編者按 當前,我們奪取了四川蘆山“4·20”地震發生后抗震救災第一階段勝利?;仡櫟卣馂暮Ψ婪稇獙Φ臍v程,我們將發現,科技在地震監測預報、震災預防、應急救援等方面發揮了重要的作用。事實證明,防震減災是一項科技型社會公益性事業,依靠科技進步是防震減災事業發展的根本原則和必由之路。
自動速報技術
“搶出”救援時間
4月20日8點02分,四川蘆山地震發生,不到一分鐘,中國地震局發布自動地震速報信息,與地震救援相關的人員隨即收到手機短信,應急預案迅速啟動。震后12分鐘完成正式速報,震后18分鐘,中國地震局啟動地震應急一級響應。一場“生死時速”的大救援隨即展開。
“自動速報技術為救援搶出了‘黃金’時間?!敝袊卣鹁值厍蛭锢硌芯克芯繂T楊大克說。震后1小時內,地震、交通、衛生、公安、民政等相關部門紛紛到位;震后2小時內,震中蘆山縣城區出現軍隊救援直升機;震后3小時內,第一支救援隊抵達震中;震后8小時,第一批物資抵達災區;震后32小時內,蘆山縣、寶興縣、天全縣的交通、通訊基本恢復。
楊大克說,自動地震速報最突出的優點就是“快”,從處理到發布均由計算機自動完成,網內地震速報一般不到2分鐘便可完成,與人工速報相比具有明顯的速度優勢。美國、日本、歐洲等發達經濟體以及我國臺灣地區已全面實現了地震的自動速報。我國較早就已經開始研究和開發自動速報技術,但由于技術不夠成熟,面對2008年的汶川地震、2010年的玉樹地震等地震時,仍然在使用人工速報手段。
“速報是時間和精度的博弈。汶川地震以來,中國地震局大力推進自動地震速報技術研發和應用,我國自動速報技術取得了明顯進步,自動速報的時效性和精度顯著提高,誤報率大大降低?!睏畲罂苏f。2013年4月1日起,中國地震局正式對外提供自動地震速報服務,通過網站、微博、短信、移動客戶端等渠道向全社會實時發布自動地震速報信息。
除了比較準確地發布地震發生地點、時間和震級,中國地震局陳運泰院士研究小組利用密集的地震臺網和現代先進的數字地震波反演分析技術,在震后3小時內獲得了地表破裂方向和分布情況,并很快估計了重災區的分布情況。中國地震局地質研究所研究員冉勇康說:“汶川地震后,由于遲遲發布不了地表破裂方向和破裂分布情況,難以判斷重災區的分布情況,以致出現了地震發生初期救援人員都趕到都江堰地區,而北川地區的災害大家遲遲難以知道的情況?!?/P>
遙感探測技術
快速評估災情
4月20日12點左右,從電視上或者網絡上,關心災區的廣大群眾已經可以看到航空遙感影像,這就是遙感技術的典型應用?!拔覀兛梢該朔治鍪転那闆r,從而作出準確的決策,把有限的救援力量投入到關鍵點上?!?/P>
專家稱,地震發生后2小時內,災情獲取可以利用的手段,主要通過基于基礎數據庫的快速評估、手機短信或12322報災、微博或網絡地震輿情獲取。震后24小時內,可以利用的手段主要是遙感手段以及災區的實際災情動態上報。
中國地震局地震預測研究所研究員王曉青說,在震后第一時間,中國地震局對這次地震的災區范圍和受災程度進行了初步估計,快速確定了獲取高分辨率衛星和航空遙感影像的范圍,并將這些信息提供給有關遙感數據獲取單位或機構。與此同時,地震發生當天,國防科工局緊急啟動在軌運行的實踐九號A星等五顆衛星,對雅安地區進行遙感數據成像。地震發生后兩小時內,中國科學院遙感與數字地球研究所的航空遙感飛機就攜帶光學傳感器從四川綿陽機場起飛,執行了雅安地區地震災情遙感監測任務,獲取了分辨率為0.6米的第一批航空遙感數據?!拔覀兏鶕b感數據,快速分析判讀了233個滑坡點,并對126個居民點的防震建筑震害程度進行了遙感影像解譯,進而確定了這些居民點的地震烈度?!?/P>
王曉青說,汶川地震后,中國地震局組織有關單位開展了系統的地震現場震害遙感比對科學考察和震害定量評估研究,建立了震害遙感信息提取、震害定量評估,特別是地震烈度遙感評估等方法,從科學上保證了遙感在2010年玉樹地震和今年蘆山地震等地震應急工作中的成功應用。
尖端科技的應用,為在最短的時間內準確判斷災情準備了條件。
此外,中國地震局調集了地震系統300多名技術人員組成現場應急工作隊,在地震災區開展現場災害調查評估工作,累計行程3萬多公里,對21個縣(市、區)的房屋建筑、生命線工程、工礦企業等進行了全方位調查。
