這是戰(zhàn)后65年來日本面臨的最大一場危機,日本領先世界的抗震建筑、地震和海嘯預警體系以及法制化的災難救援機制全面接受了考驗;與此同時,日本政府和核電站運營方在應對核泄露事故中的教訓和經(jīng)驗,更足為中國殷鑒
南三陸町重新恢復了平靜,這座位于日本東北部宮城縣的海濱小鎮(zhèn)只剩下一片充斥著瓦礫的沼澤地。
海邊,一塊石碑突兀倒伏,那是紀念1960年智利大地震引發(fā)海嘯而豎立的。那一年,海嘯經(jīng)過十多個小時長途跋涉、橫跨太平洋抵達日本,造成當?shù)?20人死亡。如今,這塊倒下的石碑成為一場更慘烈災難的見證——在“3·11”日本大地震引發(fā)的海嘯中,南三陸町是災難中心,數(shù)千生命瞬間被巨浪吞沒。
在科普著作《最初三分鐘》的結尾處,作者斯蒂芬·溫伯格如此形容他在飛機上俯瞰地球的感覺:“大地看起來柔軟而舒適,很難理解這只不過是一個充滿敵意的宇宙中的一小部分,更無法想象……(宇宙及地球)面臨著無限冰冷的,或者是熾熱難耐的末日?!?br/> 打開谷歌地球,鼠標拖動,日本東北部清晰浮現(xiàn),這片曾經(jīng)美麗的土地為溫伯格的這段話做了注腳。在剛剛過去的兩周,這里經(jīng)歷了驚心動魄的一分半鐘巨震、“充滿敵意”的海嘯、“冰冷”的暴風雪以及“熾熱”的核輻射。
一次復合式巨災呈現(xiàn)于日本,它是全人類共同面臨的新難題。
“最初一百秒”
地震信息在10秒內遍布全日本后,首列破壞性地震波尚未抵達距離震中最近的宮城縣東部海岸
3月11日,日本電話電報公司(NTT)商務網(wǎng)絡事業(yè)部的開發(fā)部長沼尻貴史正在東京秋葉原參加一個例行會議。當?shù)貢r間14時46分45秒,會議室里的平靜氣氛突然被打破:多名與會者的手機幾乎在同一時間響起,是短信鈴聲。
短信來自日本氣象廳:“東海地震,7.9級……”
沼尻貴史所在的NTT正是負責將氣象廳發(fā)出的地震信息在第一時間發(fā)送給用戶的機構,整個發(fā)送過程由系統(tǒng)瞬間自動完成——在沼尻貴史收到短信的同時,這一信息已經(jīng)傳遞給個人、企業(yè)和各種社會組織(學校、醫(yī)院等特殊機構則有專人通過廣播傳送信息)。
日本氣象廳在全境設有2000余處地震監(jiān)測點,并且全部聯(lián)網(wǎng),且能同時分析并處理數(shù)據(jù)。一旦某個監(jiān)測點監(jiān)測到地震發(fā)生,會自動分析數(shù)據(jù)并向整個網(wǎng)絡發(fā)出地震警報。
這次檢測到地震波的準確時間是14時46分40秒,5秒鐘后,警報已經(jīng)傳送到遍布全日本的信息終端,此時首列破壞性地震波尚未抵達距震中最近的宮城縣東部海岸。
氣象廳直接將地震信息發(fā)送至各個核電站、鐵路等國家級設施的傳感器——地震發(fā)生后10秒之內,日本東部所有運行中的火車、地鐵、電梯、扶梯等自動設備全部進入停止狀態(tài),以防地震波造成火車脫軌等事故;鋼鐵、焦化等工廠,生產設備也在10秒內停止,以防火災發(fā)生。
“學校廣播警報10秒后,我們研究室所在的12樓劇烈震動?!睂m城縣仙臺市東北大學建筑系學生劉述照回憶說,他們當時并未驚慌,樓梯間里燈火通明,沒有停電——供電系統(tǒng)停止作業(yè)后,備用電源啟動。
正是得益于日本全國上下每年的地震演習,包括劉述照在內的大多數(shù)人保持了鎮(zhèn)定。在日本,為了預防地震傷害,辦公室里每人都有安全帽,帽子上貼著標有每個人姓名和血型的小紙條,以便能在地震發(fā)生第一時間戴上大小合適的帽子;出現(xiàn)受傷狀況,也可快速實施輸血救治。
