即便有了完善的灾害预防体系和应急预案,在没有找出地震发生的规律之前,伤亡仍不会停息
本刊记者|徐龙建
“宁可千日不震,不可一日不防。” 这是王玉珍在知道了记者的来意后说的第一句话。王玉珍,唐山市地震局副局长,之前为了采访到王颇费了一番周折。 由于筹备唐山大地震30周年的相关材料,王玉珍忙得焦头烂额。
尽管之前学习的专业是行政管理,但在地震行业王一干就是30年,从新疆到河北,30年的工作经验,使其成为地震方面名符其实的行家。在采访的过程中王不厌其烦地告诉记者,唐山市已经建成数字化测震台网、数字化前兆台网、分析预报、地震应急快速响应、防震减灾宣传教育等5个技术系统。加上准备安装设备的10个强震台,唐山现有38个地震台站。
30年前的7月28日,对于所有的唐山市民来说,至今仍是一场最不愿回顾的灾难。而之后的30年间,唐山地区的余震仍旧接次不断。像一些不起眼的地震,每月甚至能被监测到七八次,被摇晃惯了的王玉珍对此已经习以为常。
不过在今年5月3日发生在唐山地区的两次小地震过后,唐山的一家网站论坛上出现了攻击甚至谩骂唐山地震局的言论,理由是地震局没有提前发布两次地震的预报。实际上,这种对抗情结并非今日才有,30年前的那场大震过后,地震局的工作人员在现场同样遇到过这样的尴尬。
这让唐山市地震局的工作人员除了有苦难言之外,更多的感觉是委屈和不被人知的痛苦。
到目前为止,地震预报依然是世界科学难题。1975年国家对辽宁海城7.3级地震的成功预报成为世界地震史上的奇迹。然而,次年发生在唐山地区的7.8级地震又给地震界当头一棒。不过,在之后的30年间,国内又做出了20多次较为成功的地震预报,并且利用先进的信息手段,建立起“监测预报、震灾预防、紧急救援”三大工作体系。
然而相较于人们的期望值,预防地震,保护生命的工作才刚刚开始。
构造震情大网
最近几个月的时间里,在中国政府的采购网站上,随处可见中国地震局设备采购招投标的公告。2006年,为了早日建立“中国数字地震观测网络”,国家一次性向中国地震局拨款25亿元,用于购买相关设备和优化网络资源。这相当于过去二三十年的拨款总额,仍旧属于地震局“十五”期间内的项目。
“其它部门的‘十五’规划都已经结束了,地震局的十五规划正在紧要关头。”中国地震局地质研究所研究员李志强(李志强新闻,李志强说吧)告诉记者,由于当时立项花费了近两年时间,中国地震局的“十五”规划实际上从2003年才正式实施,而截止时间也被顺延到2008年。
中国数字地震观测网络包括六个方面的系统:测震台网、强震台网、前兆台网、活断层探测、应急指挥中心、网络基础设施。
“这一次,要把测震仪、强震仪、前兆仪器、活断层探测仪和地震应急方面的仪器和设备,能自动化的全部自动化。”李志强说。
测震工作,简单而言,就是监测地震发生的时间、地点和震级。由于是事后观测,测震结果的反馈和分析速度对抗震救灾具有重大的意义。
唐山地震时,由于测震台传递的是模拟信号,不少地震台的测震仪出现“限幅”,无法准确记录地震震级,以至于在地震发生很长一段时间后,不能准确测定震级和震源,耽误了救援的时间。“八五”计划期间,我国研制出一批数字地震观测设备,数字地震观测系统可以把地震波形纪录在计算机中,便于进行数字化处理。“大震发生后,可以迅速测定震中位置(震中经度和纬度)、震源深度、发震时刻和震级。这为采取应急对策争取了宝贵时间。”
“目前,首都圈地区可以监测1.5级以上地震,速报时间为5~10分钟;省会城市和东部地区可以监测2.0级以上地震,速报时间为10~15分钟;其它地区可以监测4级以上地震,速报时间为20~25分钟。”中国地震局局长陈建民说。
不仅如此,由于数字化系统的引入,首都圈的宽频带地震仪甚至可以在本地区监测到任何“稍微大一点”的震动。“前不久,北京市区的一个烟囱进行了爆破,也就相当于几百公斤炸药的当量,这都能被非常清楚地监测到。”李志强告诉记者,甚至一些地区发生的矿难,都能被监测出来。
另外,在各种信息手段的配合下,测震的数据基本上达到了实时传输,“时间差最多1秒左右”。
现阶段对地震监测台站实行国家、省、地市三级管理制度,但地震并不受地界限制。所以,在发生地震时,相邻省份之间的数据交换异常重要。“地震发生后,你调我的数据,我调你的数据,这样速度慢了很多。”李志强说,中国地震局正计划引入网格概念,通过组网的方式把各省之间的台网变成一个个虚拟台阵。这样一来,虚拟台阵组成的“大网”可对监测范围内的所有地震迅速定位。当然,这对网络宽带及计算方法都提出了新的挑战。
