王欣

日本“311”大地震留給我們的思考

王欣

王欣，日本東北大學(xué)災(zāi)害科學(xué)國(guó)際研究所助教，主要研究方向?yàn)榻ㄖ飺p傷評(píng)估及健康監(jiān)測(cè)。2007年獲中國(guó)東南大學(xué)土木工程碩士學(xué)位，并多次參與2008年汶川地震、2014年魯?shù)榈卣瓞F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，2011年獲日本愛知工業(yè)大學(xué)生產(chǎn)建設(shè)工學(xué)博士學(xué)位。近年來(lái)，連續(xù)2次獲日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)青年學(xué)者研究輔助金，多次獲得企業(yè)委托研究輔助金，參與大學(xué)間聯(lián)合重大項(xiàng)目研究和遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)建筑物振動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)建設(shè)工作，并自主研發(fā)基于智能手機(jī)的建筑物地震應(yīng)答檢測(cè)及震后快速損傷評(píng)估系統(tǒng)。先后發(fā)表日文、英文學(xué)術(shù)論文10 余篇，其中基于波動(dòng)理論的地震前后建筑物破壞評(píng)估方法的提案榮獲2016 年日本地震工學(xué)會(huì)大會(huì)優(yōu)秀發(fā)表獎(jiǎng)。

2011年3月11日發(fā)生于日本東北部沿太平洋海域的里氏9.0級(jí)地震，至今仍然余震不斷。時(shí)隔六年雖然災(zāi)害地的復(fù)興正在逐步推進(jìn)，但是仍然有很多人過著遙遙無(wú)期的避難生活。生活在日本這樣的地震大國(guó)，雖然對(duì)地震已經(jīng)習(xí)以為常，但是對(duì)于地震的防范之心卻不能有絲毫的松懈。每次地震災(zāi)害過后，留給我們的思考就是面對(duì)下一次地震最有效的防御。

“311”大地震概要

日本氣象廳給這次地震命名為：2011年?yáng)|北地方太平洋沖地震（以下稱東日本大震災(zāi)）。從官方的命名可以很清楚地知道震源位置，日本的東北部，太平洋沿岸。推定的震源范圍以及海嘯的浸水范圍分別如圖1和圖2所示。斷層長(zhǎng)度約300千米，縱貫宮城、福島和茨城三縣（相當(dāng)于中國(guó)的省）。海嘯的波及范圍更廣，南至千葉北至青森。海嘯高度的觀測(cè)值在福島縣相馬市最高，高達(dá)9.3米，依次是巖手縣的宮古市8.5米和大船渡市8.0米?？墒?，通過留在建筑物上的海嘯痕跡等進(jìn)行推測(cè)，海嘯高度在福島縣富岡町最高，高達(dá)21.1米，相當(dāng)于7層住宅樓的高度。

日本復(fù)興廳的最新報(bào)道顯示這次地震的死亡人數(shù)為19533人，失蹤人數(shù)為 2585人，死于海嘯的人數(shù)占總死亡人數(shù)的90%以上。這次地震被日本主流媒體命名為“東日本大震災(zāi)”，目的是為了描述地震所帶來(lái)的災(zāi)害之慘重。觀測(cè)到日本氣象廳地震烈度Ⅵ弱（相當(dāng)于中國(guó)地震烈度等級(jí)Ⅹ～Ⅺ度）以上的省有8個(gè)。在如此強(qiáng)烈的地震作用下倒塌的房屋并不多。這得益于日本社會(huì)對(duì)于抗震設(shè)計(jì)和抗震技術(shù)的提高所付出的努力。

