时间:2024-07-28
张微明|摘译
东京,旧称江户,起初是个微不足道的渔村,17世纪初成了德川家族驻地,随后便进入了100年的成长期,并迅速发展成为世界上人口最多的城市。从古至今,东京像一块厄运磁铁,几个世纪来频繁遭遇自然灾害,从洪水、火灾到干旱,随着城市规模的扩大,灾害后果也越来越严重。
其原因有多种:它靠近内陆山脉,暴雨径流能很快淹没城市低洼地带;地质断层线导致地震风险很高;地震反过来又容易导致传统木制建筑发生火灾。仅江户时代就发生了100多场大规模火灾,数十万人死亡。正是因为东京灾害频发,才促成了早期的城市韧性框架,并一直延续至今。
这个框架包括城市规划战略,它将部分街区地块空出来,阻止火灾迅速蔓延。当局还建立了世界上早期的消防队,17世纪开始就在这座城里设立了消防站。19世纪下半叶,启动了数个大规模土木工程,包括垃圾填埋场建设、河流改道、大型护城河以及城市内外运河网络工程,目的是防御洪水,为城市淡水供应提供保障。全球金融危机后,日本政府推出财政刺激计划,又赞助了一批基础设施建设,同样是为防止水太多或太少带来的威胁。
对防灾基础设施的长期投入,以及在设计和建造方面不断积累工程知识,让东京成为当今世界上抗灾能力最强的城市之一。然而,硬件基础设施只是部分原因,另一个原因是城市心理韧性——长期灾难产生的内在坚韧——以文化习俗和社会规范的形式继续塑造着社区。物质和文化的结合,才产生了今天的东京。
根据劳合社城市风险指数,东京在遭受自然灾害威胁方面排名全球第三,仅次于台北和马尼拉。
容易受灾,一是因为人口,首都圈约有3 700万居民,是亚洲最大的城市区。更重要的是日本的地质和地理条件,它位于环太平洋地震带,拥有世界上约10%的活火山,每年发生1 500多次地震,许多是里氏4.0到6.0级的地震。
此外,由于地下断层线离岸不到100公里,海岸线还一直面临着海啸风险。2011年3月东日本大地震产生了巨大波浪,给日本北部海岸的大部分地区造成了破坏。
东京虽然面临着多种威胁,建筑数量快速增长,但该市近年来还是成功躲过了很多灾难。例如在2011年的地震中,东京经历了严重的摇晃,但物质损失很小。2019年超级台风海贝思导致日本北部发生洪水,但首都圈基本没有受到破坏。
从基础设施的角度来看,东京对这一系列自然灾害的抵御能力是多个因素的产物:政府对基础设施建设的承诺是主要原因,对创新的关注、长期投资以及从过去事件中去学习的意愿是其他的关键因素。
在日本,灾害管理由内阁府监督,内阁府会与其他政府机构和非政府组织合作。其中有个中央灾害管理委员会,由首相来领导,负责灾害管理政策的方方面面,包括制定和推动“国家基本灾害管理方案”。这项方案会预测各种类型灾害发生的可能性,以及识别政府应急所需的后勤服务。它要求当局在事件发生后迅速反应,它既监督应急救援,又为受灾人提供支持。该委员会还会帮助居民和官员在地方上做好准备,来管理洪水、地震、火山等灾害。
洪水对日本的威胁一直很高,它多由高强度暴雨导致,海啸和地震等一次性事件也能引发洪水。
日本大部分是山地,约75%的城市地区被挤压在10%的土地上,通常是沿着低洼的沿海地区或经常面临被淹没风险的洪泛区。此外,日本的山区离海岸相对较近,河道短而陡峭,这导致雨水径流很快,最大和最小水流量之间有巨大差异,受影响的社区几乎没有时间疏散。洪水风险也因土地的自然保水能力极低而被放大,特别是在山区。
在城市里,持续的城市化对建设连贯的排水基础设施造成了阻碍。部分原因是许多传统上作为天然雨水储存地的稻田和森林被清除了,还有一部分原因是历史和文化产生的副作用。尽管日本很早就出台了城市规划法,但城市发展经常受到众多私人土地所有者的阻挠,他们控制着城市边缘的稻田。因此,城市的扩张有些混乱,影响了整体排水网络。
过去30年里,日本和东京都对基础设施进行了大量投资。在上游,通过改善河道、建造多用途水坝(即用于防洪、干旱期间的蓄水和水力发电),以及引入宽达300米的“超级堤坝”等措施来控制水流。这些超级堤坝不仅可以抵御地震和重大风暴导致的灌水,还提供了新的土地,可以在城市再开发项目中投入公共使用。
在下游,重点是在各个河流集水区建设复杂的引水渠网络和蓄水基础设施。由于城市土地供应紧张,大多数设施都建在地下。
