Lentis/Cascadia 地震準備

卡斯卡迪亞俯衝帶的結構

卡斯卡迪亞俯衝帶是位於太平洋西北部海岸外的匯聚板塊邊界（也稱為斷層線）。它位於太平洋底部，胡安德富卡板塊與北美板塊相遇的地方。該斷層線綿延 700 英里，從北加州的門多西諾角開始，沿著喀斯喀特山脈延伸，最終到達加拿大的溫哥華島。 鑑於其長度顯著，卡斯卡迪亞俯衝帶在破裂時可能產生強大的巨型地震。 在本Lentis 案例研究章節中，我們考察了卡斯卡迪亞俯衝帶的風險以及為可能發生的卡斯卡迪亞地震所做的現有準備工作。我們還將太平洋西北地區的這些準備工作與日本（地震發生頻率更高）的準備工作進行了比較，並討論了可以得出的可推廣結論。

來自卡斯卡迪亞俯衝帶的風險

太平洋西北部海岸外的卡斯卡迪亞俯衝帶

研究人員預測，卡斯卡迪亞俯衝帶可能產生高達 9.2 級的地震。與太平洋西北部過去的地震相比，這將造成更大的破壞。與日本和阿拉斯加等幾乎每年都會發生大地震的地方不同，太平洋西北部可能大約每 240 年發生一次 8 級地震，每 500 年發生一次 9 級地震。俄勒岡州、華盛頓州和不列顛哥倫比亞省的居民必須為重大的地震風險做好準備。

一次重大的卡斯卡迪亞地震可能會引發海嘯，在最初地震發生後的 30 分鐘內襲擊俄勒岡州、華盛頓州和不列顛哥倫比亞省的海岸。目前的估計預測，在卡斯卡迪亞 9.0 級地震後，海浪高度約為 30 英尺。 高風險地區有 94,500 名居民，可能還包括許多額外的海灘遊客。很難教育這些遊客瞭解海嘯疏散路線。  關鍵的疏散道路將在地震期間受損，這將使海嘯疏散變得困難。由於海嘯威脅是最近才被發現的，許多城鎮直到 1995 年才被允許在海岸線上建造學校和醫院。

在這樣的事件發生後，海岸線上醫院和汙水系統的恢復將需要大約三年時間。此外，美國聯邦緊急事務管理署預計將需要為一百萬名流離失所的居民提供住所，併為二百萬五千人提供食物和水。在地震和海嘯之間，將有近一萬三千人喪生，兩萬七千人受傷。

卡斯卡迪亞俯衝帶的風險直到 1980 年代才被人們所知。該斷層線從未斷裂或在有記錄的歷史中造成過地震，因此被認為是良性的。然而，在 1986 年，一位研究人員找到了卡斯卡迪亞斷層線以前斷裂的證據。進一步的研究表明，這次斷裂發生在 1700 年 1 月，引發了北美大陸歷史上最大的一次地震，並引發了海嘯，海嘯在十個小時內橫跨太平洋並襲擊了日本海岸。俄勒岡州立大學地球物理學教授克里斯·戈德芬格說：“我們對它瞭解得越多，我們就越不喜歡它，因為它正在成為一個巨大的危險。”

太平洋西北地區的抗震準備

太平洋西北部在抗震準備方面落後於其他地震多發地區。西雅圖和波特蘭等城市在 20 世紀初迅速擴張，當時人們還沒有意識到任何地震風險。西雅圖和波特蘭直到 1970 年代才實施第一個抗震建築法規。雖然新建建築有明確的要求，但沒有現行法律強制要求對老建築進行加固。

建築加固

西雅圖最初試圖在 1970 年代強制要求加固。由於大多數西雅圖居民在當地生活期間從未經歷過地震，因此他們認為抗震準備不是合理使用資金。從長遠來看，主動加固建築物可以防止財務損失和人員傷亡。然而，加固成本很高，通常每平方英尺的成本在 20 美元到 60 美元之間。在許多公寓樓中，房東沒有足夠的資金進行加固。西雅圖不到 15% 的老式無筋磚石建築進行了加固。