圖1 震源與震源斷層

圖2 海嘯浸水范圍（日本國(guó)土地理院）（防災(zāi)科學(xué)技術(shù)研究所資料第339號(hào)）

圖3 海嘯堆積物斷面圖

圖4 浪分神社

東北大學(xué)的所在地仙臺(tái)，是東北六省中最大的城市，也是這次地震災(zāi)害地的中心。震源在仙臺(tái)市向東僅70千米的海域。歷史上這片海域一直不平靜。《日本三代實(shí)錄》中最早記載了發(fā)生在這片海域的地震，貞觀11年（869年）5月26日發(fā)生的貞觀地震（推測(cè)震級(jí)為里氏8.3級(jí)）。巨大海嘯席卷了東北地方太平洋沿岸，海嘯過后地面龜裂，死亡人數(shù)1000人以上。近代的海嘯痕跡探查發(fā)現(xiàn)，該地震使仙臺(tái)平原從海岸線開始浸水2千米左右。742年以后，專門記錄德川家康行為的《駿府政事錄》中記載了發(fā)生于1611年11月30日的慶長(zhǎng)三陸地震（推測(cè)震級(jí)為里氏8.0級(jí)）。伊達(dá)政宗（當(dāng)時(shí)的仙臺(tái)城主）的領(lǐng)地內(nèi)沿海岸線的居民被海嘯沖走，溺亡者5000人左右。仙臺(tái)藩的正史《貞山公治家記錄》中記載的溺亡者人數(shù)為1783人。此后，1896年的明治三陸地震（推測(cè)震級(jí)為里氏8.5級(jí)），1933年的昭和三陸地震（推測(cè)震級(jí)為里氏8.3級(jí)），1978年的宮城縣沖地震（里氏7.5級(jí)），2011年的東日本大震災(zāi)，都對(duì)這片區(qū)域造成了嚴(yán)重的海嘯破壞。圖3為海嘯過后殘留的堆積物的斷面圖，圖中顯示貞觀地震與東日本大震災(zāi)的海嘯堆積物厚度相似。始建于1703年，位于仙臺(tái)市若林區(qū)的“浪分神社”（圖4），就是為了祭祀神明祈求遠(yuǎn)離海嘯災(zāi)害而建，然而神明并沒有顯靈，卻見證了一次又一次的嚴(yán)重災(zāi)難。在這個(gè)地震頻發(fā)的地域，人們對(duì)于地震的防范才是保護(hù)自己的利器。

“無(wú)用”的防潮堤與有用的避難意識(shí)

東日本大震災(zāi)是日本有文字記載以來(lái)，發(fā)生的規(guī)模最大的地震。日本社會(huì)雖然飽受地震之苦，但是如此大規(guī)模的海嘯還是第一次經(jīng)歷。這次地震后，促進(jìn)海嘯對(duì)策實(shí)施的法律也開始制定。據(jù)說在1854年11月5日（那時(shí)的日本用的還是舊歷）的夜里發(fā)生了安政南海地震（M8.4）。當(dāng)時(shí)，住在高臺(tái)上一個(gè)叫五兵衛(wèi)的人發(fā)現(xiàn)了海嘯即將到來(lái)的跡象。但是，高臺(tái)下的百姓們卻全然不知危險(xiǎn)將至。于是，五兵衛(wèi)點(diǎn)燃了自家地里正在晾曬的稻子，讓高臺(tái)下的鄉(xiāng)親們以為這里著了火，趕來(lái)救火。當(dāng)村民們?cè)诟吲_(tái)上集合以后，海嘯襲來(lái)，避免了悲劇發(fā)生。這則故事流傳至今，并走進(jìn)了日本的教科書。人們感念五兵衛(wèi)的機(jī)智與犧牲精神，立法將11月5日定為“海嘯防災(zāi)日”。2011年3月11日下午，通過電視，廣播，手機(jī)信息等渠道得到海嘯避難消息的人們逃到了高臺(tái)之上，他們眼看著海嘯以極快的速度從天海交界處襲來(lái)，他們呼喊著高臺(tái)下的人們趕快逃，然而人的逃離速度卻遠(yuǎn)不及海嘯迅猛，他們眼看著海嘯吞噬了高臺(tái)下的一切，瞬息之間一片汪洋。圖5的左圖為2011年3月11日下午3點(diǎn)21分逃到巖手縣釜石市浜町的高臺(tái)上的人們看到海嘯越過堤防向街道襲來(lái)的場(chǎng)景。右圖為筆者2017年3月11日在同一地點(diǎn)拍攝的現(xiàn)在的浜町的樣子。照片右側(cè)的鋼筋混凝土住宅樓仍保留著，而周圍的木結(jié)構(gòu)民房已經(jīng)不復(fù)存在。目前，這一片區(qū)域被建設(shè)成了海產(chǎn)品貿(mào)易市場(chǎng)和罐頭加工廠。廠房外圍建起了高約4米的防潮堤。

