北京工業(yè)大學(xué)建工學(xué)院 章慧蓉

日本的地震預(yù)測(cè)和防災(zāi)減災(zāi)科普工作概覽

Overview of earthquake prediction exploration and popularization of science of earthquake disaster reduction in Japan

北京工業(yè)大學(xué)建工學(xué)院 章慧蓉

日本的地震背景概述

日本是一個(gè)災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家，主要天災(zāi)是地震及地震引起的其它災(zāi)害，日本列島按照地質(zhì)構(gòu)造可分為西南日本與東北日本兩大區(qū)域。其界線為本州中部的糸魚(yú)川靜岡構(gòu)造線。日本列島附近是歐亞板塊、菲律賓海板塊、太平洋板塊和北美洲板塊的交界地，同時(shí)日本列島還處在環(huán)太平洋造山帶、火山帶、地震帶之上。故日本為多地震、火山與溫泉的國(guó)家。日本最高的山峰─海拔3776米的富士山本身就是一座活火山。自公元648年以來(lái)，日本記錄死亡千人以上的災(zāi)害地震為37次；死亡人過(guò)萬(wàn)的至少有11次。按照國(guó)土單位面積計(jì)算地震災(zāi)害程度，日本是我國(guó)或美國(guó)的10倍以至百倍，是英國(guó)或法國(guó)的上千倍。日本有震感的地震每年發(fā)生1000至3000次。生活在列島土地上的扶桑人（古時(shí)尊稱日本為“扶桑”）常年生活在不時(shí)動(dòng)蕩的土地上。人們幻想有朝一日能象天氣預(yù)報(bào)那樣實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)，那樣就可以高枕無(wú)憂了。

公元1896年6月15日，三陸近海的地震災(zāi)難（M7.6級(jí)地震和海嘯，死亡2.8萬(wàn)人），再一次促使日本重視地震預(yù)測(cè)，從1900年左右就開(kāi)始了旨在預(yù)報(bào)地震并謀求減輕地震災(zāi)害的研究。日本地震預(yù)測(cè)的研究重點(diǎn)放在首都東京地區(qū)，設(shè)置各種監(jiān)測(cè)手段，觀測(cè)點(diǎn)位至今已有上千個(gè)。從1964年開(kāi)始施行“第一個(gè)地震預(yù)測(cè)5年計(jì)劃”。1995年1月17日“阪神地震”（傷、亡43 329人，損失10萬(wàn)億日元，折合美元達(dá)1000億）對(duì)于日本“地震預(yù)測(cè)的觀念和體制”是一次沉重打擊。事后，日本一方面依然堅(jiān)持認(rèn)為“首都東京地區(qū)的地震預(yù)測(cè)定能實(shí)現(xiàn)”，同時(shí)采取措施進(jìn)一步加強(qiáng)“地震工程抗震建筑研究”的投入；從1999年開(kāi)始執(zhí)行“地震觀測(cè)研究5年計(jì)劃”等一系列有效措施，使得日本的地震學(xué)不斷地向著深度和廣度發(fā)展。這種隨時(shí)根據(jù)形勢(shì)的需要，改變和完善地震學(xué)的研究策略和措施，體現(xiàn)了科學(xué)家實(shí)事求是的精神。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，日本地震死亡率逐年下降，進(jìn)入21世紀(jì)已經(jīng)達(dá)到“地震零死亡”的效果與境界。

日本的地震預(yù)測(cè)和防災(zāi)減災(zāi)科普啟示

近百年來(lái)，日本一直把實(shí)現(xiàn)地震預(yù)測(cè)作為防震減災(zāi)的主要目標(biāo)，在經(jīng)受了長(zhǎng)期的地震災(zāi)害后，總結(jié)了一套“日本的宏觀地震前兆歌訣”，該歌謠集日本人民預(yù)防地震經(jīng)驗(yàn)的大成，由地震預(yù)知聯(lián)絡(luò)會(huì)會(huì)長(zhǎng)龜井羲次先生編寫(xiě)。