东京以这种方式建了很多韧性基础设施。官方数据显示,截至2020年,该市有28个调节水库,容量约为256万立方米。目前的计划是至少再建10个设施,将容量增加到800万立方米。
地方一级的基础设施同样重要,人们把重点放到了小规模社区项目上,如透水路面、渗透坑和个人住宅的沟渠、将街道上的径流引入城市运河的大容量U形水沟,以及作为紧急蓄滞洪区的多用途操场、运动场、公园和城市内的水田。同时,新住房的底层常常被抬高到高于街道的水平,防止进水。地铁线路还配备了可移动围堰,重要的道路被抬高,以便于紧急疏散。
这些工作的效果可从风暴后果的前后对比中看出:雨水和洪水造成的死亡与20世纪50年代和60年代相比急剧下降,财产损失也大大降低。例如,1991年9月的第18号台风期间,首都圈48小时的降雨量为186.5毫米,淹没了3.1万多处房屋。东京完成目前大部分洪水管理基础设施后,2017年10月,一场类似强度的超强台风兰恩,在相同地区和类似的时间内倾泻了189.7毫米的雨水,但只淹没了202户人家。
具体的基础设施包括利根川水系大坝、日本东京神田川环状7号线公路地下调节池、首都圈外围排水系统、鹤见川流域治水设施等。
虽然东京在储水和引水基础设施方面进行了大量投资,但它遭遇洪水的可能性无法消除。老化的上游堤坝越来越容易破裂;在下游,洪水风险也将上升,部分原因是台风和其他极端事件愈加频繁,还有一部分原因是该市大部分地区位于低于海平面的洪泛区。例如,流经该市东部的荒川,政府已经开展了各种大型洪水工程项目,但在风暴潮期间仍然经常达到危险水平。
2018年3月,东京都政府公布了基于最坏情况的洪水模拟结果,模拟大型台风同时造成大雨和潮汐洪水。该模型预测,东京23个区中约有三分之一将被淹没,有些地方的洪水将达到10米深。
除了洪水,日本也受周期性干旱的影响。根据官方数字,人均年降水量约为5 000立方米,不到全球平均水平的1/3,并且干旱还会因现代城市的热岛效应加剧。
近期的重大抗旱工程主要是为维持荒川的流量。经历了1997年3月的干旱之后,当局对河流的流速和预计用水量进行了详细分析。随后在1999年3月开放了浦山大坝,2011年3月开放了泷泽大坝,将荒川沿线水库的储存能力提高了约4.7倍,达到1.446亿立方米,减轻了整个流域的水短缺问题。
由于两个主要构造板块几乎在首都圈正下方交汇,导致东京容易发生大地震。根据日本地震调查研究促进本部的数据,2050年之前,东京发生内陆大地震且震中位于东京都下方的可能性为70%。现实中,任何准备工作都无法充分缓解7.0级地震的后果。不过,假如说有哪个城市为地震做好了准备,那它一定是东京。
日本的《建筑基准法》是世界上最严格的立法之一,它规定了日本建筑及建筑部件在稳定性、强度和刚度上的最低要求。它提出,发生中等规模地震时,应该只有“很小的损害”,建筑物不应该在几百年一遇的大地震中倒塌。
根据东京大学的一项研究,经过前几次大地震,东京对建筑进行了广泛的改造,现在东京约有87%的建筑采用了现代抗震标准。
存在地震风险,就意味着东京的现代建筑往往比其他国家的建筑更低调。对60米以上高层建筑的要求也更严格,经过设计,这些建筑可以摇晃但不会倒塌。一般来说,东京的高层建筑会采用三种不同的技术来实现抗震能力:
一是最基本的技术是加固墙体和承重柱,具体可以用钢架来加固,或者通过安装吸收地震能量的弹性材料来防止结构失效。
二是安装不同类型的阻尼装置。这些装置可以抵消地震引起的建筑横向运动,对大风也很有效。现代的阻尼器通常由充油减震器组成,安装阻尼器并不是一项要求,但高级建筑通常都会使用。过去这十年中,粘性阻尼器越来越流行,因为它对各级地震的反应比其他阻尼器更好。阻尼器就像钟摆一样,通过向建筑物相反的方向摆动来吸收能量。
三是安装在建筑地基上的各种地震隔离装置,包括层状橡胶、滚珠轴承、弹簧或粘性阻尼器,以此吸收地面运动,实际上是将建筑与地面分开。这些装置是通过主动控制建筑本身的运动来隔离冲击波。
《建筑基准法》还为建筑施工提供了基本准则,规定了针对火灾、地震和其他自然灾害的最低工程安全要求;还规定了建筑的最大占地面积与土地的比率;区划规则还决定了现场可以建造什么,并规定了采光、道路尺寸、防火的规格。
近海地下断层线容易引发海底地震,好在东京受到了东京湾的庇护,东京湾只有一个狭窄的口子向西南方向开放。经模拟发现,即使最坏的情况下,淹没应该能控制在4.8平方公里以内。此外,任何海浪都至少需要2小时20分钟才能到达,给当局留下了足够的时间来发出警报。