即便如此,计算出地震发生的位置并不意味着找到了被地震破坏最严重的地区。由于多数地震沿着断层发生,地震的能量也主要在断层处被释放出来,虽然测震仪能很快测出震中的位置,但断层处距离震中往往有一定的距离(有时两处相距甚至长达四五十公里),这种情况下,要快速掌握地震破坏最严重的地区,需要掌握地震的加速度。“因为加速度和烈度有正比关系,”李志强说,“这对设计房屋抗震结构方面的研究特别重要。”
因此,要迅速掌握震害发生后受灾情况的信息,需要建立强震台网。目前,我国在天津、兰州等几个城市建立了实验网,“证明这个思路是通的。”而在半个月前,北京市宣布增加130个强震点,建立由一个台网中心、43个子台和14台强震流动设备组成的数字化强震台。
“台网中心对烈度达到4度以上的地震在5~10分钟内自动收集各子台纪录的强地面运动数据,经过处理后得出地震烈度等值分布图结果。”北京市地震局长吴卫民告诉记者。
与我国相比,日本的强震台网要密得多,并且对强震仪的数据做到了实时传输。
“我们也想做到这一点,但这需要大量资金。”李志强说,“日本靠近太平洋的地方,地震确实多,一年总能碰上几次。但在我国,可能有的区域十几年都赶不上一次地震,说不定仪器坏了都用不到一次,但资金投入却一点都不少,这种情况,也确实令人头疼。”
为此,有人甚至形象地称地震监测预报方面的投入是“买保险”:没人希望能真正用到保险,但也没人愿意白白投入而没有回报。而两者间的平衡,取决于财力这一后盾。
拿什么预报?
然而,地震监测毕竟不同于地震预报,无论是测震仪还是强震仪,测出的数据只是震后的数据。而这种“事后诸葛亮”的行为显然不是人们愿意接受的结果。面对这种可能带来巨大灾难的恶魔,所有人都希望能在地震发生前得到消息。因此,地震前兆的观测便被提倡开来。
目前被地震界普遍接受的一种观点是:有地震一定有前兆,有前兆未必发生地震。
从上世纪90年代开始,从布局和观测环境方面,国家对前兆台网开始进行优化和完善。当时存在的问题是仪器设备陈旧落后—从上世纪六七十年代开始运转的前兆仪器基本没有改进:人工观测、模拟记录、信函或电报报数。这种情况导致信息量小、精度低、数据汇集速度迟缓,以致贻误判断。“九五”期间,国家投入巨资对前兆台网进行了数字化改造,在广布台网的同时,不断增加新的观测手段。
“前兆观测方法就是对地球物理基本量的观测,比如电磁波、地电、地磁的基本量,还包括地下水温、水位、水化等几十种项目。”李志强说,“前兆的数据量一般不连续,比如水温,可能一天只要一个数据就可以。”
前兆数据传送到台网中心后,由计算机进行自动处理,一旦发现异常,立即展开分析。
当然,由于台网密度、观测手段等方面的限制,发生前兆的地方未必一定处于仪器监测的有效范围。针对这种情况,国家建立了近万个群众业余检测哨,形成了多种学科相结合、固定与流动相结合、专群结合、覆盖全国的地震观测网络。王玉珍告诉记者,在唐山,市地震局和民政局共同发文,要求乡镇民政助理员担任兼职防震减灾助理员,并设群测群防点320个,一旦发现异常,群测群防点负责人会及时打电话通知有关部门。
不过,在没有找到1+1=2这种规律之前,前兆观测结果并非最可靠的信息来源,在监测预报体系之上,更为重要的,便是灾害的防御体系。
抗震的建筑工程
“平心而论,即便有地震预报,房子该倒还是会倒,预报只能减少死亡人数。”李志强说,“所以,一开始就要探测出哪里有断层,哪个地方属于危险层,提醒人们盖房的时候要注意。”
活断层的探测,目前主要使用的是一个被称之为“大地CT”的手段:把几十公斤的小炮筒摆成一个阵列,旁边放上地震仪。等结果出来后,经过反演得出地质结构图。这就可以作为今后建筑施工的基本依据。
有数据显示,地震之后发生的人员伤亡,有95%以上都是由于房屋倒塌引起的。“像日本、美国现在都不作地震预报,他们会把房子建得很牢固。”李志强说,“当然,这会提升建筑成本。”
按照我国《房屋建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第148号),“抗震设防区”包含地震基本烈度6度及以上地区。而我国抗震设防烈度分6~9度,但每增加一度究竟需要增加多少建筑成本?记者虽经询问多个建筑设计和结构方面的专家,亦未能找到答案。