東日本大震災(zāi)后，建設(shè)新型防潮堤成為災(zāi)害地復(fù)興的重要部分，同時(shí)也成為飽受爭(zhēng)議的話題。新的防潮堤是一面鋼筋混凝土墻，用樁基礎(chǔ)與地面固定，最高處達(dá)15.5米，總長(zhǎng)400千米，綿延福島，宮城，巖手三縣，耗資約1萬(wàn)億日元。有人指責(zé)這是一項(xiàng)無(wú)用而有害于生態(tài)的燒錢工程。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物壽命一般為50年左右，且需要維護(hù)。而東日本大震災(zāi)規(guī)模的大海嘯的再現(xiàn)周期為數(shù)百年?？峙逻@一道防潮墻還沒有發(fā)揮它應(yīng)有的作用就不得不被拆除或已經(jīng)破爛不堪，難以勝任抵抗巨大海嘯的艱巨任務(wù)。這樣的失敗不是沒有前例。巖手縣宮古市田老地區(qū)在1934年至1978年間建設(shè)了總長(zhǎng)2433米，高于海平面10.45 米的防潮堤，被稱為防潮堤的“萬(wàn)里長(zhǎng)城”。雖然在1960年的智利地震時(shí)，這條防潮堤保護(hù)了田老地區(qū)，但是，東日本大震災(zāi)時(shí)堤防被破壞，田老地區(qū)損失嚴(yán)重。更可悲的是，有人認(rèn)為有了防潮堤的保護(hù)就可以高枕無(wú)憂了，即使得到了避難指令也選擇不避難，結(jié)果可想而知。事實(shí)是，沒有永遠(yuǎn)堅(jiān)固的長(zhǎng)城。雖然防潮堤有用與否需要時(shí)間來(lái)證明，但是強(qiáng)烈的避難意識(shí)一定是有用的自救良方。

圖 5 巖手縣釜石市浜町海嘯襲擊中與重建后對(duì)比圖

地震預(yù)知與地震預(yù)測(cè)

地震學(xué)者們幾乎已經(jīng)把各種類型地震的震源機(jī)制搞得非常清楚了，但是地震的預(yù)知（何時(shí)何地將發(fā)生多大規(guī)模的地震）卻非常困難。尤其在東日本大震災(zāi)發(fā)生之后，日本的地震學(xué)者們對(duì)于地震預(yù)知的難度以及可能性開始了重新思考。主張地震預(yù)知不可能論的地震學(xué)者越來(lái)越多。著名的地震學(xué)家金森博雄在最近一期日本地震學(xué)會(huì)的期刊《地震》中說“地震學(xué)者意識(shí)到地震預(yù)知的不可能性本身就是地震學(xué)界的一大進(jìn)步”。地震學(xué)給社會(huì)帶來(lái)的貢獻(xiàn)不在于對(duì)地震的預(yù)知，而是讓人們能夠科學(xué)地理解地震，能用科學(xué)的態(tài)度去對(duì)待未來(lái)將發(fā)生的地震并做出相應(yīng)的對(duì)策。

雖然地震“預(yù)知”不可能，但是地震“預(yù)測(cè)”卻是有用的。地震預(yù)測(cè)與預(yù)知不同，前者是在對(duì)某一斷層的活躍度以及歷史地震了解的基礎(chǔ)上，對(duì)其在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生一定規(guī)模地震或者一定烈度地震的概率進(jìn)行推測(cè)。但是，難題是人們?nèi)绾卫硇缘乩斫飧怕蕯?shù)字。比如，您會(huì)如何理解某一地區(qū)，在未來(lái)的30年內(nèi)，發(fā)生烈度為Ⅺ度的地震的概率是10%這樣一個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果？或者，我們換一個(gè)容易理解的例子，天氣預(yù)報(bào)的降雨概率。如果天氣預(yù)報(bào)說，您生活的區(qū)域今天的降雨概率是10%，您會(huì)帶傘出門嗎？很多人會(huì)認(rèn)為降雨概率才10%，也就是說不會(huì)下雨呀。但是，一旦真的下雨了，您就會(huì)抱怨天氣預(yù)報(bào)不準(zhǔn)確。如果是這樣，您就沒有理性地對(duì)待天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)結(jié)果。同樣，10%這一概率確實(shí)表明地震發(fā)生的概率很低，但是也可能會(huì)發(fā)生地震。例如，1995年兵庫(kù)縣南部地震之前，神戶地區(qū)的大地震發(fā)生概率的預(yù)測(cè)值為10%以下。也就是說，即使預(yù)測(cè)概率很低也并不代表不會(huì)發(fā)生地震。所以，對(duì)于一些小概率事件應(yīng)該特別地注意，尤其是地震。但是，只要天氣預(yù)報(bào)說降雨概率不為0我們就需要帶傘出門嗎？答案是因人而異。也就是說，面對(duì)同樣的預(yù)測(cè)結(jié)果，不同的人會(huì)有不同的應(yīng)對(duì)。這樣的話，地震預(yù)測(cè)還有什么用呢？事實(shí)上，地震預(yù)測(cè)可以用在重大的政府決策上。比如重要的設(shè)施、工廠選址。在對(duì)房屋進(jìn)行抗震加固時(shí)，可以根據(jù)預(yù)測(cè)概率分出先后次序，輕重緩急等等。雖然小概率事件的發(fā)生在所難免，但是從大的時(shí)間軸來(lái)看，地震動(dòng)預(yù)測(cè)圖對(duì)于國(guó)家做出重大決策還是有一定參考價(jià)值的。

