日本防震手册大起底

日本防震手册大起底

周宇：日本防震手册大起底

发布时

间:2013-04-21 08:42 作者:周宇点击:1037次

[内容摘要]：作为世界上遭受地震袭击最多的国家之一，日本对地震的研究、预防一直在进行中。1995年神户大地震的冲撞使日本政府加速建构秘籍的地震等灾害防备系统。数千个探测器遍布日本全国以及周边海域，卫星、直升机等各种先进手段用于防灾系统，民众则不断受到防灾训练。经过多年的苦心经营，日本终于形成系统的灾害预防－事前对策、灾害应急对策、灾害复旧－复兴对策体系。其被认为是世界上防灾、抗灾体系最完备的国家。

1995年1月17日，一个寒冷的夜里。日本时间凌晨5：46，小学一年级的村松文也在睡梦中被地震惊醒，所有的家具、电器都在飞舞。村松文也的父亲用身体保护幼小的他，自己却流血受伤。

这一天发生的阪神-淡路大地震(下称神户大地震)，导致

6398人死亡，近4万人受伤，超过10万栋住宅被毁。村松文也家所在的大阪市也是重灾区之一。家里的三层住宅虽然没有倒塌，但屋内的家具、家电被全部毁坏。好在坚固的学校未受损害。作为地震时的避难所，父母带着孩子们在这里度过地震后最初的日子。

作为世界上遭受地震袭击最多的国家之一，日本对地震的研究、预防一直在进行中。但神户大地震的惨痛教训成为日本加速建构密集的地震等灾害防备系统的转折点。

神户大地震之后，震中兵库县实施“不死鸟”计划，日本政府则提出“零死亡”计划。数千个探测器遍布日本全国以及周边海域，卫星、直升机等各种先进手段用于防灾系统，民众则不断受到防灾训练。经过此后16年的苦心经营，日本终于形成系统的灾害预防-事前对策、灾害应急对策、灾害复旧-复兴对策体系。日本被认为是世界上防灾、抗灾体系最完备的国家。

今年3月11日，日本遭遇人类观测史上最高级别的9

级地震，以及随后千年一遇大海啸的轮番袭击。

灾难来临，日本苦心经营的防灾系统发挥了巨大作用：

灾前预报、紧急应对、灾后救援、恢复依次运转。9级地震本身也未能重创日本。尽管随后的大海啸令日本损失惨重，但日本防灾系统的能量，显然不可小觑。

10秒钟的提前预警

如果不是大海啸造成出人意料的破坏，此次日本大地震和海啸将是日本灾害预警系统的一次辉煌战绩。强震发生在当地时间3月11日14时46分(北京时间13时46分)。此前约一分钟，气象厅发出了地震警报。日本公共电视台NHK 早期地震警报发出的响亮警报声打断了所有正在播出的电视节目，市民们的手机也同时接到了地震警报。

同一时间，主要海啸观测点已经观测到海啸迹象。14：45，釜石观测到的海啸第一波为0.1米，15：21分观察到的最高波为4.2米。其他观测点观察到的海啸更加微弱。15：33，日本气象厅对不同地区分别发出了海啸警报(大海啸)、海啸警报和海啸注意报。从警报分布图可见，警报区域覆盖了整个日本列岛东侧、北侧、南侧全部海岸线、岛屿、内海沿线，以及部分西侧沿海地区。

根据气象厅的观测，警报发出17分钟后的3点50分，

福岛县相马海啸达到7.3米。警报发出22分钟后的15时55分左右，仙台港出现10米高海啸。由于海啸始终处在日本气象厅的严密监控之下，警报发出的时间并不算晚。17-22分钟的间隔也足够沿海民众撤离。从当地民众拍摄的视频可见，众多民众已经撤退到了高处，等待海啸的到来。但仍然有居民没有躲避，留在了家中。

