城市是周围地区的政治、经济和文化中心,人口集中,工商业发达,极易产生地震次生灾害,且种类多、损失严重。因此,城市地震次生灾害是地震次生灾害最重要的方面。
城市地震次生灾害主要有:火灾、毒气污染、细菌污染、放射性污染、“环境污染”、瘟疫、冻灾、“盲目避震”、“盲目搭建防震棚”、“玻璃雨”、“记忆毁灭”等灾害。
本节主要详述火灾对策,兼述有毒气体污染、细菌污染,放射性污染、“盲目避震”,以及“玻璃雨”、“记忆毁灭”等对策。其他次生灾害对策在有关章节中论述。
一、城市地震次生灾害的严重性
城市地震次生灾害是很普遍的,严重的。有些地震的次生灾害损失并不次于震害的直接损失,甚至历史上还曾出现过由于次生灾害造成小震大灾的例子。
城市地震次生灾害的损失大于地震的直接损失的例子主要有美国旧金山地震,日本关东大地震和智利大地震。
1906年4月18日,美国西部太平洋沿岸城市旧金山发生一次大地震,震级8.3级。由于烟囱倒塌、堵塞及火炉翻倒,全市五十多处起火。由于大部分消防站被震坏,警报系统失灵,马路被倒塌的房子堵塞,自来水管被破坏,水源断绝、火势蔓延,温度不断升高,有些本来耐火的建筑,因内部温度达到燃点而自燃起火。大火烧了三天三夜,约十平方公里的城区被烧毁,最后炸开一条防火带,才控制了火势。火灾造成的损失比地震直接破坏的损失高三倍。
1923年9月1日,东京和横滨之间发生一次8.2级大地震。横滨市距震中六十公里,全市约五分之一的房屋完全倒塌,有二百零八处几乎同时起火。起初,火势虽很小,但因消防设备和水管被震坏,火灾无法扑灭,横滨市几乎全部被烧光。东京距震中九十多公里,由于震后未能立即切断电源,关闭煤气等原因,有二百多处同时起火。消防设备虽未被破坏,由于街道狭窄,许多地段被倒塌的房子堵塞,救火车通不过,而且所有自来水总管被震坏,水源断绝,从水沟、水井抽水,也无济于事,结果全市大火,几天之内使东京烧掉了三分之二。据日本官方统计,这次地震共倒塌房屋近十三万幢,损坏房屋十二万六千余幢,烧毁房四十四万七千幢,死亡九万九千多人,失踪四万三千多人,重伤十万人。死伤的人,大部分是由于火灾造成的。有几万人由于四面大火无路可走,拥挤在广场上籍忱而死。
1589年8月24日,福州府发生的一次六级以下的地震,由于该古城有座弹药库,地震引起爆炸火灾,造成的小震大灾的例子。据万历《福宁州志》记载:“辰刻地震。巳刻莲池上境童宅火,延烧州治,救火兵误认火药库为银库,去瓦而火箭四注,毁学官及民舍数千,州城之半空。”
近些年来,在我国城市附近地区连续发生的海城、唐山等地震,也出现了很多次生灾害,成了一定的损失。
1976年2月4日,海城、营口发生的7.3级地震,虽然震前有预报,采取了措施,也发生次生火灾60起,都及时扑灭。而震后防震棚火灾却十分严重,仅据地震后的2月到3月统计,全省发生防震棚火灾3,142起,损失近百万元,烧死424人,烧伤651人。另外还发生冻灾、冻死和窒息死亡37人,冻伤6578人。
1976年7月28日,唐山7.8级地震,在唐山市发生大型火灾5起。其中出现的酒库、火柴着火,一连烧了数日。在波及区天津市,据不完全统计,震时共发生火灾36起,由于抢救时未造成大害,但也损失百万元以上。震后防震棚火灾,无论是在震中区唐山,还是在其波及区都普遍发生。据天津市统计,从唐山地震起,到1979年12月底止,全市共发生防震火灾452起,烧死52人,烧伤56人,直接经济损失近百万元。此外,还发生毒气污染七起,使3人死亡、18人中毒。工业废渣堆滑坡一起,死亡三十多人。
1984年5月21日发生在南黄海的6.2级地震,震级不大,震中在海里,但离震中区较远的上晦、南京、南通、常州、无锡、苏州、扬州和镇江等大中城市却出现了“盲目避震”的次生灾害,据不完全统计,由此而造成250人伤亡,其中重伤50人,有8人死亡。