天災(zāi)里的“人禍”及應(yīng)對(duì)

雖然地震屬于自然現(xiàn)象，但是它所造成的災(zāi)害卻跟我們有關(guān)。在無(wú)人區(qū)發(fā)生的地震也就談不上災(zāi)害。東日本大震災(zāi)后，很多有責(zé)任感的地震學(xué)者表示，這次震災(zāi)的損失如此慘重，究其原因，有不可否認(rèn)的人為錯(cuò)誤因素在其中。首先是此次地震的規(guī)模超出了地震學(xué)界普遍的預(yù)測(cè)，日語(yǔ)中使用了“想定外”（預(yù)測(cè)外）一詞。2007年版的地震動(dòng)預(yù)測(cè)圖中顯示，未來(lái)30年內(nèi)宮城縣海域發(fā)生M7.5級(jí)地震的概率是99%，福島縣海域發(fā)生M7.4級(jí)地震的概率為7%以下，茨城縣海域發(fā)生M6.8級(jí)地震的概率是90%。雖然這一代海域的地震發(fā)生概率很高，但是并沒有考慮斷層連動(dòng)（相鄰斷層連續(xù)依次斷裂）效應(yīng)造成的特大地震，也就不可能預(yù)想到會(huì)有如此巨大的海嘯發(fā)生。對(duì)海嘯危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)不足，是福島核電站事故發(fā)生的原因之一。當(dāng)然其中還有維護(hù)和管理不到位的問題。不得不說，福島核電站的事故是一個(gè)不可否認(rèn)的“人禍”。

從歷史地震記錄來(lái)看，在南海區(qū)域，大約每隔100年就會(huì)發(fā)生一次特大地震。距上次地震發(fā)生已經(jīng)過去了將近70年。所以，在這一區(qū)域發(fā)生特大地震的可能性非常高。由于吸取了東日本大震災(zāi)的連動(dòng)型地震的教訓(xùn)，新的地震動(dòng)預(yù)測(cè)圖對(duì)這一區(qū)域的地震規(guī)模進(jìn)行了調(diào)整，考慮了東海，東南海和南海地震同時(shí)發(fā)生，即南海海溝型地震發(fā)生的可能性。圖6為2014年與2016年版發(fā)生烈度為Ⅵ弱的地震的概率的對(duì)比圖。從這張對(duì)比圖可以很明顯地看到，南海海溝沿岸地區(qū)的預(yù)測(cè)地震動(dòng)的發(fā)生概率有明顯的提高。

地震動(dòng)預(yù)測(cè)圖對(duì)區(qū)域整體的地震防災(zāi)決策起重要的指導(dǎo)作用。因此，與新的地震動(dòng)預(yù)測(cè)圖的預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)應(yīng)的就是如何在地震高危區(qū)提高防災(zāi)意識(shí)和地域防災(zāi)能力，對(duì)這一區(qū)域的房屋的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，對(duì)不符合抗震要求的房屋進(jìn)行抗震加固并提高這一區(qū)域的學(xué)校設(shè)施的抗震加固的優(yōu)先度。另外，這一地區(qū)的地震損害保險(xiǎn)的基本保險(xiǎn)費(fèi)用也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

圖6 2014年版與2016年版全國(guó)地震動(dòng)預(yù)測(cè)地圖Ⅵ度弱地震概率分布對(duì)比圖

福島核電站事故與避難生活長(zhǎng)期化問題

日本復(fù)興廳2017年3月28日公開的數(shù)據(jù)顯示，避難者人數(shù)由當(dāng)初最高峰的47萬(wàn)人減少至11.9萬(wàn)人。目前，這些避難人員大部分住在巖手、宮城和福島的國(guó)有住宅、應(yīng)急臨時(shí)住宅、民間的租賃房屋，或是借住在親戚朋友家，也有長(zhǎng)期入院治療的人。除了東北三縣以外，還有兩萬(wàn)多人去了關(guān)東地區(qū)（東京附近），也有人去了更遠(yuǎn)的地方，比如九州地區(qū)。災(zāi)害地的主要產(chǎn)業(yè)（漁業(yè)和農(nóng)業(yè)）遭到了核污染導(dǎo)致的毀滅性打擊，是導(dǎo)致很多人外出謀生的主要原因。也由此產(chǎn)生的人口減少和老齡化成為災(zāi)害地復(fù)興的一大難題。