遗憾的是，海啸的高度远远超过了沿海居民的想象：许多居民已经躲到了二楼或是三楼。本以为已经安全，却没料到高达10米的海啸完全毁灭了城镇。

过于巨大的海啸瞬间破坏了气象厅的观测设备，使得气象厅的观测数据缺失或是低于实际海啸高度，也成为灾难的原因之一。

能够预测地震等大规模灾害，一直是日本的梦想。1978年制定的《大规模地震对策特别措施法》就规定，如果观测系统测得大地震即将发生，首相“将在预测地震日期前两到三天发表《警戒宣言》，以便政府随即启动全面避难救援措施”。从1960年代起，日本还先后实施了8个“地震预报五年计划”。40年心血耗尽，地震预报最终被证明是毫无希望的。近十年来，日本不再奢求提前数天甚至更早预报地震，

而是被迫转向耗资数千万美元的“地震早期预警系统”(EEW)，争取侦测到地震的最初迹象，并赶在地震爆发前向震中附近的城市发出警报，帮助人们获得数秒钟的逃生时间。

虽然仅能争取短短数秒时间，这一2007年4月上线的系统可以让高速行驶的列车提前减速，或是让正在运行的电梯迅速停靠接近的楼层并开门。

目前日本拥有超过1000个配备高灵敏度地震仪的观测点，高密度覆盖整个日本，实现实时数据交换。气象厅负责24小时监测地震和海啸，并根据法律要求，在地震发生后马上把信息传递到警察机构、地方政府、媒体、消防机构、居民家、学校、船舶等处。

预警系统利用两种地震波传播速度的差异来争分夺秒：赶在速度较慢但破坏力更强的P波到来之前，一侦测到速度较快但破坏力较弱的S波就立即发送警报。警报自动在NHK 电视台、广播电台、手机等媒体上立即播报。仙台市青年本田桂一郎告诉本刊记者，他的手机下载了地震预报的客户端。此后数次地震前，手机就会震动、显示警示画面，令其获得至多10秒的准备、逃生时间。

“十秒钟对我们来说很重要。可以打开窗户逃命，可以赶紧关掉煤气，或是与家里不同的人分工干不同的事情。”本田说。

离震中越远的地点，收到警报和强震来到之间的时间差越长。由于此次地震震中离日本本土约500公里，因此以东京为例，警报比强震意外提前了约1分钟。在EEW的基础上，日本又开发了多个配套系统，保证这宝贵的数十秒覆盖全日本，不留死角。

根据日本内阁发布的中央防灾无线网络(Outline of Central Disaster Management Radio Communications System)

示意图，卫星通信系统连接37个灾害管理组织；固定通信系统连接60个灾害管理组织。再通过直升机现场拍摄、无数的发射和接收设施，它们将官邸、防卫省、东京电力、NHK、红十字会、47个都道府県、现场灾害对策本部、车载设备、手机等完全连为一张巨大的网络。

为保证偏远地区也能收到警示信号，日本启动了“全国地震海啸火山灾害瞬间警报系统”(J—ALERT系统)。灾难到来时，该系统能在4-20秒之内通过卫星将警报数据传输至

地方政府防灾中心。防灾中心接受到数据后自动发出警笛，通过广播播报。

完备的防灾官僚体系

支持多年来防震准备的，是日本完备的防灾官僚架构以及成熟的防灾法律体系。这使得各种运作均有章可循。

根据《灾害对策基本法》，日本建立了系统的灾害应对计划体系，拟定了大量灾害应对计划。灾害被分为事故灾害和自然灾害。自然灾害又被分为震灾、风水害、火山灾害、雪灾四大类，分别拟定事前预防对策、应急对策以及灾害后的恢复对策。其职责由国家、地方公共团体和居民三方分别负责策划和实施。整个官僚架构中，防灾决策最高层从上到下依次为内阁府本府、内阁总理大臣、内阁官房长官、特命担当大臣、副大臣、中央防灾会议、政策统括官(防灾担当)，以及防灾担当下辖的审议官、参事官、企划官、防灾通讯官等。其中，参事官又包括总括担当、灾害预防担当、灾害应急对策担当、灾害复旧、复兴担当、地震、火山、大规模水害对策担当等。