溫哥華的基礎設施也無法充分抵禦大地震。市政府估計，該市 116 所學校中的 50 所在地震期間特別容易倒塌。該市 20 個消防站中只有 6 個符合現行建築規範；在地震後，撲滅不可避免的大火將是一項艱鉅的任務。與西雅圖類似，為溫哥華的加固過程爭取公共資金一直很緩慢，也很困難。

人類準備

準備工作還包括教育太平洋西北部的居民。除了建築倒塌之外，室內家居物品在地震中也可能很危險（例如，傢俱倒塌、玻璃破碎）。雖然在地震時固定房屋內的物品是一項簡單的任務，但很少有居民做好充分的準備。個人還必須儲存足夠的食物和水，以維持 7-10 天。由於許多橋樑和高速公路可能被毀壞，華盛頓的奧林匹克半島部分地區可能會被孤立。完全恢復基礎設施可能需要數年時間，因此，居民能夠在地震後最初的幾周內獨立生存至關重要。

地震預警系統將非常有用。由於地震將發生在離主要城市數百英里的海中，因此有可能向數百萬公民發出預警。雖然地震預警系統的研究和實施資金已經取得進展，但公眾教育仍然不足。地震預警系統只有在公眾知道如何做出適當反應（例如，關閉爐子、躲在桌子底下）時才有用。

太平洋西北地區的防海嘯準備

海嘯避難所

日本湘南海灘的海嘯塔

轉移到高地是海嘯中最安全的方法。 雖然太平洋西北部已標明疏散路線，但地震對基礎設施造成的破壞將使疏散變得複雜。 因此，該地區開始建造各種海嘯避難所，包括垂直海嘯塔。 有些是人們可以在屋頂上聚集的建築物。另一些則是由高架平面和樓梯組成的簡單塔樓。 這些可以包括海堤和堤防，以減輕海浪對結構物的影響。 設計多種多樣，但所有設計都旨在經受住地震和可能隨之而來的海嘯的考驗。人們聚集在這些高架結構中，這些結構旨在高於海嘯洪水位。

預警系統

太平洋西北地區一直使用警報器，但一些地區正在用電話、無線電和社交媒體等其他通訊方式取代警報器。 與警報器不同，這些方法可以傳達有關威脅規模的詳細資訊。這有助於居民做好適當的準備，減少過度或不足的準備。

教育

該地區的一些學校定期進行海嘯演習。 這些演習可能不夠充分，因為有些演習只涉及轉移到學校的頂層。為了使這種策略可行，建築物必須能夠承受地震和海嘯的力量。頂層也必須高於海浪高度，海浪高度可能高達 40 英尺。

日本的地震和海嘯準備

地震準備

日本擁有一個複雜的地震預警系統，包括遍佈全國的眾多地震儀。 這些地震儀可以檢測到早期震動並向公民發出警報，讓他們最多有 2 分鐘的時間來完成一些小的但可以挽救生命的任務。預警對於生存至關重要，但如果建築物倒塌，關掉燃氣就毫無意義。日本卓越的準備工作很大程度上源於除了預警之外的措施。在日本，面向地震的建築規範在 1920 年代首次在城鎮地區引入，並在 1950 年代在全國範圍內被採用。 從那時起，日本實施了許多變化，包括加強對大型地震的準備、在新建築開始施工前進行地面測試、加強施工期間的檢查以及改造建築以符合地震規範。在卡斯卡迪亞斷裂帶被發現之前，日本就已經開始實施強制性建築法規。

日本存在著多個級別的建築準備。 最基本的級別是強制性的，包括厚實的底座和牆壁。更高階的準備不僅是為了防止倒塌，還為了最大程度地減少震動和損壞。在中等級別，基礎中使用了阻尼器來減少震動並吸收能量。在最高級別，建築物的基礎與周圍土地隔離開，進一步降低了震動強度。通常，降低地震風險幅度越大，成本就越高。然而，公寓和辦公場所利用地震準備工作來向公眾推銷自己，從而提高了技術的採用率。