當天下午的災難,源于南三陸町海岸向東偏南約100公里、海底24公里深處,太平洋板塊向歐亞大陸板塊俯沖而去,兩個巨大的板塊由此相撞、擠壓、斷裂。板塊交界處,壓力不斷積蓄,歐亞大陸板塊最前端終于不堪重壓,發(fā)生斷裂而向上翹曲,地震發(fā)生。
斷裂時間:東京時間3月11日14時46分;地點:東經(jīng)142.369度,北緯38.322度。兩天后,地震強度被修正為9.0級。
斷裂并非只發(fā)生在一點,而是一個勢如破竹的過程。從宮城縣東部到東京東部,約500公里長、200公里寬的海底巖石急劇破裂,相當于3萬個廣島原子彈爆炸能量,在100秒時間內集中釋放。
板塊的斷裂,攪動了深達1000米的海水,海嘯產生——與颶風等因素引起的滔天巨浪不同,颶風引發(fā)的波動只存在于大海表面,海洋深處卻是平靜的;海嘯則是整個1000米深的海水同時劇烈運動,大海表面幾乎看不到波動,海面之下,卻如神話中金箍棒攪動海底龍宮一樣,產生巨大能量,且以10公里巨幅波長迅速傳播。
100秒的破裂過程結束時,第一波破壞性地震波也抵達東京;而此時,沼尻貴史和他周圍的同事們已經(jīng)擁有足以逃生的一分半鐘——這使他們能夠從四五層甚至更高的樓層從容走到地面,或者讓高層大樓里的人們躲到樓內相對安全區(qū)域。
建筑“不死鳥”
擁有百萬人口的仙臺市在這次地震中沒有一幢樓房倒塌
仙臺市一位地方官員上村哲也告訴《財經(jīng)》記者,得益于嚴格的房屋建設標準,擁有百萬人口的仙臺市市區(qū)在這次地震中沒有一幢樓房倒塌——仙臺距離震中僅100余公里,烈度(反映地震破壞
5d912ba128b7b4c12852829625e808c3064539b0f230732a8ada97f9f1929cdc力的參數(shù))達到了7度-8度,這相當于2008年汶川大地震時綿陽地區(qū)遭受的沖擊。
東北大學建筑系學生劉述照也說,地震之后,他看到的所有房子甚至都沒有碎玻璃?!敦斀?jīng)》記者在一個古舊的寺院的屋頂上發(fā)現(xiàn)一塊殘缺,這是在當?shù)夭稍L中唯一見到的建筑破損。
日本一直以來承受著頻繁的地震災害,建筑標準也隨之水漲船高。1923年關東大地震中,磚結構房屋大量倒塌,此后,政府執(zhí)行嚴格的建房標準,在全國范圍內要求以輕型墻面材料輔助的鋼筋混凝土結構代替磚結構建筑。
1974年,日本從歐美引進了“木造框架組合墻壁構造法”建筑技術。1982年修訂的《建筑基準法》以法律形式支持這種施工方法,新方法進一步增強了住房抗震能力。
但這依然不夠。1995年阪神7.2級大地震,共造成日本6434人死亡,約65萬座建筑物受損。阪神地震之后,重災區(qū)兵庫縣開始了長達十年之久的重建工程“不死鳥計劃”,將提高房屋耐震性能和加強國民防災意識作為重中之重。次年,日本政府連續(xù)修改《建筑基準法》,把各類建筑的抗震基準繼續(xù)提高,所有建筑至少要抵抗地震7度烈度,商務樓則需抵抗地震8度烈度、使用期限超過100年。
同時,對1982年以前修建的房屋建筑,日本政府提出了一套完整的質量評估體系及加固措施。
“這次地震中,最近30年建造的房子,據(jù)我了解是沒有倒的,凡房屋損壞都是由海嘯引起?!睂m城縣經(jīng)濟商工觀光部高橋倫太郎告訴《財經(jīng)》記者,如果民眾建造房屋因防震而增加成本,政府還會有相應補助,這樣,就不太可能存在“偷工減料”的問題。