中央防灾会议的会长由内阁总理大臣担任，委员包括防

灾担当大臣以及之外的17名内阁僚成员、指定公共机构的4名长官、4名专家。防灾会议下设专门调查委员会和干事会。干事会的会长、顾问、干事等职务由内阁府大臣政务官、内阁危机管理监、消防厅次长等人担任。最高层级中，中央防灾会议负责防灾基本计划的策划和实施，其指定的行政和公共机关负责制定和实施具体的灾害管理计划。

而在地方，则由都、道、府、县的知事、防灾会议，以及指定行政机关、公共机关负责本地防灾计划的策划和实施。再往下，由市、町、村的长官和防灾会议负责。23个指定行政机关、63个指定公共机关，以及每一个居民亦被纳入整个防灾体系之中。与官僚体系相配合的，是日本完备的防灾法律体系。

日本的地震防灾法律、规章体系由灾害预防、灾害紧急对策、防灾设施准备、灾害恢复、财政金融措施等不同种类、数十部法律构成。包括《灾害对策基本法》、《大规模地震对策特别措施法》、《地震财特法》、《地震防灾对策特别措施法》等。

作为基本大法的《灾害对策基本法》对防灾责任、防灾组织、应急对策、金融措施、灾后重建等都有规定。而对于

东南海-南海地震，以及日本海沟-千岛海沟周边海沟型地震等不同类型可能发生的地震，亦有相应的特别措施法。对于其观测体制的强化、防灾设施的设置、海啸发生后顺利避难等提前布置、财政金融方面的照顾，都有规定。此番日本大地震被认定为“特大灾害”，也是根据相关法律、规定进行的。特大灾害的认定依据中央防灾会议制定的《特大灾害认定标准》和《局部地区特大灾害认定标准》进行。

一旦被认定为特大灾害，即可根据相关法条，对公共事业、农、林、中小企业、共同使用小型渔船的建造费、母子和寡妇、教育设施等18大类进行分别的援助。

此外，国家补助地方公共团体进行灾后重建的金额将可能上升，中小企业经营者将得到担保，对其实施特殊的财政补助措施。

严格的建筑规范

神户大地震中，村松文也家三层楼的住宅幸运地没有倒塌，但屋内所有家具、电器几乎全部毁坏。这次地震中倒塌和严重损坏的建筑多达20万栋，近30万灾民无家可归。被砸死和窒息而死的超过4000人，占死亡人数的绝大多数。

不仅如此，倒塌的建筑物阻塞了道路，再加上道路、桥梁的倒塌，严重阻碍了震后救援。此次地震再次令日本政府痛下决心提高建筑物的抗震能力，几乎对每栋建筑进行精确计算。

100年来，日本是世界上对建筑抗震用心最多的国家。1923年关东大地震之后第2年和第4年，日本就有了世界上最早的建筑物抗震规范和桥梁抗震规范。

此后历次地震令日本的抗震研究、设计、规范不断修正：1978年宫城县近海地震令钢筋混凝土结构建筑破坏严重，两年后日本颁布新的建筑抗震设计规范。1981年，日本对《建筑基准法》和《建筑基准法施行令》进行了全面修正。新的设计思路用两个档次地震作用水平对建筑物进行设计和极

限承载力的验算：水平1重现期约为50年，水平2重现期约为500年。

根据《建筑基准法》规定，高层建筑必须能够抵御7级以上地震。工程开工前必须提交的《建筑抗震报告书》内容包括：根据地震的不同强度，计算不同的建筑结构在地震中的受力大小；据此确定建梁柱的位置、承重以及钢筋、混凝土的规格和配比等。

神户大地震显示，新规范实施之后的高层建筑绝大多数经受住了考验，但此前的建筑和老旧房屋破坏严重。这令一些中国专家在汶川大地震后惊呼，“说明以人类上世纪80、90年代的工程技术水平，就可以避免在地震中大量的人员损失。”