隨著輻射量的減少，福島核電站周圍的避難區(qū)域在逐漸縮小。圖7為2011年4月與2016年4月的核輻射量觀測(cè)值分布圖?？梢钥吹剑砀咻椛淞康募t色區(qū)域已經(jīng)大范圍地減少。圖8為2017年3月10日日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省公布的避難指示區(qū)域。綠色區(qū)表示避難指示即將被解除的區(qū)域；黃色區(qū)的核污染量相對(duì)較高，但是將來(lái)避難指示有可能被解除的區(qū)域；粉色區(qū)域的核污染量非常高，居民回歸故土的日子遙遙無(wú)期。避難指示解除需要滿足以下條件。

①核污染去除作業(yè)已經(jīng)非常充分，推定的年空氣吸收線量率（單位時(shí)間內(nèi)的放射線量，Gy/h）低于20 MSV；

②電，煤氣，上下水，主要交通網(wǎng)，通信，醫(yī)療等日常生活所需設(shè)施以及看護(hù)，郵政等與日常生活相關(guān)的服務(wù)已經(jīng)基本恢復(fù)；

③省市町村政府與當(dāng)?shù)鼐用褚呀?jīng)進(jìn)行了充分的協(xié)商。

達(dá)到以上條件需要政府和當(dāng)?shù)鼐用駛兊墓餐Α?/p>

目前，災(zāi)害地整體的農(nóng)業(yè)用地已經(jīng)恢復(fù)了83%，水產(chǎn)加工業(yè)設(shè)施已經(jīng)恢復(fù)了91%。福島縣對(duì)核輻射量進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，并隨時(shí)更新輻射量的觀測(cè)值。福島縣出產(chǎn)的農(nóng)副產(chǎn)品也會(huì)標(biāo)明產(chǎn)地，輻射量超標(biāo)的產(chǎn)品被禁止流入市場(chǎng)。為了使地方經(jīng)濟(jì)得到恢復(fù)，擴(kuò)大海產(chǎn)品的銷路及振興觀光業(yè)是災(zāi)害地政府主要的努力方向。同時(shí)給企業(yè)用地提供支援，鼓勵(lì)新設(shè)、增設(shè)企業(yè)可緩解就業(yè)機(jī)會(huì)不足和人口減少的問題。此外，在災(zāi)害地建設(shè)商業(yè)街，販賣當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)產(chǎn)與海產(chǎn)品。這不僅是支援地方經(jīng)濟(jì)最直接的手段也是觀光業(yè)的一個(gè)重要組成部分。

圖8 2017年3月10日經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省公布的避難指示區(qū)域（黃色和粉色區(qū)域）

結(jié)語(yǔ)

2020年奧運(yùn)會(huì)將在東京舉行。日本政府計(jì)劃到2020年完成地震災(zāi)區(qū)的全面復(fù)興。同時(shí)，他們也希望將災(zāi)區(qū)的復(fù)興與奧運(yùn)會(huì)結(jié)合起來(lái)，利用奧運(yùn)會(huì)這一大好的機(jī)會(huì)讓全世界人們了解地震災(zāi)區(qū)的現(xiàn)狀，借舉辦奧運(yùn)會(huì)來(lái)促進(jìn)災(zāi)區(qū)的復(fù)興。因此，提出了“復(fù)興奧林匹克”的口號(hào)。

復(fù)興不是一個(gè)面子工程，它關(guān)系到災(zāi)害地的未來(lái)和日本的未來(lái)。一次地震教訓(xùn)不能只停留在地震那一刻，地震防災(zāi)是一個(gè)長(zhǎng)久的課題。日本人常說，地震災(zāi)害總是在你把地震這件事遺忘的時(shí)候到來(lái)。也就是說，地震災(zāi)害多發(fā)于人們對(duì)地震的疏于防范的時(shí)候。對(duì)地震災(zāi)害的思考，是一個(gè)痛定思痛的過程，更是一個(gè)需要警鐘長(zhǎng)鳴的過程。