在日本居住達17年的華人土木工程專家劉春山,總結了日本與中國在建筑抗震方面的不同之處:
抗震標準不同。對房屋建筑,中國以可抗烈度為評估標準,日本則通過模擬兩種地震(發(fā)生在陸地和海里的地震)的地震波評估房屋的抗震情況。對土木工程,中國主要進行靜態(tài)分析,日本是靜態(tài)分析加動態(tài)分析。
房屋結構不同。日本的房屋多為四方狀,受力分析簡單,利于抗震。阪神地震后,加大了對配筋的要求,增加了箍筋的數(shù)量,使鋼筋混凝土的柔韌性增強,更不易在地震中產生脆性破壞。中國的房屋常常造型復雜,如果結構設計不合理,地震中較易產生扭曲、坍塌。
施工不同。中日最大的區(qū)別在施工,日本對施工要求極高。在日本,一棟中型房屋的施工周期至少一年,一座橋梁至少兩年,比中國大多數(shù)同類建筑施工速度慢。
碩大無朋的“刷子”
盡管海嘯警報及時,但留給接近震中地區(qū)沿海居民的逃難時間依然不夠
地震發(fā)生時,南三陸町的英語教師森次佐己正在給學生上課,刺耳的海嘯警報聲突然響起。
聽到警報后,大批市民開始往山坡上跑,幾分鐘內,伴隨著巨大咆哮聲,遠處的大海陡然升高,滔天巨浪如同一把碩大無朋的刷子,從岸邊開始,沿著整個鎮(zhèn)“刷”了過來。奔跑中的人們,瞬間被吞沒了。
森次佐己的學校建在山上,幸免于難的師生親眼見證了這驚心動魄的一幕。約20分鐘后,“刷子”退回去,這座海濱小鎮(zhèn)已經(jīng)化為廢墟,鎮(zhèn)上95%的建筑被毀滅。
這次海嘯的預警信號是在地震后三分鐘發(fā)出的。日本氣象廳向沿海37個市、町、村發(fā)出海嘯信號,其中包括抵達時間與可能浪高。此時,距第一波海嘯登陸最近海岸還有約7分鐘。
日本在深海地震易發(fā)帶布設了感應器,地震一旦發(fā)生,這些感應器能實時計算是否可能產生海嘯、海嘯何時會到達何處,隨著接收到后續(xù)地震波,感應器繼續(xù)計算和修正數(shù)字,這些數(shù)字以電磁波形式迅速傳到日本本土的海嘯預警中心及太平洋海嘯警報中心。兩個中心的儀器同步工作,幾分鐘內即可作出準確判斷,然后將預警信息傳至沿海各地,此次計算時間為3分鐘。
“依靠預警機制,沿海村莊中很多人得以幸存?!迸_灣地球物理學教授馬國鳳說。但南三陸町距離震中實在太近,只有100公里,海嘯則以每小時600公里左右的速度傳播,且深入內地達數(shù)公里,因此盡管警報及時,沿海居民逃生時間也不超過10分鐘。
大到不能擋
海嘯強度之大超出了設計者的預料,在宮城、福島等震中附近沿岸,堤壩可以說全線失守
在日本,預防海嘯傷害采取雙重措施。預警之外,海岸沿線有防波堤。
巖手縣宮古市田老地區(qū)有全日本最大規(guī)模的海嘯防波堤,被稱為“日本第一防波堤”。但在這次海嘯中,該堤也被“擊穿”。“海嘯比堤壩差不多高了一倍!”住在防波堤附近的目擊者、漁民小林義一對媒體表示。當天,本想到防波堤避難的他,看到海嘯如山崩般洶涌而來,趕緊逃到山上才躲過一劫。
“如果沒有這道防波堤,后果更是不堪設想?!敝袊鴩液Q箢A報中心副主任于福江說,這次海嘯墻高度漫過了堤防,但堤防仍有效減緩了海嘯推進速度。
宮城縣經(jīng)濟商工觀光部國際交流員趙宏宇認為,仙臺也受到了防波堤的保護。仙臺市區(qū)距離海岸將近20公里,海嘯一直沖到距離市區(qū)七八公里的地方,“海嘯不斷往上沖,大海嘯一共來了三次,如果沒有防波堤,這次仙臺也可能會受到?jīng)_擊。”
