Lentis/Cascadia 地震准备

卡斯卡迪亚俯冲带的结构

卡斯卡迪亚俯冲带是位于太平洋西北部海岸外的汇聚板块边界（也称为断层线）。它位于太平洋底部，胡安德富卡板块与北美板块相遇的地方。该断层线绵延 700 英里，从北加州的门多西诺角开始，沿着喀斯喀特山脉延伸，最终到达加拿大的温哥华岛。 鉴于其长度显著，卡斯卡迪亚俯冲带在破裂时可能产生强大的巨型地震。 在本Lentis 案例研究章节中，我们考察了卡斯卡迪亚俯冲带的风险以及为可能发生的卡斯卡迪亚地震所做的现有准备工作。我们还将太平洋西北地区的这些准备工作与日本（地震发生频率更高）的准备工作进行了比较，并讨论了可以得出的可推广结论。

来自卡斯卡迪亚俯冲带的风险

太平洋西北部海岸外的卡斯卡迪亚俯冲带

研究人员预测，卡斯卡迪亚俯冲带可能产生高达 9.2 级的地震。与太平洋西北部过去的地震相比，这将造成更大的破坏。与日本和阿拉斯加等几乎每年都会发生大地震的地方不同，太平洋西北部可能大约每 240 年发生一次 8 级地震，每 500 年发生一次 9 级地震。俄勒冈州、华盛顿州和不列颠哥伦比亚省的居民必须为重大的地震风险做好准备。

一次重大的卡斯卡迪亚地震可能会引发海啸，在最初地震发生后的 30 分钟内袭击俄勒冈州、华盛顿州和不列颠哥伦比亚省的海岸。目前的估计预测，在卡斯卡迪亚 9.0 级地震后，海浪高度约为 30 英尺。 高风险地区有 94,500 名居民，可能还包括许多额外的海滩游客。很难教育这些游客了解海啸疏散路线。  关键的疏散道路将在地震期间受损，这将使海啸疏散变得困难。由于海啸威胁是最近才被发现的，许多城镇直到 1995 年才被允许在海岸线上建造学校和医院。

在这样的事件发生后，海岸线上医院和污水系统的恢复将需要大约三年时间。此外，美国联邦紧急事务管理署预计将需要为一百万名流离失所的居民提供住所，并为二百万五千人提供食物和水。在地震和海啸之间，将有近一万三千人丧生，两万七千人受伤。

卡斯卡迪亚俯冲带的风险直到 1980 年代才被人们所知。该断层线从未断裂或在有记录的历史中造成过地震，因此被认为是良性的。然而，在 1986 年，一位研究人员找到了卡斯卡迪亚断层线以前断裂的证据。进一步的研究表明，这次断裂发生在 1700 年 1 月，引发了北美大陆历史上最大的一次地震，并引发了海啸，海啸在十个小时内横跨太平洋并袭击了日本海岸。俄勒冈州立大学地球物理学教授克里斯·戈德芬格说：“我们对它了解得越多，我们就越不喜欢它，因为它正在成为一个巨大的危险。”

太平洋西北地区的抗震准备

太平洋西北部在抗震准备方面落后于其他地震多发地区。西雅图和波特兰等城市在 20 世纪初迅速扩张，当时人们还没有意识到任何地震风险。西雅图和波特兰直到 1970 年代才实施第一个抗震建筑法规。虽然新建建筑有明确的要求，但没有现行法律强制要求对老建筑进行加固。

建筑加固

西雅图最初试图在 1970 年代强制要求加固。由于大多数西雅图居民在当地生活期间从未经历过地震，因此他们认为抗震准备不是合理使用资金。从长远来看，主动加固建筑物可以防止财务损失和人员伤亡。然而，加固成本很高，通常每平方英尺的成本在 20 美元到 60 美元之间。在许多公寓楼中，房东没有足够的资金进行加固。西雅图不到 15% 的老式无筋砖石建筑进行了加固。

温哥华的基础设施也无法充分抵御大地震。市政府估计，该市 116 所学校中的 50 所在地震期间特别容易倒塌。该市 20 个消防站中只有 6 个符合现行建筑规范；在地震后，扑灭不可避免的大火将是一项艰巨的任务。与西雅图类似，为温哥华的加固过程争取公共资金一直很缓慢，也很困难。

人类准备

准备工作还包括教育太平洋西北部的居民。除了建筑倒塌之外，室内家居物品在地震中也可能很危险（例如，家具倒塌、玻璃破碎）。虽然在地震时固定房屋内的物品是一项简单的任务，但很少有居民做好充分的准备。个人还必须储存足够的食物和水，以维持 7-10 天。由于许多桥梁和高速公路可能被毁坏，华盛顿的奥林匹克半岛部分地区可能会被孤立。完全恢复基础设施可能需要数年时间，因此，居民能够在地震后最初的几周内独立生存至关重要。

地震预警系统将非常有用。由于地震将发生在离主要城市数百英里的海中，因此有可能向数百万公民发出预警。虽然地震预警系统的研究和实施资金已经取得进展，但公众教育仍然不足。地震预警系统只有在公众知道如何做出适当反应（例如，关闭炉子、躲在桌子底下）时才有用。

太平洋西北地区的防海啸准备

海啸避难所

日本湘南海滩的海啸塔

转移到高地是海啸中最安全的方法。 虽然太平洋西北部已标明疏散路线，但地震对基础设施造成的破坏将使疏散变得复杂。 因此，该地区开始建造各种海啸避难所，包括垂直海啸塔。 有些是人们可以在屋顶上聚集的建筑物。另一些则是由高架平面和楼梯组成的简单塔楼。 这些可以包括海堤和堤防，以减轻海浪对结构物的影响。 设计多种多样，但所有设计都旨在经受住地震和可能随之而来的海啸的考验。人们聚集在这些高架结构中，这些结构旨在高于海啸洪水位。