1985年3月29日自贡发生的4.8级地震,直接死亡仅1人,但由于“盲目避震”造成的次生灾害,却死4人,伤200多人。
1976年唐山地震后,在全国出现的“盲目搭律防震棚”次生灾害,几乎中国东部大部分地区都不同程度的搭建了防震棚,影响生产、生活,不必要地消耗了大量的财力、物力、令人瞩目。
由此看来,在地震灾害中,城市次生灾害是极为严重的。在同地震灾害斗争中,要特别注意防止城市次生灾害的发生。
二、城市地震次生灾害产生的原因及影响因素
大中城市的工矿企业,有高温高压生产工序,有易燃、易爆以及有毒物质;在居民住宅,除了大量的煤炉,还使用石油气、煤气及电器等能源。因此,城市产生次生灾害的原因极其复杂,灾害种类多,损失严重。
(一)城市地震次生灾害产生的原因
1.地震火灾产生的原因
(1)炉火引起火灾炉火包括民用炉火和工商业用炉火。由于地震震动,炉具倾倒、损坏,引起火灾。目前,该类火灾在我国占主要比例。例如;唐山地震时,宁河县芦台镇一居民户,由于房屋倒塌,打翻炉火引起火灾,三间房屋全部烧光,全家三口人无一幸免。再如:天津北郊区某饭店,唐山地震时,饭店正炸果子,高温油田幌动溢出,遇到炉火引起燃烧,将油、面及天窗全部烧毁,由于扑救及时,未造成重大损失。
(2)电气设施损坏引起火灾强烈地震时,电气线路和设备都有可能损失或产生故障,有时还会发生电弧,引起易燃物质的燃烧,产生火灾。例如,宝坻县某大队副业厂,唐山地震时,厂房倒塌,电线被砸断,火线落在易燃物质上引起火灾,将两间厂房及部分机器烧毁。又如,唐山地震时,距震中四十余公里的某变电所,一台重达六十吨的主变压器从台上滑下,外引线将套管拉裂,变压器油当即喷出;由于蓄电池全部倾倒,继电保护失去作用,引线受震强烈摆动,造成短路,打出弧光,引燃喷出的变压器油,将变压器烧毁。
(3)化学制剂的化学反应引起火灾化验室、实验室、化学仓库里的化学品剂,品种多、性质复杂。强烈地震时,各种品剂产生碰撞或掉在地上,容器或包装破坏,化学品剂脱出或流出。有的在空气中可自燃,有些性质不同的品、剂混融,产生化学反应,引起燃烧或爆炸。例如,唐山地震时,天津市某研究所实验室,金属钠瓶被砸坏,钠自燃引起火灾,将办公楼和部分仪器设备烧毁。又如,汉沽某化工厂,唐山地震时,房屋倒塌造成设备管道损坏,二氯化硅跑出,遇空气自燃引起火灾。再如,汉沽某厂药品库,唐山地震时,由于药品库里的甘油在剧烈震动时掉进强氧化剂高锰酸钾内,发生化学反应引起火灾。唐山地震时,天津该类火灾约占全部火灾的24%。
(4)高温高压生产工序的爆炸和燃烧有些生产工序,特别是化工生产中的聚合、合成、磷化、氧化,还原等工序,一般都具有放热反应和高温高压特点,极易产生爆炸和燃烧。由地震时往往停电,停水,正在进行生产的工序,由于停电造成停止搅拌和失去冷却水的控制,温度和压力骤然上升,当超过反应容器耐温耐压极限时,就可产生爆炸和燃烧。例如,唐山地震时,天津某合成脂肪截厂,因车间框架倒塌造成停电,合成塔突然升温升压,爆炸起火,车间设备全毁。又如,天津市某厂镀锌车间,唐山地震时,因电源中断,循环水停止运行,锌锅温度骤增而着火,因扑救及时,未造成灾害。再如,天津某化工厂,唐山地震时,氯乙稀单体罐爆炸产生火灾。该类火灾往往规模大,造成伤亡,损失严重。