日本在地震知識(shí)的普及和防災(zāi)減災(zāi)工作上也有許多值得我們借鑒的做法。圖1是我們?nèi)粘Ｊ褂玫拇驽X(qián)罐，這是東京大學(xué)地震研究機(jī)構(gòu)普及地震知識(shí)的一個(gè)小創(chuàng)意—折紙的存錢(qián)罐，平面的地圖在折疊后成了立體的地球，世界的震源分布清晰的展現(xiàn)在我們眼前。

日本人在家庭以及公共場(chǎng)所都會(huì)準(zhǔn)備地震急救包，以備不時(shí)之需。也正因?yàn)槿绱?，有效地減少了人員的傷亡。急救包在日本的超市里很常見(jiàn)，里面一般配有手電、飲水壺、創(chuàng)可貼、繃帶、體溫計(jì)、簡(jiǎn)易血壓計(jì)、止痛藥等一些常備藥品。此外還有剪刀、哨子和一些小工具，以及一個(gè)介紹地震、火災(zāi)發(fā)生時(shí)應(yīng)當(dāng)如何自救的小冊(cè)子。日本人的地震急救包內(nèi)包括飲用水、壓縮餅干，還有手

紙。此外，在日本的各個(gè)住宅小區(qū)入口，一般都會(huì)標(biāo)明離該地最近的避難場(chǎng)所。而道路上一些避難指示路牌也成了司空見(jiàn)慣的風(fēng)景。日本公寓都配備急救箱，里面有緊急照明用的手電，一條很粗的避難用繩梯，還有一張標(biāo)明了整個(gè)公寓緊急出口的疏散圖。

圖1 地震震源分布存錢(qián)罐

圖2 日本地震急救包

對(duì)于防災(zāi)減災(zāi)，日本許多專業(yè)機(jī)構(gòu)自發(fā)的設(shè)計(jì)了很多便于市民體驗(yàn)的抗震體驗(yàn)，圖3為日本免振構(gòu)造協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)的免振體驗(yàn)（我們國(guó)家稱之為“減震”或“隔震”），登上臺(tái)階是一個(gè)小型振動(dòng)臺(tái)，在臺(tái)上有簡(jiǎn)單的家具布置，包括桌椅等，通過(guò)開(kāi)啟按鈕可以體驗(yàn)在不同的震級(jí)下桌椅的晃動(dòng)，如果選擇了免振體驗(yàn)則能真實(shí)體會(huì)到振動(dòng)大大減弱。帶來(lái)這種明顯變化的是在振動(dòng)臺(tái)下設(shè)置了免振裝置，其機(jī)理如圖4所示，也就是在建筑物底部安裝橡膠彈性墊或摩擦滑動(dòng)承重座等抗震緩沖裝置，將地震橫波的振動(dòng)通過(guò)機(jī)械原理分散，減輕對(duì)建筑物的破壞，這

和東方人用竹木建房子，木結(jié)構(gòu)用隼錨的柔性連接抗震是一個(gè)原理?！笆澜缱詈玫母粽鸺夹g(shù)，可使建筑物安全性最多可提高十幾倍，震感減少90%以上?！敝恍柙黾?%～10%左右的建筑造價(jià)，就可提高建筑物的安全性到4～6倍。

圖3 減振體驗(yàn)抗震臺(tái)

圖4 減振機(jī)理示意圖

目前日本有4000～5000棟樓房采用了隔震、減震技術(shù)，最高可應(yīng)用在50層的高樓上。日本近年來(lái)新建的、60米以上的房屋基本都采用了隔震、減震技術(shù)。

如果說(shuō)這套裝置主要是讓市民通過(guò)親身體驗(yàn)和了解減振機(jī)理和效果的模型，那么稍加改造就可以成為一個(gè)很好的災(zāi)害體驗(yàn)?zāi)Ｐ?。例如在振?dòng)臺(tái)上也可以放上更多的家具類型，包括書(shū)架和書(shū)，在桌子上放上塑料杯，市民入座體驗(yàn)的位置和附近要鋪設(shè)地毯等，可以通過(guò)按鈕選擇不同的振動(dòng)強(qiáng)弱模擬不同的震級(jí)，讓市民切身體會(huì)到在當(dāng)震級(jí)達(dá)到多少時(shí)桌椅會(huì)晃動(dòng)；達(dá)到多少時(shí)，書(shū)架上的書(shū)和桌子上的被子會(huì)掉落；達(dá)到多少時(shí)，人會(huì)從座位上跌倒；達(dá)到多少時(shí)，站立和行走出現(xiàn)困難等等。