预警系统

太平洋西北地区一直使用警报器，但一些地区正在用电话、无线电和社交媒体等其他通信方式取代警报器。 与警报器不同，这些方法可以传达有关威胁规模的详细信息。这有助于居民做好适当的准备，减少过度或不足的准备。

教育

该地区的一些学校定期进行海啸演习。 这些演习可能不够充分，因为有些演习只涉及转移到学校的顶层。为了使这种策略可行，建筑物必须能够承受地震和海啸的力量。顶层也必须高于海浪高度，海浪高度可能高达 40 英尺。

日本的地震和海啸准备

地震准备

日本拥有一个复杂的地震预警系统，包括遍布全国的众多地震仪。 这些地震仪可以检测到早期震动并向公民发出警报，让他们最多有 2 分钟的时间来完成一些小的但可以挽救生命的任务。预警对于生存至关重要，但如果建筑物倒塌，关掉燃气就毫无意义。日本卓越的准备工作很大程度上源于除了预警之外的措施。在日本，面向地震的建筑规范在 1920 年代首次在城镇地区引入，并在 1950 年代在全国范围内被采用。 从那时起，日本实施了许多变化，包括加强对大型地震的准备、在新建筑开始施工前进行地面测试、加强施工期间的检查以及改造建筑以符合地震规范。在卡斯卡迪亚断裂带被发现之前，日本就已经开始实施强制性建筑法规。

日本存在着多个级别的建筑准备。 最基本的级别是强制性的，包括厚实的底座和墙壁。更高级的准备不仅是为了防止倒塌，还为了最大程度地减少震动和损坏。在中等级别，基础中使用了阻尼器来减少震动并吸收能量。在最高级别，建筑物的基础与周围土地隔离开，进一步降低了震动强度。通常，降低地震风险幅度越大，成本就越高。然而，公寓和办公场所利用地震准备工作来向公众推销自己，从而提高了技术的采用率。

太平洋火环

教育在日本的准备工作中发挥着重要作用。地震演习让人们能够在发生大地震时练习安全策略。 这种演习也将在学校举行，这种做法已被证明具有不可估量的价值。在 2011 年 3 月的地震中，即使通讯系统瘫痪且没有指示，学校的学生也做出了适当的反应。 这些学生聚集在适当的地方，然后作为预防措施疏散到更高的地方。

海啸准备

日本有一个海啸预警系统，不过与地震相比，海啸的预警时间更短。 海滨地区还设有海堤和海啸避难所。 教育仍然是日本海啸准备工作的重要组成部分；一个城镇每天都会测试海啸预警警报器，并以多种语言标注疏散路线。上述学生了解疏散路线和多个避难场所。他们的本能反应不仅挽救了自己的生命，还挽救了其他跟随他们的人的生命。

地震史

日本地震频繁发生，原因是其位于多个构造板块的交界处，并处于著名的 "火环" 上。 日本的宝塔证明了日本地震发生的悠久历史。这些古老的木结构在发生地震时很少出现损坏。 活动接头和基础隔震只是使之成为可能的众多功能中的两个。这是地震准备的传统。与太平洋西北地区不同，地震不是一个模糊的——有时是未知的——威胁。它们是日本日常生活的一部分，日本拥有相应的技术和系统来应对它们。

可概括的结论

从卡斯卡迪亚地震准备案例及其相似之处，我们可以得出以下可概括的结论

• 如果不加以处理，问题会变得更糟
• 最好早点解决问题，或者第一次就做对
• 不要等到灾难发生才去解决已知问题。

卡特里娜飓风过后新奥尔良的洪水

位于卡斯卡迪亚俯冲带附近的城市，如西雅图、波特兰和温哥华，在不知晓地震风险的情况下，已经发展了一个多世纪。在已经根据没有地震风险的假设进行大量开发的情况下，地震准备工作变得更加困难。与目前努力改造解决方案相比，提前设计建筑物和制定政策以应对地震风险将更加有效和高效。尽管存在这种困难，以及卡斯卡迪亚断裂带何时断裂的不确定性，但采取积极行动至关重要。2015 年 5 月，俄亥俄州立大学工程学教授斯科特·基尔尼在美国众议院小组委员会作证时谈到了卡斯卡迪亚断裂带：“我们需要 50 年的时间来为这场即将到来的地震做好准备。……现在采取行动的时间是在发生地震之前。每个人都需要承担一些责任，现在就开始准备。”

城市规划中的其他案例也遵循类似的叙述。例如，新奥尔良建成时，人们并不知道它极易受到飓风、洪水和全球变暖的影响。在 2001 年 卡特里娜飓风 之前，新奥尔良的快速发展超过了其飓风准备工作，并侵蚀了现有的抵御飓风的自然防御措施。新奥尔良于 1996 年通过了一个增强的雨水排水系统，但没有优先考虑实施。直到卡特里娜飓风证明了飓风带来的巨大风险后，才开始建设。 还可以看到与哈维飓风（发生在休斯敦）、旧金山的千禧塔和佛罗里达州的开普珊瑚的强烈相似之处。对这些案例的进一步研究可能有助于我们更深入地了解这些案例如何被概括以及它们可能有什么不同。

这些可概括的结论也适用于城市规划以外的其他学科。在计算机科学中，有一个关于博厄姆曲线的概念，该概念解释了在软件开发生命周期的后期，修复编程错误的成本会更高。 在医学中，重要的是及早治疗癌症，在癌症转移并扩散到身体其他部位之前。