(5)易燃、易爆物质的爆炸和燃烧易燃易爆物质有气体,液体和固体三种。主要有天气、煤制气、沼气、乙炔气、石油类产品、酒类产品、火柴、弹药等。地震时,盛装上列品的容器可能损坏,物品脱出或泄出:如遇火源,即可起火。有些物质,例如火柴、弹药,怕碰倾。地震时,由撞击和摩擦,这些物品可产生爆炸和燃烧。有些液体,如石油,地震油管或容器的损坏,液体的高速流动,产生很高静电,在喷入空间时,与某种接地体之间,成很高的电位差,引起集中放电,引燃液体形成爆炸。该类火灾往往规模大,损失严重。如,美国洛杉矶地震,由于煤气管道变形,450处漏气,引起28处火灾,发生35次爆炸事。1964年日本新泻地震时,由于油库设备部件间的摩擦引起油库起火,导致了整个城市的大火灾。又如,唐山某酒广,地震时酒库倒塌,由于摩擦产生热量,使燃烧产生火灾。再如,唐山某火柴库,地震时,库房震倒,摩擦引起火柴燃烧,产生火灾。
(6)烟囱损坏强烈地震对烟囱的破坏是很大的,由于烟囱破坏,烟火很容易飘出炉外,起火灾。例如,著名的美国旧金山地震,主要是因烟囱倒塌,烟火溢出引起的火灾。另一烟囱火灾发生在恢复生产时期。明显的烟囱破坏易于发觉,震后人们采取了措施,但对一不明显的破坏,如有的出现裂缝,有的出现折断,外表看起来完整,实际内部已损坏,当继续使用时,烟火穿出引起火灾。唐山地震后,据天津市统计,发生这样的火灾就有3l起。
防震棚火灾是震区的一个较普遍的火灾。其产生原因有两个方面。
其一防震棚多是简易临时建筑,搭建很快,很少考虑安全防火措施。建筑材料一般为笆、苇笆、油毡及塑料布等易燃材料。防震棚内空间小,各种物品靠得很紧,火种易于传。防震棚密度很大;消防通道狭窄,又没有必要的消防器材和设备,一旦着火.不易灭火,易形成“火烧连营”,造成重大损失。例如,天津大学校园内,唐山地震后搭建大量防震棚,后就发生两次大型火灾。一次烧毁防震棚164间,另一次烧毁防震棚116间。
另一方面,主要是人们缺乏防火知识,思想麻痹,用火不慎造成的。据海城地震统计,防震棚火灾的原因多以取暖、做饭,蜡烛、煤油灯引起,约占总数的80%;其次是吸烟,小玩火及电线短路等原因引起,约占总数的20%。唐山地震后的防震棚火灾,据统计,在1976:到1979年的452起防震棚火灾中,因炉火安装、使用,管理不当引起的火灾159起,占35%,于使用蜡烛、煤抽灯照明,点蚊香不慎引起的74起,占16.4%,小孩玩火的44起,占9,7%;烟乱扔未熄灭的火柴棒、烟头以及打火机灌汽油等引起的42起,占9.2%;烟道刺火引起的)起,占6.8%;天然气、液化气使用管理不当造成的28起,占6.1%;电器设备安装使用不当l起的29起,占6.4%,生产设备砸坏来经检查再次使用引起的25起,占5.5%。
2.毒气、细菌、放射性污染产生的原因.
毒气污染,细菌污染和放射性污染是城市潜在的次生灾害,其产生原因比火灾简单得多。一般局限于生产、储存及使用这些物质的部门,涉及面较小。它们产生的原因一般来自两个方面:
(1)生产车间破坏、储存容器损坏。例如,天津某化工厂,唐山地震时,液氯车间装着60吨液氯的地下罐的输氧管道开裂,液氧流出,挥发放出氯气,因及时抢救,未发生中毒事故。又如,天津某储油所,唐山地震时,八号储油罐被震裂,两股油柱从罐底旁一刻不停地往外冲出,大量瓦斯外溢,空中迷漫缕缕白烟,由于采取紧急措施未造成中毒事件。
(2)生产或使用时的失控造成。例如,天津汉沽某化工厂,唐山地震时,由于强烈的地面震动,氯气的阀门松口,氧气外溢,当时即有三名当班工人中毒,抢救无效死亡。当时虽然采取了紧急措施,但氯气还是向空中扩散了一部分。又如,天津塘沽某地毯厂,震前购进五瓶液氯。震时该厂房屋倒塌,将液氯钢瓶移至附近的水坑中,发现其中一个钢瓶跑气,在排险过程中,有排险干部、工人六人及附近居民、过路行人12人中毒。
3.“盲目避震”灾害产生的原因
“盲目避震”灾害也是城市或人口稠密地区的一个较普遍的地震次生灾害。除了客观原因外,其主要原因是,人缺乏地震知识,恐震心理严重,地震时惊慌,不正确地采取避震措施造成的。