新标准获得成功之后，日本继续加强对建筑物防震的研究，并着手加固老的建筑。

通过计算建筑物的强度性能、延性性能、结构调整系数、水平与纵向的不规则程度、时间退化系数等参数，对每栋建筑进行评估。建筑物的每一方向、每个楼层都分别进行评估计算，然后分成建筑物经过大震后“不需维修”、“经过简单维修可以继续使用”、“可能破坏，但经过维修后可以继续使用”、“可能倒塌，必须进行结构加固”、“倒塌可能性非常大，迫切需要进行结构加固”五个等级。需要加固的建筑，会通过加装钢框架、在框架间增设阻尼器、基础部位增设隔震层等方法进行加固。这使得日本到处可见老式建筑加装X、K、Y等不同形状的钢结构。以村松文也的住宅为例，就加装了钢结构进行加固。学校建筑则受到了更加严格的检测和加固。

神户大地震后，日本的公路、铁路、桥梁抗震设计规范也都作了大幅度修订，明确了动力反应分析法和保有耐力法等设计验算方法，增加了隔震设计等内容。根据桥梁等的使用寿命、重要程度，以及在此期间地震发生的概率，明确了不同的抗震标准。此次大地震中，众多桥梁、高速公路在海啸、地震双重袭击下岿然不动的照片，令世人震惊。

学校亦是抗震的重点。神户大地震中，日本有4500多所学校遭到破坏。震后的检测中，对于普通民用建筑，要求IS值(构造抗震指标)≥0.6；而学校建筑要求提高至IS≥0.7。对IS值不达标的学校建筑，小于0.3的通常拆除；0.3-0.7之间的加固至IS≥0.7。

由于耗资过于巨大，地震十多年后，学校加固也未完全完成。中国汶川大地震后，日本再次加速学校加固，大幅度加大财政补贴比例，要求4年内全部完成。而对于其他建筑，日本抗震理念也在不断进化，远远领跑人类抗震前沿：从耐震、制震到免震、隔震，理论上地震几乎可以不对人造成任何伤害。“耐震”的极限只能保证地震时房屋建筑不坏。“制震”则是在房屋内部设置一些能吸收和消耗地震能量的“制震装置”，减少地震对房屋主体结构的破坏。“制震”能保证

房屋更加安全，减少人身、财产损失，但不能杜绝。

“免震”和“隔震”则采用在房屋的双重基础之间设置“橡胶钢板叠合隔震垫”等方法，将地震力与建筑物隔开，理论上可能在大地震发生时房屋内家具不倒、人不受伤，极限可达房屋彻底不震。钢结构、轻质材料、预制装配构件等各种最先进防震手段被广泛运用。监管与规定也不断加强。

2005年11月，千叶县的建筑师姐齿秀次因伪造《抗震强度构造计算书》而被捕。姐齿秀次的设计采用缩小支柱和横梁的尺寸和强度、减少钢筋使用数量等方式减少了约10%的成本，令20多栋建筑仅能承受5级以上地震。这一事件在日本国内引起轩然大波，姐齿秀次获刑5年。此后的2006年10月，日本国土交通省提交了《建筑基准法》、《建筑业法》和《建筑师法》的修正案。弥补了以往法律的缺陷，再次严格了建筑设计标准并加大处罚力度。

近100年的努力，令日本真正变得更加安全。此次日本大地震之后，《纽约时报》报道称，“日本严格的建筑规范挽救了很多人的生命”，认为是全世界做得最好的。如果地震发生在其他人口密集的国家，“或许已经有数万人在地震中遇难。”

图：1995年1月的阪神大地震促使日本加速构建防灾系统。

年复一年的准备

3月11日突如其来的灾难令本田桂一郎的家乡损失惨重，家人被迫躲避到避难所，几个沿海的朋友被海啸卷走。但对于此次地震，本田桂一郎并不陌生：民众早被告知，最近几年有可能会发生大地震。“只是谁也不可能永远保持紧张状态。”

