原有应急储备,如福岛储备物资只有一小部分,灾害发生后主要依靠购买和无偿捐助。
不幸的是,大地震致使东北地区的太平洋沿海到东京周边的多条道路和铁路出现断裂,国土交通省不得不紧急通过东北的内陆方面和日本海侧向受灾地输送物资。
而海啸同时破坏了许多港口,海上运输也遭遇很大困难。福岛县灾害对策本部信息收集科负责人大波健也接受《财经》记者采访时说,日本是一个高度依赖海运进口的国家,一旦港口停运,短时间内就会造成物资短缺。
福岛县灾害对策本部一位工作人员对《财经》记者说,造成救援物资不足的原因很多,燃油不足、电力不足导致 交通受损之外,还包括信息不能准确及时发布。与汶川地震时遭遇问题类似,即使筹集到很多物资,哪里需要什么、需要多少,由于没有及时准确的信息,无法发放下去。
美国、澳大利亚等国在第一时间提出救援,但日本政府既不立即接受,也不拒绝,菅直人政府的暧昧态度遭致日本媒体的诟病。“没有人知道菅直人在想什么,尽管其他人都在很努力地解决问题。”时事通讯社记者城山英巳说。
中国社科院亚太研究所经济研究室副研究员朴光姬分析,此次灾区经济在日本整体经济比重中所占比例不大,且只有几十万受灾人口,而日本是世界第三大经济体,政府可能因此并没有积极寻求国际援助。
至19日,东北地区的避难人数已经达到34万,主要缺乏物资是水、食物、药品和燃料。
核电站为何三重失守
超出预见且不可抗拒的海啸破坏了备用柴油发电机组,冲入地下室的海水则加重了外接移动发电机的难度
与海啸瞬间夺去成千上万生命相对比,核电站遭到破坏带来的危机成了一个对日本政府和民众持久的考验。
地震当天,福岛第一核电站1号、2号和3号机组正在运转,4号、5号和6号机组则处于停机做定期检查中。接到地震预警信号后,三个正在运转的反应堆自动插入中止链式反应的控制棒,反应堆关机,核电站发电功能暂停。
与福岛第一核电站同时自动停止工作的,还有东北部6座核电站17个反应堆——也就是说,这些核电站设施经受住了地震的考验。
但接踵而至的海啸使形势急转直下。
由于关机后的反应堆还会产生大量被称为“衰变热”的余热(大约相当于反应堆正常运转时产生的3% 的热量),这些余热必须借助于冷却系统散发,否则会造成反应堆核心部位(堆芯)因温度过高而遭到破坏,进而可能导致核辐射物冲破燃料棒包壳、压力容器(又称“压力仓”)和钢筋混凝土防护罩(又称安全壳)三层保护体,继而引发核泄漏。
正常情况下,电站利用外部电源驱动冷却和控制系统。但是,地震破坏了电网,外部电源断电。
此时核电站启用第二道防护,即开动紧急柴油发电机组,以继续冷却堆心。然而半个多小时后,海啸袭来。
按照福岛第一核电站1970年的设计,其防海啸能力为5.7米。但这次,福岛地区的海啸远超其防范能力。日本原子力安全·保安院发布的数字显示,福岛第一核电站附近发生的海啸,很可能一度达到了14