[AI書庫] 第六章 城市與基礎設施的防災
搖晃的列島,記憶的人們
第六章 城市與基礎設施的防災
金景珍律師
耐震設計與建築
當地震的搖晃與建築物原本具備的固有週期吻合時,就會發生名為共振的現象,導致災害大幅擴大。因此,耐震設計不僅僅是把建築物蓋得堅固,更是連同這種複雜的搖晃特性一併考量的工作。在日本,2000年以後平均每年發生兩次震度6弱以上的地震,因此耐震技術 become 成為一項必須不斷發展並持續應用的課題。建築物承受地震的方式主要分為三種。耐震結構是將建築物本身蓋得堅固以對抗搖晃的方式;制震結構是在建築物內部安裝阻尼器等裝置以吸收振動能量的方式;隔震結構則是在建築物與地面之間安裝特殊裝置,使地面的搖晃不致直接傳遞至建築物而將兩者分離的方式,連建築物內部的物品也能得到保護而不致劇烈搖晃。實際上,採用隔震結構的醫院在強震中損害較輕微的案例已多次獲得證實。
1981年新訂定的耐震基準是日本建築史上的巨大轉折點。該基準將重點放在即使發生震度6以上的大地震,建築物也不會倒塌並能保護人的生命。然而,1995年的阪神·淡路大地震暴露了這項新基準的漏洞。因地震身亡的人中約有90%是在家中遭建築物壓死,其中相當一部分是依1981年以前舊基準建造的木造住宅。依新基準建造的建築物損害普遍較輕,但在此之前建造且未達新基準的建築物依然大量存在,進而導致了大規模的災害。這場地震展現了一個事實:無論法律如何完善,若不實際改造現有建築物,危險依然會留存。
老舊建築物的脆弱性至今仍是日本城市防災的大課題。1923年關東大地震時,東京的木造住宅在地盤軟弱之處因長週期震動而嚴重倒塌,其中被稱為下町的低窪密集區域更因重疊火災而遭受巨大損失。時至今日,全國5,250萬戶一般住宅中,仍有250萬戶未達新耐震基準。像學校、百貨公司、醫院這樣供眾多人員使用的44萬個設施中有2萬個,以及強制進行耐震檢查的1萬5千個建築物中有4千個依然未達基準。以2020年為準,多眾使用建築物的耐震化目標值為95%,但有2萬棟未能達到此目標。
學校與醫院在災害發生時會成為避難與救護活動的中心,因此這些設施的耐震性能比什麼都重要。1995年阪神·淡路大地震後,政府指定地方政府廳舍、警察署、醫院、學校為緊急時期可使用的據點並加以妥善管理。然而,依然並非所有學校與醫院都能完美達到最新基準,越是地方的小型設施,在進行耐震補強時所面臨的困難就越大。
耐震補強需要花費資金。雖然投入約100萬日圓就能大幅提升建築物的耐震性能,但50萬日圓左右的補強可能會讓人覺得效果不明顯,而且隨著柱子變粗或不習慣的位置加入斜撐,有時也會導致生活不便。在像銀座這樣建築物密集繁華的街區,難以確保施工空間,再加上施工期間必須暫停營業以及租金負擔重疊,導致耐震補強被推遲的情況屢有報導。這種狀況使得發生地震時在當地工作與往來通行的人們 directly 暴露於危險之中。
城市規劃與重建也與耐震建築密不可分。1923年關東大地震後,東京制定了新的城市規劃法並立下重建計劃,在7年間完成了復原。然而由於預算不足,木造住宅密集的區域被直接放任不管,這成了日後二次大戰空襲時火勢大幅蔓延的原因。2011年東日本大地震之後,在海嘯曾淹沒的區域禁止居住或限制土地利用的措施,也曾出現延誤復原計劃制定、使受災戶的生活穩定與重返生業變得困難的案例。石卷市立醫院最初決定在原址重建,但因市民的反對而改為遷移至其他地方,導致復原遭到了延誤。地震動給建築物帶來的損害不僅取決於強度,還會因持續時間與週期而異。長週期的地震動會與高層大樓發生共振,導致長時間劇烈搖晃。因此,政府正透過斜撐、阻尼器、箍筋補強、邊坡補強、地下埋設管道補強等多種方法推動耐震化。
本章根據
擷取資料根據:京都大學 春秋講座「回顧平成地震災害」清野純史、「探索地震之謎」加藤愛太郎、SRC-PDF-139 備戰日益劇烈之自然災害的附帶照護設施高齡者住宅(免震化推進的課題與解決方案)、【最深日本】地震特輯(1981年新耐震基準與1995年阪神大地震)、SRC-PDF-069 DAMAGE RATES OF VARIOUS KINDS OF STRUCTURES(1923年關東大地震)、SRC-PDF-122 OVERVIEW OF THE 1995 HYOGO-KEN NANBU EARTHQUAKE、SRC-PDF-013 ISSUES OF ORGANIZATION AND LAW REGULATION、2020年度 第3期講座「在靜岡不可不知的地震、火山與防災」、【防災講演會】京都大學名譽教授 鎌田浩毅、20230529 UPLAN 石橋克彥、【超衝擊】嚇到睡不著的地震故事、2011/07/24(3) 東日本大震災論壇、【Japanese podcast】 Be Prepared!、地震與火山之國 日本 上野將典、必然發生的南海海槽巨大地震。