日本最早的災(zāi)后重建規(guī)劃是關(guān)東大地震復(fù)興計(jì)劃。1923年9月大地震時(shí)，東京市區(qū)共有公園28處，這些公園和廣場(chǎng)、河邊空地成為地震時(shí)的避難地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，地震發(fā)生時(shí)的兩天之內(nèi)，在公園、廣場(chǎng)等開(kāi)敞空間避難的人達(dá)到157萬(wàn)人，占市區(qū)人口的一半以上。另外，從地震后火災(zāi)蔓延的情況看，上野公園、小石川植物園、湯島切大街、富士見(jiàn)町公園、不忍池等公園、廣場(chǎng)和河川等開(kāi)放空間有效地阻隔了火勢(shì)的蔓延，公園綠地的防災(zāi)效果開(kāi)始引起人們的重視。

大地震后日本設(shè)置了首都復(fù)興院（本名為帝都復(fù)興院），全權(quán)負(fù)責(zé)災(zāi)后的重建工作。同年末，首都復(fù)興院理事會(huì)提出了災(zāi)后重建規(guī)劃方案。該方案主要內(nèi)容為：在受災(zāi)區(qū)擴(kuò)建和新建都市公園8處（分別為后樂(lè)公園、淺草公園、江東公園、御藏橫網(wǎng)公園、洲崎公園、清住公園、隅田公園、御茶水公園，總面積237公頃），近鄰公園15處（59公頃），兒童公園80處（33公頃）；通過(guò)大街（51～73米寬）和干線大街（33～43米寬）的道路將公園連接起來(lái)；受災(zāi)區(qū)公園規(guī)劃面積為330公頃，人均目標(biāo)為1.8平方米。各類公園和公園間的聯(lián)絡(luò)道路的規(guī)劃設(shè)計(jì)要能夠滿足市民平時(shí)體育和休閑活動(dòng)的需要，又可以滿足非常時(shí)刻安全和避難的要求，適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大受災(zāi)區(qū)域的小學(xué)校用地面積，在學(xué)校用地內(nèi)和其他公有地范圍內(nèi)盡可能地建設(shè)公園。

2008年五月，汶川大地震。日本國(guó)際救援隊(duì)是最早到達(dá)災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的一支國(guó)際救援隊(duì)，也是中國(guó)接受的第一支來(lái)自國(guó)外的救援隊(duì)伍。日本國(guó)際救援隊(duì)在一對(duì)罹難母女遺體前肅立默哀的照片，曾經(jīng)感動(dòng)了許多中國(guó)民眾。日本國(guó)際救援隊(duì)小泉崇隊(duì)長(zhǎng)對(duì)中國(guó)突發(fā)的救災(zāi)工作曾經(jīng)表示，在這樣大的突發(fā)災(zāi)難面前，如果說(shuō)有需要改進(jìn)與加強(qiáng)的地方，我認(rèn)為，信息的溝通是十分重要的。如果我們和當(dāng)?shù)馗鞣矫嬷g的信息能及時(shí)、準(zhǔn)確地溝通，搶救成果會(huì)更加顯著。做到這一點(diǎn)不應(yīng)該是很困難的事情，但需要在當(dāng)時(shí)就做好各方面的應(yīng)急準(zhǔn)備。從圖5中可以看出，面對(duì)災(zāi)害來(lái)臨，日本非常注重通訊和信息交流，既有傳遞給大眾的信息，也很注重對(duì)與殘疾人的信息溝通手段，以上這些都值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。

圖5 災(zāi)害來(lái)臨時(shí)的信息交流

（本文系第二屆“城市與減災(zāi)”杯防災(zāi)減災(zāi)作品大賽參賽作品）