“防波堤以前是我們的定心丸,”小林說,“因為有防波堤,我們不用逃?!比欢?,這種想法讓很多人失去了生命。
約有4400人居住的田老地區(qū)是海嘯多發(fā)地。當?shù)鼐用裨芯坑懻撨w移至高處還是建防波堤,但村民故土難舍,又沒有合適的遷移地,最終決定建設防波堤。工程斷斷續(xù)續(xù)進行了近半個世紀,終于在1978年完工。這一段防波堤與其他地方不同,有靠海和靠陸兩重構造,猶如城墻。據(jù)巖手縣公布,雙重防波堤為世界獨有,其總長度也是日本最長。1960年的智利大地震海嘯中,盡管防護堤尚未完工,卻已顯示出作用,當時三陸海岸的其他地方都有死亡,唯田老地區(qū)無一死者。
但此次海嘯之強,遠超設計者的預測。在宮城、福島等震中一帶沿岸,堤壩全線失守。
趙宏宇說,“海邊都有堤壩和水門(相當于堤壩的泄洪閘口),但這次海嘯浪高超過10米,越過了水門。”
海嘯成為這次地震中最大的破壞因素。目前已發(fā)現(xiàn)的數(shù)千遇難者,多死于海嘯,且老人居多,其因行動遲緩而難以逃脫波浪追逐。
物資短缺背后
日本以法律形式來規(guī)范災難中各機構的救援行動,但現(xiàn)實情況的復雜超越了法律條文規(guī)范
訓練有素的日本,上下啟動救援行動,幾乎與海嘯同時。
與中國地震后迅速成立總指揮部、由中央統(tǒng)一指揮救援工作不同,日本以法律條文規(guī)定災難發(fā)生后各部門該如何行動。對于日本東部、東北部海域可能發(fā)生的地震,還專門有《東海地震對策大綱》(下稱《大綱》)作為地震后各級部門行動的法律文件。
按照《大綱》,地震發(fā)生后,政府部門應迅速成立災害指揮本部,確立一個指揮有效的體制,且要完善地方的災害信息共享和聯(lián)絡體制。
在救助、醫(yī)療和消防方面,《大綱》規(guī)定,“救助部隊要在災害發(fā)生后瞬間開始根據(jù)計劃實施派遣”,需事先計劃每個區(qū)域的派遣內容、必要數(shù)量,使各級部門在沒有掌握受災情況的階段即開始迅速進行救援。
震后第7分鐘,仙臺市119消防中心接到了第一個求救電話。消防隊5分鐘后趕到受災現(xiàn)場——消防隊與自衛(wèi)隊是地震救援的主力。
15時14分,震后不到半小時,最高緊急災害對策本部成立,首相菅直人直接領導。15時27分,菅直人發(fā)出命令:自衛(wèi)隊要最大限度進行救援活動。15時30分,日本防衛(wèi)省發(fā)出“平成23年東北太平洋大地震自衛(wèi)隊派遣行動命令”,自衛(wèi)隊根據(jù)派遣訓令實施大規(guī)模震災災害派遣,參與救援的陸??詹筷牱謩e被稱為“陸災部隊”“海災部隊”和“空災部隊”,合稱“災統(tǒng)合任務部隊”,由東北方面總監(jiān)(部隊最高長官)統(tǒng)一指揮。
當晚21時05分,政府調查團到達重災區(qū)宮城縣。如同汶川大地震救援行動一樣,首先要解決的是交通和通訊問題。道路修復工作由國土交通?。ㄘ撠焽溃|日本高速公路股份有限公司(負責高速公路)分別完成。被困于路上的車輛和乘客,則由自衛(wèi)隊、消防隊和警察局負責救援。
通訊相關部門則利用飛機和人造衛(wèi)星,收集建筑物倒塌、火災、交通擁堵等災情信息,構建能夠覆蓋東海區(qū)域的光纖組成的高度防災信息網(wǎng)絡,并盡量迅速宣傳這些信息以使民眾知情。