城市規劃
2011年東日本大地震明確揭示了既存防災系統與預測模型所擁有的極限。當時顯露出的事實是,災害可能以超越預先設定的情境(日語中稱為「想定外」)之規模與型態襲來。因此,城市規劃必須成為一項長期且具彈性的策略,從平時的土地利用、設施配置、住民教育,到災害發生的瞬間應對,以及其後的復原,皆囊括其中。
在海岸地區,多快利用避難路線決定了生死。在一項模擬中顯示,若在地震發生5分鐘後開始避難,在海嘯到達前所有人都能撤離,但10分鐘後會有一人犧牲,15分鐘後有相當多的人,20分鐘後幾乎所有人人都會被海嘯吞沒。這一結果再次證實了不應等待警報器或廣播,而應立即向高地移動的事實。在德島縣美波町等地區,居民自行整修避難路線,並製作並發放記載了何時、往何處、如何避難的個人卡片,制定符合當地情況的計劃。
大地震襲擊市中心時,交通會在瞬間癱瘓。若首都圈發生地震,主要道路可能因遭遺棄的車輛與受損的道路設施而被堵塞,造成極度擁塞。警察為了確保緊急車輛行駛的路徑,正準備實施阻止車輛進入市中心並在緊急輸送路上禁止一般車輛通行的方案。被稱為「八方向作戰」的計劃,是一項以預計受害相對較少的路線為中心,在48小時內確保市中心緊急通行路徑的構想。然而,住宅區狹窄的小巷依然容易被障礙物堵塞,可能衍生出救援隊遲到、物資補給困難,以及使用輪椅的人完全無法通行的問題。
將村落遷至高地是日本自古以來採用的代表性海嘯對策。1933年昭和三陸海嘯發生後,岩手縣與宮城縣有100多個村落遷移到了高地。然而在2011年東日本大地震時,這些遷移過的村落中也有許多再次發生了房屋被沖走的嚴重災害。這是因為2011年的海嘯遠大於昭和時代的海嘯,加上遷至高地經過80年後,人們又開始在過去的淹水區域居住。災害的記憶變淡,防波堤等設施反而給予了安全感,從而再次將人們引誘回危險的低窪地區。因此,近來的城市規劃超越了遷移整個村落,朝著至少先將醫院或幼兒園等核心設施遷至高地的方向發展。在美波町,醫院與幼兒園被遷至高地,這是基於以下判斷:只要孩子處於安全的地方,父母就不會冒險前往危險處接孩子,而是會自行避難。同時也強調利用災害潛勢圖(Hazard Map)預先確認各地區預計會遭受何種損害,以及應向何處避難。
港口與海岸地區對海嘯及土壤液化十分脆弱。在2011年之前,三陸海岸雖然設有以明治與昭和時代大型海嘯為基準的10公尺高防波堤,但仙台灣或常陸海岸的防波堤卻僅以颱風風暴潮為基準建造約6公尺高。2011年的海嘯超越了所有這些預測,造成了廣泛的災害。經歷這次經驗後,日本引進了名為L1與L2的兩階段海嘯概念。L1海嘯是數十年至100年發生一次、頻率相對較高的海嘯,目標是以防波堤等硬體設施加以抵禦。L2海嘯則是像2011年那樣千年一遇的超大型海嘯,認為無法僅靠設施完全抵禦,目標是透過綜合城市規劃與快速避難等軟體對策將人員傷亡降至最低。
像東京這樣人口密集的巨型城市重疊著多重危險。1923年關東大地震時,東京的木造住宅在地盤軟弱地區因長週期震動而嚴重倒塌,像下町這樣的低窪密集區域更重疊了火災與土壤液化造成的淹水,遭受了巨大的損失。時至今日,東京所謂的「0公尺地帶」若河川堤防決堤,仍懷抱著大規模淹水的風險。未顯露於地表的伏在斷層隱藏在厚重堆積層下方的事實,對人口密集的地區而言也是潛在的危險因素。
災害後重建城市的工程交織著行政、財政與社會性的困難。1923年關東大地震後,東京雖然在7年間完成了復原,但因預算問題,部分木造密集區域被放任不管,成為日後火災擴大的原因。2011年東日本大地震後,因各部會各自為政的垂直行政與局部最佳化,導致復原計劃延誤的情況屢見不鮮。大規模災害加劇了人口減少與高齡化等社會結構問題,規模越小的地方自治體,復原所需的資源與人力就越匱乏,因而陷入巨大困境。要因應這些問題,需要從災害發生前就由居民共同參與、預先構想災害後城市樣貌的「事前復原計劃」。