(二)与城市次生灾害有关的因素
影响城市地震次生灾害多少和损失大小的主要因素有:
(1)城市次生灾害与震级的关系在一般情况下,震级越大,次生灾害越多,损失也重。
(2)城市发生灾害与生产力水平和产业结构的关系在不同的历史阶段,由于生产力水平和产业结构的变化,地震次生灾害的种类和规模不同。一方面,随着社会和科学的发展,有些次生灾害逐步被人们控制,逐渐消失,或已降低到最低限度,不成其灾害了。另一方面,随着社会的发展,又带来一些新的地震次生灾害的潜在因素;例如,我国历史上曾多有记载的匪灾,瘟疫和饥荒。解放后,由于社会制度的优越和社会福利事业的发展已基本根治了。相反的例于是火灾,历史上的火灾起因比较简单,灾害损失也小,基本上是由于房屋内有炉火,造成非耐火建筑群的火灾,而现代城市可以引起火灾的因素大大增加了,电气设备、化学品,剂,高温高压生产,易燃易爆物品等都可能造成地震火灾。又如,毒气污染,在唐山地震前的我国历次地震中均未发生过,而唐山地震发生在化学工业发达的天津市附近,从而使天津产生了7起毒气污染灾害。再如,在我国地震历史上,到目前为止,还没有发生过细菌污染灾害,但这种危险性是存在的,天津市有一幢储存黄菌霉素、炭疸毒菌、链球菌、沙门氏菌以及射抗元素、低本底放射元素的大楼,在唐山地震时被震成危楼,但幸免未于倒塌,震后党和政府采取了紧急措施,才避免了危险。
在相同的历史阶段,不同的产业结构和发展水平,次生灾害的种类和规模不同,产业结构越复杂,次生灾害越多,发展水平越高,灾害可能越大。日本是一个工业发达,产业结构复杂的国家,近几十年来,火灾损失是极其严重的。我国是一个发展中国家,近十几年地震次生灾害表明,种类和损失亦是不断增加的。唐山地震由于发生并波及大城市,显然次生灾害种类和规模要比邢台、海城地震要多而严重。
因此,我们在发展生产的同时,要考虑新的地震次生灾害产生的可能性,采取对策,防止新的次生灾害出现,做到有目的地控制次生灾害。例如,我国正在开始逐步建立核电站、电脑信息储存系统越来越普遍得到应用,因此我们目前就要考虑到防止放射性污染,“记忆毁灭”等次生灾害。
(3)地震次生灾害与地震地区、季节、时间的关系不同地区的自然环境、经济发展程度以及地震发生的季节、时间的不同,地震次生灾害的种类、程度都有很大的差别。
黄土塬区的地震滑坡,高山区特别是多雨而河流切割很强的横断山区的崩坍,泥石流,平原区的砂土液化与喷砂冒水都是有强烈地区特色的地震次生灾害。
北方干冷的冬季要特别警惕防震棚火灾和冻害;南方竹木结构房屋也应注意引起次生火灾;而闷热多雨的夏季,震区应注意预防疫病流行。
地震次生灾害的种类与多少与地震发生的时间有关,在白天,工厂开工、工业起火与毒气污染等灾害相对地比夜晚多。如果地震发生在居民做饭时间,则民用炉火产生灾害可能性就大。唐山地震发生在夜间,地震火灾相对较少,1870年4月11日四川巴塘63/4级地震,发生在做饭时刻,产生较大火灾。据1870年?月22日上海《华北捷报》报导:“……察觉到初震系在上午十时,当时居民家里都在生火煮饭,当屋宇崩塌后,融融大火,在片刻间遍烧全城。大火持续一个多星期”。
次生灾害还和风向风力有关。在大风季节,火灾容易蔓延造成大型火灾,损失增大。如关东大地震时,先是南风,后转为西风,最后转成北风。夜间最大瞬间风速为21.8米/秒。火焰随风呼啸旋转,造成大灾难。再如,据《清档,军机处录付奏折286号》记载,i870年4月11日巴塘地震“四处火光倏起,加以疾风,烟焰飞卷,延烧甚猛”,“风助火势、越烧越旺,大有烧遍全村之势。”毒气污染、细菌污染与风向关系更大,在下风就可能受害中毒,在上风就可能无事。例如唐山地震时大沽化工厂的一次氯气失控,幸好下风口无居民,未造成灾害。