《大綱》對食物和飲用水及生活必需品的供應、避難所的建立、水電煤氣恢復的應急對策、衛(wèi)生防疫、二次災害的防止、志愿者以及海外救援的接受等方面分別有明確、詳細的規(guī)定,并體貼地提及如何救助處于信息弱勢的外國人,并對于老年人等需要保護者的對策做了特殊補充。
但現(xiàn)實情況的復雜,遠遠超過了法律條文的規(guī)范。
此次災害規(guī)模巨大,災民眾多,一些避難場所也是臨時成立的,救災所需物資超出了地方原有應急儲備,如福島儲備物資只有一小部分,災害發(fā)生后主要依靠購買和無償捐助。
不幸的是,大地震致使東北地區(qū)的太平洋沿海到東京周邊的多條道路和鐵路出現(xiàn)斷裂,國土交通省不得不緊急通過東北的內陸方面和日本海側向受災地輸送物資。
而海嘯同時破壞了許多港口,海上運輸也遭遇很大困難。福島縣災害對策本部信息收集科負責人大波健也接受《財經(jīng)》記者采訪時說,日本是一個高度依賴海運進口的國家,一旦港口停運,短時間內就會造成物資短缺。
福島縣災害對策本部一位工作人員對《財經(jīng)》記者說,造成救援物資不足的原因很多,燃油不足、電力不足導致 交通受損之外,還包括信息不能準確及時發(fā)布。與汶川地震時遭遇問題類似,即使籌集到很多物資,哪里需要什么、需要多少,由于沒有及時準確的信息,無法發(fā)放下去。
美國、澳大利亞等國在第一時間提出救援,但日本政府既不立即接受,也不拒絕,菅直人政府的曖昧態(tài)度遭致日本媒體的詬病。“沒有人知道菅直人在想什么,盡管其他人都在很努力地解決問題?!睍r事通訊社記者城山英巳說。
中國社科院亞太研究所經(jīng)濟研究室副研究員樸光姬分析,此次災區(qū)經(jīng)濟在日本整體經(jīng)濟比重中所占比例不大,且只有幾十萬受災人口,而日本是世界第三大經(jīng)濟體,政府可能因此并沒有積極尋求國際援助。
至19日,東北地區(qū)的避難人數(shù)已經(jīng)達到34萬,主要缺乏物資是水、食物、藥品和燃料。
核電站為何三重失守
超出預見且不可抗拒的海嘯破壞了備用柴油發(fā)電機組,沖入地下室的海水則加重了外接移動發(fā)電機的難度
與海嘯瞬間奪去成千上萬生命相對比,核電站遭到破壞帶來的危機成了一個對日本政府和民眾持久的考驗。
地震當天,福島第一核電站1號、2號和3號機組正在運轉,4號、5號和6號機組則處于停機做定期檢查中。接到地震預警信號后,三個正在運轉的反應堆自動插入中止鏈式反應的控制棒,反應堆關機,核電站發(fā)電功能暫停。
與福島第一核電站同時自動停止工作的,還有東北部6座核電站17個反應堆——也就是說,這些核電站設施經(jīng)受住了地震的考驗。
但接踵而至的海嘯使形勢急轉直下。
由于關機后的反應堆還會產生大量被稱為“衰變熱”的余熱(大約相當于反應堆正常運轉時產生的3% 的熱量),這些余熱必須借助于冷卻系統(tǒng)散發(fā),否則會造成反應堆核心部位(堆芯)因溫度過高而遭到破壞,進而可能導致核輻射物沖破燃料棒包殼、壓力容器(又稱“壓力倉”)和鋼筋混凝土防護罩(又稱安全殼)三層保護體,繼而引發(fā)核泄漏。
正常情況下,電站利用外部電源驅動冷卻和控制系統(tǒng)。但是,地震破壞了電網(wǎng),外部電源斷電。
此時核電站啟用第二道防護,即開動緊急柴油發(fā)電機組,以繼續(xù)冷卻堆心。然而半個多小時后,海嘯襲來。
按照福島第一核電站1970年的設計,其防海嘯能力為5.7米。但這次,福島地區(qū)的海嘯遠超其防范能力。日本原子力安全·保安院發(fā)布的數(shù)字顯示,福島第一核電站附近發(fā)生的海嘯,很可能一度達到了14