实际上，日本东北地区的宫城县自33年前发生7.4级地震之后，再次发生大地震的机率被确定为99%，震中位置也进行了推算。当地对地震亦早有准备。由于一系列研究证明日本多地均有发生大规模地震的可能，整个日本始终处在年复一年的地震准备之中。

日本政府每年都要发布《防灾白皮书》以及未来一年的防灾对策重点、预算等。以平成22年(2010年)防灾对策重点为例，列出了8个项目作为重点实施对象。包括促进抗震化落实、对短期内有可能发生的大规模灾害早做准备、强化灾

害发生时能迅速采取行动的应急能力等。

预算则被分为科学研究、灾害预防、国土保全、灾害重建四个部分，分摊到内阁府、警察厅、总务省、国土交通省、防卫省等17个部门，共计10898.53亿日元。

各种规划都被精确的表格所明确。以《抗震化政策实施规划表》为例，住宅-建筑物、医疗设施、核设施、桥梁(紧急输送道路等)、渔港等18类建筑由国土交通省、文部省、消防厅等不同部门负责，并确定明确的加固目标和完成时间。以核设施为例，由内阁府、经济产业省负责，在2006

年9月前100%完成。预测中的东海大地震、东南海-南海地震、首都直下地震三大地震就像是埋在日本人心中的三颗炸弹，尽管这三大预测中的地震至今没有发生，也不知何时会发生，但日本政府为此都制定了对策大纲、对策要领、重点区域图等。

整个官僚体系在假想中的地震发生前后的运转已经周

密布置。对于建筑物倒塌，海啸可能发生的地区，不同原因造成的死亡，空中、陆地、海上、医疗救援力量的进入进行了推算。同时制定的《还有紧急输送计划图》、《医疗输送图》、《救援部队派遣图》等。所有的不同类型道路、桥梁、港口、

医院、空军基地都被考虑进去。

在东海大地震的《救援部队派遣和物资调配计划图》中，神奈川、静冈等7个可能受灾的县分别计划了救援部队人数和物资数量。共计有36800人将进入灾区救援。日本政府为三大预测中的地震也都拟定了具体的十年期减灾目标，每三年核查一次完成情况。

以东海大地震为例，计划十年间死亡人数、经济损失减半。可能的遇难者人数从约9200人减少到约4500人。其中，通过住宅抗震化、提高防范海啸意识、减少火灾几率等5大方面，分别减少3500人-90人不等的死亡人数。经济损失则由不同措施，从约37兆日元减少到约19兆日元。

神户大地震中，83.3%的死亡由房屋倒塌造成，12.8%由火灾造成。可能发生的东海大地震、东南海-南海地震、首都直下地震三大地震中，由建筑物倒塌引起的死亡人数被推算为6700人、6600人和4200人。

为此，中央防灾会议又在2005年制定了《建筑物抗震化紧急对策方针》。《方针》的概要称，对日本来说，任何时间和地点发生地震都不奇怪。对于地皮、窗户玻璃、天井、

电梯、家具等都有规定。根据目标，抗震化率将从当时的75%提高到十年后的90%。

一轮又一轮的准备，在世人眼中，日本渐渐成为地震无法摧毁的国家。

阪神大地震之后，震中兵库县则实施了长达十年的“不死鸟”计划，试图将当地打造成绝对安全的“铜墙铁壁”。该计划分为四大阶段，花费近20万亿日元。庞大系统多有重叠之处，但当地政府宁愿重叠也要求不留死角。除了要求建筑物8级地震不倒，还从2000年起耗时3年对建筑物进行诊断，目标是“使每一个市民的住宅都是安全和令人安心的”。2008年4月，日本内阁府发布自然灾害“零受害者”计划。对地震、火山、海啸、高潮等各种自然灾害的观测、预警、应对等进行详细布置。除了官方叠床架屋式的反复准备，民间也被反复训练，如何在灾害来临时刻有序应对。