(4)地震次生灾害与实施对策的关系地震次生灾害是否发生,发生后的灾情大小,和震前震后是否采取对策关系很大。唐山这样大的地震,震级与日本关东地震相当,而且震中位于城市,但地震发生的火灾仅40多起,其他次生灾害也较少,损失相对较小。除了客观上的原因外,震前预防准备和震时、震后实施对策起了很大的作用。1974年国务院发布了“华北地区可能发生中强地震”的中期预报意见以后,天津市采取了不同程度的防震抗震准备。其主要对策有:
发电,供电部门普遍安装了自动掉闸装置。地震时,天津市的三个发电厂十八台机组有八台掉闸停机,六个主要变电站中的二个掉闸。汉沽变电站被破坏。这样的停电,防止了有八台掉闸停机,六个主要变电站中的二个掉闸。
发电厂,化工厂等易燃,易爆部门普遍进行了加固,防止了电器,化学物品引起的地震次生灾害。如天津市某发电厂,震前对蓄电池、变压器,通讯等易受震害的部门,采取了加固措施。天津某化工厂的工人们,用业余时间,利用下脚料将液氯交换器连成牢固的整体。
③发电厂、化工厂及一些工厂的动力车间,震前制定了临震应急措施,并广为宣传落实。地震发生后,工人们能立即采取这些措施,避免了次生灾害的发生。例如,天津某造纸厂的动力车间,地震时,锅炉室操作室被震塌,供电中断,4台锅炉水温急剧上升,随时都有爆炸的危险。工人们冒着危险,迅速扒开压在天然气闸门上的破瓦木板,关掉十八个天然气节门,然后利用气泵向锅炉里泵水,直到锅炉达到安全水位为止。另外2台气泵管道被砸坏,他们当机立断,以最快速度冲上16米高的锅炉顶,关掉主气门,同时打开风板,加强冷却,避免了事故的发生。又如;天津某天然气加压站,震时,工人们立即切断电源,截断加压站的总进、出口阀门,登上20多米高的三万立米贮气罐顶部,扛开放空阀,将天然气放空,塘沽某储油厂,震后,八号罐底破裂,两股油柱往外冲出,空中冒着缕缕白烟,瓦斯气味到处弥漫,赶到现场的某部队指战员和消防队员迅速采取措施。封锁所在地区;管理烟火,耐心说服来往行人留下火柴;打火机和其它易燃品,堵下水道、筑围埝,阻挡汽油通往海河:采取技术措施,将油转移到其他油罐;最后处理现场。军民坚持战斗一星期,直到瓦斯气体大部分消失后才撒了岗,避免了一场火灾事件。
④广大士人、干部、技术人员在地震时坚守岗位,及时扑救次生灾害,阻止了次生灾害的漫延。例如,天津某化工厂,地震时,合成车间起火,工人、干部、技术人员冒着危险关闭阀门,控制火源,保证了聚合釜的安全。又如,天津某金属制品厂镀锌车间,锌锅里的锌液起火工人们采取措施及时灭火,后来余震又使火起,再次进行扑灭。
城市地震次生灾害对策
城市地震次生灾害和一般地区通常情况下灾害不同,其特点和制定对策的原则是:
1.城市地震次生灾害具有多样性、多发性、同时性和诱发性等特点。制定次生灾害对策,须考虑同时采取多种措施,多兵种、多路同时作战。
2.地震次生灾害是地震后发生的灾害,因地震已经造成了房屋倒塌,交通阻塞,设备破坏,物资压埋.水源中断,人心恐慌、顾此失彼,正常情况下很容易解决的问题.这时却很解决。对付次生灾害,必须坚持以预防为主的方针,震前必须有足够的物质、思想准备,震时才能顺利开展救治。
3.不同城市,由于所处地理环境、气候条件不同,城市发展程度也不同,地震次生灾害类及严重性则不同。制定次生灾害对策,必须因地制宜,根据城市自身特点有针对性地采取对策。
4.城市地震次生灾害与社会的发展有着密切的关系,随着生产力的不断发展,产生新的地震次生灾害对策,要考虑生产力发展水平,有预见性地提出预防新的次生灾害对策,达到控制次生灾害的目的。
5.平战结合、专业与民防相结合是我国地震工作的特色,要重视平时和民防工作对防救次生灾害的重要作用。