为防止海啸和潮汐涌动,东京湾配备了一个海堤和水闸网络。海堤建在低潮水位以上4.5米至8米之间。防洪闸可以保护运河和河口,能远程操作。这种抗海啸的基础设施还会持续维护和升级。
硬件基础设施能避免灾难,但它也不是万能的。气候变化使极端天气事件愈加普遍,并且随着新基础设施的建设,当地居民面对风险容易产生自满。对此,当局越来越注重软性基础设施,教育公众了解即将发生的危险。
2007年,日本总务省消防厅耗资10亿美元推出了J-Alert预警系统,这是一个基于卫星的通信网络,几乎能即时地自动传输各种即将到来的威胁信息,从自然灾害到导弹攻击。
J-Alert预警系统的作用目前主要体现在地震上,日本在各地部署了4 000多台地震仪,组成的网络能计算震中位置。按照日本的地震等级,超过5级(约为里氏6.0级)的地震,手机、扩音器和传统媒体就会向受影响地区的人发出信息。J-Alert能在破坏性震动到来前2分钟向东京居民发出警报(2011年东日本大地震时为60秒)。
东京在防灾基础设施方面的积极做法对城市韧性来说至关重要,但城市庞大的精密工程网络有时会掩盖另一个同样重要的因素:激励居民为共同利益而合作的社会文化框架。
日本长期以来形成了协力工作和思考的传统,这种传统在社区结构和社区组织中也能体现出来。虽然它在今天的展现形式不一样了,但还是同样重要。在现代东京,这种传统不仅能让人在面对自然灾害时保护社区,而且还在社区内形成了一定程度的共识,而西方往往缺乏这种共识,有了共识才能维持在城市安全上的巨大财政投资。
这种共识所驱动的心态起源于在古代孤立的村庄。日本出现资本主义之前就已经有这种孤立的村庄了,它由不同规模的农业单位组成。这些社会团体和与之相伴的町内会(日本的一种社区组织),一直在担任当地居民的守护者。
神道教作为日本的主导宗教,几个世纪以来,町内会每年都会组织相关节庆活动,从中也能看出来日本的这种社会文化习俗。这些被称为“祭祀”的节日起到了吸引社区民众的作用,让居民认识到目前所享受到的福利和发展。因此,节日不仅仅是庆祝活动,它还是一种手段,将宗教或当地寺庙置于社区的中心,让人接受以各种方式建立的分级制度,例如为社区贡献资金的等级。
每个社区都会在一年中庆祝多个祭祀活动,核心节日通常围绕农业活动开展,如收获和种植。祭祀活动还包括游行、娱乐和食品摊位,这些都是为了促进社区组织的发展,加强社区联系。从某种意义上说,祭祀就像感恩节或圣诞节一样,加强了家庭和社区的联系。
每个町内会都有明确的角色分工,由代表各种利益的委员会组成。例如,老年人团体负责庆祝活动,妇女团体为祭祀提供支持,青年团体通常负责可移动的神龛。而防灾团体则确保邻里之间的安全和防灾,不仅在节日期间,而是在任何时候都这样。
例如,在秋冬季节的晚间活动中,成员会走过社区,拍打着木棍,喊着“当心火灾”,提醒居民注意安全。这些社区志愿者也是火灾等紧急情况的第一响应人。
定期举行町内会会议可提高社区意识,加强成员对邻里的了解,还会教育居民,让其认识到自己成为社区的一部分是多么重要。在更传统的城镇里,当地警察会定期挨家挨户访问,因此也会了解到很多细节,如谁住哪里,每个家庭都有哪些成员。
日本著名的志愿消防队被称为“消防团”,它也是社区韧性的重要组成部分。每个城市都有消防团,全国有大约88万人,成员包括各种职业和年龄组。他们不仅负责灭火,而且还负责提升风险意识,并作为当地的领导者,全面预防灾害。
研究发现,町内会和消防团越是认真、这种制度越根深蒂固,他们社区就越有韧性。再进一步分析,町内会稳固和成功反过来又与当地祭祀活动的成功和居民热情有关。例如,京都大学在2010年发表的一份报告发现,岸和田市因地车祭而闻名,当地人的高度承诺和参与带来了更大的社会投资,还提升了防灾意识。该研究还发现,祭祀活动在当地居民间创造了异常强大的社会纽带,促进了这种互相信任和自力更生的关系。
当然除此之外,还有政府主导的活动,例如9月1日的全国防灾日,会进行公共演习和教育培训活动。在6月、8月、12月还有分别针对滑坡、水资源和雪崩的预防和宣传教育活动。安
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