太平洋火環

教育在日本的準備工作中發揮著重要作用。地震演習讓人們能夠在發生大地震時練習安全策略。 這種演習也將在學校舉行，這種做法已被證明具有不可估量的價值。在 2011 年 3 月的地震中，即使通訊系統癱瘓且沒有指示，學校的學生也做出了適當的反應。 這些學生聚集在適當的地方，然後作為預防措施疏散到更高的地方。

海嘯準備

日本有一個海嘯預警系統，不過與地震相比，海嘯的預警時間更短。 海濱地區還設有海堤和海嘯避難所。 教育仍然是日本海嘯準備工作的重要組成部分；一個城鎮每天都會測試海嘯預警警報器，並以多種語言標註疏散路線。上述學生了解疏散路線和多個避難場所。他們的本能反應不僅挽救了自己的生命，還挽救了其他跟隨他們的人的生命。

地震史

日本地震頻繁發生，原因是其位於多個構造板塊的交界處，並處於著名的 "火環" 上。 日本的寶塔證明了日本地震發生的悠久歷史。這些古老的木結構在發生地震時很少出現損壞。 活動接頭和基礎隔震只是使之成為可能的眾多功能中的兩個。這是地震準備的傳統。與太平洋西北地區不同，地震不是一個模糊的——有時是未知的——威脅。它們是日本日常生活的一部分，日本擁有相應的技術和系統來應對它們。

可概括的結論

從卡斯卡迪亞地震準備案例及其相似之處，我們可以得出以下可概括的結論

• 如果不加以處理，問題會變得更糟
• 最好早點解決問題，或者第一次就做對
• 不要等到災難發生才去解決已知問題。

卡特里娜颶風過後新奧爾良的洪水

位於卡斯卡迪亞俯衝帶附近的城市，如西雅圖、波特蘭和溫哥華，在不知曉地震風險的情況下，已經發展了一個多世紀。在已經根據沒有地震風險的假設進行大量開發的情況下，地震準備工作變得更加困難。與目前努力改造解決方案相比，提前設計建築物和制定政策以應對地震風險將更加有效和高效。儘管存在這種困難，以及卡斯卡迪亞斷裂帶何時斷裂的不確定性，但採取積極行動至關重要。2015 年 5 月，俄亥俄州立大學工程學教授斯科特·基爾尼在美國眾議院小組委員會作證時談到了卡斯卡迪亞斷裂帶：“我們需要 50 年的時間來為這場即將到來的地震做好準備。……現在採取行動的時間是在發生地震之前。每個人都需要承擔一些責任，現在就開始準備。”

城市規劃中的其他案例也遵循類似的敘述。例如，新奧爾良建成時，人們並不知道它極易受到颶風、洪水和全球變暖的影響。在 2001 年 卡特里娜颶風 之前，新奧爾良的快速發展超過了其颶風準備工作，並侵蝕了現有的抵禦颶風的自然防禦措施。新奧爾良於 1996 年通過了一個增強的雨水排水系統，但沒有優先考慮實施。直到卡特里娜颶風證明了颶風帶來的巨大風險後，才開始建設。 還可以看到與哈維颶風（發生在休斯敦）、舊金山的千禧塔和佛羅里達州的開普珊瑚的強烈相似之處。對這些案例的進一步研究可能有助於我們更深入地瞭解這些案例如何被概括以及它們可能有什麼不同。

這些可概括的結論也適用於城市規劃以外的其他學科。在計算機科學中，有一個關於博厄姆曲線的概念，該概念解釋了在軟體開發生命週期的後期，修復程式設計錯誤的成本會更高。 在醫學中，重要的是及早治療癌症，在癌症轉移並擴散到身體其他部位之前。