同样，村松文也的中小学时代在地震训练中度过。孩子们被训练躲在桌子底下，保护头部。每个班的学生被分为4组，靠窗的同学负责打开窗户。孩子们被告知不要推、不要跑、不要说话、不要回头，只要有水就能活下去。大阪市每个区也会组织市民疏散到广场上进行救灾演习，不同的人扮

演不同的角色。由于地震后时常会引发火灾，市民们被反复教育，用完煤气后一定要立即关闭。

各地都编写了适合本地的《防灾手册》。比如静冈县的《防震救灾手册》，川崎市的《准备好。川崎》。这些手册发到每户人家的家中，并且翻译成汉语、英语、朝鲜语等多种语言，方便在日本的外国人使用。

3月11日的灾难中，日本似乎确实经受住了9级地震的考验，地震带来的损失并不大。尽管根据东京大学地震研究所古村孝志教授的数据，此次地震的能量是10年前设想中的80-90倍，摇晃时间长达5分钟，震级也非当初设想的7.5级而是9级。

多年准备的结果是，不但9级地震带来的损失不大，地震来临时日本人表现出的训练有素和镇定，也让世人震撼。

出乎意料的海啸

实际上，此次真正令日本东北地区遭受毁灭打击的，是高度超过10米、肆虐超过半小时的巨大海啸。日本东北大学海啸工程学教授今村文彦称其为“千年一遇”：有史记载

上一次类似规模的海啸发生在公元869年。多年来，日本为防备海啸同样用心良苦。NHK节目称，此次被海啸淹没的岩手县宫古市沿海地区绝对没有懈怠对海啸的防备。

日本开发出号称世界上最强的海啸监测预警系统。日本国家气象厅建立了24小时运转的“潮位与海啸监测系统”ETOS(earth quake tsunami observation system)，与全国地震监测系统相连，能在地震的瞬间对海啸进行监测。与地震一样，海啸预警信息同样会覆盖整个日本。

1999年，日本又采用“海啸监测预警技术支撑系统”，模拟了超过十万个地震所引起的海啸。一旦发生地震，可从数据库中选择近似案例帮助预测，实现了按海岸划分区域，用数值分别预报海啸高度的预报方式。

从日本内阁的文件准备来看，对海啸的防备虽然没有对地震的防备密集，也同样细致入微。2005年，内阁府政策统括官(防灾担当)的相关研讨会发布了《海啸避难建筑指导方针》。对海啸的避难建筑、避难可能的距离、避难困难的区域、可能的遇难人数、道路、建筑、责任划分、术语和标示、训练等都有详细规定和计算。

而不同地区发生海啸后避难速度(从1分钟内开始避难到34分钟后才开始避难甚至无反应不等)也被精确统计。不同人口密度、不同地形、是否是观光区域等不同地区的避难场所能够容纳的避难半径以及容纳人数同样有计算方式。

根据相关文件可见，不同沿海地区列明了紧急时刻建筑物由谁来开锁。神奈川县藤泽市几乎每栋建筑都有人24小时值守，负责在紧急时刻开锁，并引导人们入内避难。三重县南岛街的钥匙则由区长、防灾中心、周边居民管理着。

一些示意图则将海啸可能袭击的区域进行详细的划分，分为危险区域、指定避难建筑物、避难道路以及各自的避难距离、海啸可能淹没的区域、避难所等。除了周密的计划，日本沿海各地修建了大量水泥防浪大堤、闸门、避难道路、避难场所，并用明确的标示标明。沿海地区高层建筑所有者与政府签订合同，海啸来临时将接受避难民众。

民众们则时常进行避难演习，高呼“地震来了！海啸来了！赶快避难！”等口号。2004年起，海啸和高潮危害预测图开始分发给居民，指示居民该如何避难。

东京大学地震研究所常年进行海啸研究的都司嘉宣副