4月25日,中國地震局綜合現場調查、遙感震害解譯、強震觀測記錄等資料,編制并發布了地震烈度圖。烈度分布圖反映出地震發生后的實際破壞情況,對地震造成的直接經濟損失估算和災后恢復重建等具有重要意義。專家指出:“汶川地震一百多天之后的8月29日,烈度分布圖才正式公布,與此相比,蘆山地震烈度圖的發布時間縮短了90多天,表明我國在地震烈度評估技術上取得了較大進步?!?/P>
搜救機器人
拓展救援手段
與汶川地震時相比,此次蘆山地震中不僅自動速報技術、遙感探測技術取得了明顯進步,而且3款國產搜救機器人首次出現在救援現場。
4月22日,旋翼飛行機器人隨國家地震災害緊急救援隊前往蘆山縣的重災區龍門鄉,遇上山體滑坡,救援隊當即決定派小飛機空中偵察道路情況,通過小飛機回傳的視頻,了解到前方6至7公里范圍內道路擁堵的情況,救援隊隨即決定棄車徒步行走奔赴龍門鄉。從22日至24日,在救援隊的指揮下,小飛機分別在古城村、紅星村和清仁鄉等地,拍攝了這些村鎮的全景圖,分辨率高達0.01米。救援隊根據影像和圖片進行了有針對性的調度和部署,并提供給當地政府用于抗震救災決策。
同時,2款廢墟搜救機器人在中國地震局地震現場應急工作隊的指揮下,對蘆山縣明德小學教學樓、龍門鄉紅星村、雅安市碧峰峽和中里村等地排查危房、搜索幸存者,為災情評估和救援決策提供了必要的數據和圖像支持信息。
中國地震應急搜救中心技術部主任尚紅介紹,此次參與救援的7臺搜救機器人共分為3種,分別是旋翼無人機、可變形廢墟搜救機器人、機器人化生命探測儀,均為“十一五”國家863計劃重點項目“救災救援危險作業機器人技術”研究成果,由中科院沈陽自動化研究所與中國地震應急搜救中心聯合研制。
尚紅說,廢墟可變形搜救機器人可根據任務要求和工作環境,變為坦克形、三角形、一字形,同時還配有攝像機,即使在沒有光線的情況下,也能傳回黑白圖像?!霸谝恍┛p隙、狹小空間等,救援隊員進去有危險,大型設備又進不去的情況下,可變形搜救機器人發揮了不可替代的作用?!倍頍o人機具有低空飛行、隨車機動、隨時釋放、定點懸停的功能,不僅能在夜間、小到中雨的環境中進行搜索,而且能快速獲取定點區域地理信息,搜索高樓被困者,還可及時向救援隊提供圖片和視頻信息,高效節約了救援力量,在震后黃金72小時救援中發揮重大作用。
減隔震技術
給房屋裝上安全閥
蘆山地震中,不少房屋垮塌,尤其是農村房屋毀損嚴重,但蘆山縣人民醫院新建門診綜合樓主體結構完好無損,被稱作“樓堅強”。據了解,該醫院由于采用了隔震技術,6層高的鋼筋混凝土框架結構,共使用了83個隔震支座,取得了良好的防震效果。同樣采用了這一技術的汶川二小也表現出色,根據監測,蘆山地震發生時,學校房屋的結構震動比地面震動減輕了二分之一。
“減隔震技術是效果非常好的抗震辦法,可以使建筑物受到的地震力減少70%至90%,從而免遭破壞?!敝袊卣鹁值厍蛭锢硌芯克芯繂T俞言祥說,到目前為止,全球范圍內經歷大地震的隔震建筑已有數百棟,無一遭到地震損壞。
與傳統的建筑抗震技術不同,減隔震技術主要是從“抗”轉變為“隔”,即地震發生時,盡量隔離或是減輕地震震動對建筑物的影響。通俗地說,就是把建筑物放在一個柔軟的“墊子”上面保護起來。這個“墊子”由橡膠、鋼板層層疊壓而成,稱為“疊層橡膠隔震支座”。建造房屋時,將這些支座一個個放置到房屋與地基之間,彼此間留下足夠空隙。地震來時,這些支座就會依靠延展和活動空間,把地震波能量隔離、消減掉。
俞言祥介紹,我國是世界上隔震減震工作做得比較好的國家,汶川地震后,減隔震技術受重視,在災后重建中,部分建筑采用了這一技術。目前我國已有超過2000棟建筑應用了隔震技術,2012年投入使用的云南省昆明新機場航站樓是目前世界上最大的單體隔震建筑。
“減隔震技術作為震前防御重要技術手段之一,要真正發揮作用,還需要有其他條件,比如避讓活斷層?!庇嵫韵檎f,蘆山地震比汶川地震損失輕,除震級強度小的原因以外,建筑物避讓活斷層以及提高抗震設防標準也是主要原因之一。據介紹,汶川地震后,我國依托汶川地震科考、雅安市活動斷層調查與地震危險性評價等項目,對龍門山南段的主要活動斷裂開展的調查,初步確定了主要活動斷層的位置,災區各縣重建中小學、醫院等建筑采取了避讓活斷層及提高抗震設防標準一個檔次的措施。
“災前防御比災后救援更經濟,減災效果更顯著?!便氪ǖ卣饋?,中國地震局在活斷層探測技術、地震危險性評價技術方面也取得了較大進展,為震前防御起到了良好的作用。