不过在2004年曾有传言称,央视新大楼造价从原来的50亿元上升到100亿元,“主要原因是从抗地震烈度7度上升到抗地震烈度9度”。这一消息至今并未得到有关方面的证实,而“抗震烈度7度”的说法也完全没有根据。不过,抗震烈度和造价之间的关系倒是可见一斑。
对此,地震局内部的说法是,抗震烈度每增加一度,建筑成本提高15%。有专家称,抗震烈度为8度,基本上相当于抗击6级地震的能力。按照国家总体的发展战略,到2020年,我国将基本具备综合抗御6级左右地震的能力。
目前,活断层探测基本确立了22个大城市。然而,各个地区对它的态度并不完全一致,所以“这个数字还处于摇摆阶段”。李志强说:“做一次探测的投入一般需要几千万元,经济实力不得不成为有些地区考量的重要因素。”
实际上,这种地震安全性评价不仅包括城市,还包括大型水利枢纽、核电站、油田等国家重点工程项目的建设场地。中国地震局局长陈建民讲述了一个实例——7月1日首次通车的青藏铁路,在施工前曾经开展了十分充分的地震安全评价。“2001年11月14日昆仑山口西发生8.1级大地震,在昆仑山口北与在建青藏铁路线相交处地表位错量达4米的情况下,在建铁路路基损害不大、隧道基本完好。”他说。
最后一道防线
一次最小的地震所发出的能量也相当于一颗原子弹爆炸能量的100倍。灾害防御能把损失控制在最小范围。然而,一旦破坏性地震发生,摆在所有人面前的就只有应急指挥系统了。
作为“十五”重点建设项目之一,应急指挥系统目前已经在全国60个城市建立起来,并配置了相关的软硬件设施。应急指挥系统是开展地震救援工作的重中之重,全国甚至有一半以上的省份为此新建了应急指挥大楼。
在破坏性地震发生后,首先要对受灾地区进行评级。“评级需要掌握这一地区的基本数据,包括人口、经济数据,有哪些危险源,有哪些重点目标。”李志强告诉记者,“为了保持通讯畅通,我们一般给他们配置一部海事卫星电话,以备特殊情况下的通讯需要。”
震害发生后,信息沟通的重要性不言而喻。“我们建立了一套很完备的通讯系统,尤其是考虑应急状态下的通讯。”2004年甘肃民乐地区发生一个中型地震,所有的通信设备、基站都完好无损,然而,在地震发生后的2个小时内,通讯设施全部失灵。这种情况,无疑给地震救援带来了巨大的难度。
在国家局的应急指挥系统里,还安装了一套盲估系统软件。“如果发生地震的地区水电全坏,可能很难得到准确的伤亡数据,但国家局要进行相关决策。这样一来,就需要盲估。事先把从全国收集来的地理数据、人口数据都存入数据库中,一旦发生地震,先划定城镇圈,估计伤亡人数,监测重点目标。因为这关系到救援的具体措施,包括水、帐篷、衣被等方面的调配供应。”李志强说,由于建立在翔实的数据资料基础上,盲估的结果与实际结果之间会有出入,但对决策指挥的影响并不大。
不过,无论系统多么发达和完善,地震救援工作更大程度上需要的是现场的协调指挥和应急处理能力。目前,从国家到地方都有完备的应急处理预案。
记者手记
准备这篇稿子的时候,就像是对唐山地震30周年的提醒,河北文安发生的5.1级地震让几乎所有的北京人都被小小的“摇晃”了一次。
这次的专题采写颇费周折,一是因为这是一个太过专业的领域,专业到每一种仪器都是一门学问;二是作为世界科学难题,很难说谁比谁更权威。不过,这确实是一个随着数字信息技术的快速发展而不断发展的行业,从监测手段到监测结果,信息技术起到了不可替代的重要作用。
7月28日是唐山大地震30周年的日子,国内所有的主流媒体再次将目光放到了唐山。这一天,在那场灾难中幸存的唐山人,都以不同的方式,表达对亲人永远的悼念。
河北理工大学校园内的地震遗址,是唐山市政府保留下来的七处遗址之一。这是一座当年建成还未使用便被震倒的图书楼,遗址上凸现出来的被扭曲的、粗大的钢筋和水泥柱子,无一不在倾诉那场地震的巨大威力。遗址前,我见到从苏州专程赶来的退休医生葛培基。他跟随上海救援队,在8月4号赶到唐山。他学的是骨科,在那个缺水、缺药、艰苦的生存环境里,一呆就是80天。他告诉我,当他们准备在午夜12点悄悄撤退的时候,见到了闻讯而来的欢送的人群。一眨眼的功夫,30年过去了,他已经是63岁的老人。 (责任编辑:殷星) |