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擷取資料根據:SRC-PDF-013 ISSUES OF ORGANIZATION AND LAW REGULATION、東日本大震災と南海トラフ地震の接続点(土木学会note)、令和4年度北海道防災気象講演会、【3/11WEB防災セミナー】南海トラフ巨大地震を迎え撃つ、後方カメラ映像・令和8年6月23日講演会「首都直下地震への対応」、SRC-PDF-007 Examining Causes of Dwellings in the Lowlands、[東日本大震災]「大切な人に届けこの想い」、<未公開映像追加>南海トラフ地震に備える(JAMSTEC)、京都大學 春秋講座「回顧平成地震災害」清野純史、SRC-PDF-012 Inundation areas and deposits of the 2011 and 869 Jogan tsunamis、SRC-PDF-065 NEWSPAPER REPORTS ON EAST JAPAN GREAT EARTHQUAKE、SRC-PDF-014 Detailed Seismic Intensity Distribution(1923年關東大地震)、【超衝擊】嚇到睡不著的地震故事、【巨大地震注意】日本列島の活断層、【最深日本】地震特輯、SRC-PDF-091 巨大災害と地震保険、SRC-PDF-138 復興の二重構造を超克し(阪神·淡路大地震30年檢證與南海海槽地震)、20230529 UPLAN 石橋克彥。
事前復原計劃
大規模災害因無法預測的特性以及多重損害交織的複雜性,給整個社會帶來巨大的衝擊。精準短期預測地震與海嘯何時發生、規模多大,即便是以現在的科學技術也無法做到,而這項極限更加凸顯了能夠減少災後混亂並加速恢復的「事前復原計劃」之重要性。2011年東日本大地震後,日本深感既存防災系統的極限,痛切體會到需要一套涵蓋從災害發生前到復原全過程的災害管理體系。
災害發生時最先面臨的問題是電力、自來水、瓦斯等生活基礎設施中斷。雖然有「電力一天、自來水三天、瓦斯一週」的說法,但在1995年阪神·淡路大地震時,電力耗費了1週、自來水3週、瓦斯甚至長達2個月才恢復,2011年東日本大地震中也出現了類似的延誤。停水會引發廁所問題,經歷停水與停電的人口中約有一半無法使用廁所,廁所設施要完全恢復甚至需要約30天的時間。
災後復原不僅止於將倒塌物重建。東日本大地震當時產生的海嘯堆積物高達516萬至826萬立方公尺。處置如此龐大數量的廢棄物直接影響了復原速度,初期光是籌措臨時堆放空間就遭到了延誤。日本環境省與國土交通省制定了不直接丟棄這些廢棄物與堆積物、而是將其作為復原工程所需地盤材料重新利用的指南與基準。在復原公共設施時,往往會在照原樣復原的「原形復原」,與朝減少未來風險方向重新考量設施目的與功能的「迴避災害型改善復原」之間產生爭議。石卷市立醫院最初決定在原址重建,後因市民反對改為遷移至其他地方而導致復原延誤,成為對此具代表性的案例。
復原過程中最大的障礙之一是稱為垂直行政的問題。中央政府的各個部會各自適用不同的法律與規定推進事業,導致在同一區域內事業彼此脫節、協調延誤的情況頻生。例如,單就高地遷移事業而言,國土交通省負責的防災集團遷移事業與農林水產省負責的漁業村落防災機能補強事業分頭進行,加劇了現場的混亂。這種局部最佳化拖慢了復原速度,並成為損害居民信任的原因。為了解決這一問題,亦有人提出將中央政府與地方自治體的復原業務匯集一處,並整合權限、資金與人力的復原支援組織之建議。
僅靠地方自治體的力量往往難以承受重大災害。人口未滿20萬人的中小型市町村,平均職員人數市級為1,030人,町村級僅為260人左右,一旦發生重大災害,整個組織面臨著一舉癱瘓的危險。東日本大地震時,許多市町村因行政機能癱瘓與人力損失,在初期應對與復原業務上遭受了重大衝擊。在這種狀況下,極需國家與廣域自治體從一開始就積極介入,代行市町村的業務並派遣專家與資源的廣域合作體系。
由居民直接參與、在災害發生前即制定復原計劃的事前復原計劃,成為同時守護復原速度與居民信任的金鑰匙。在高知縣與德島縣等地區,正針對南海海槽地震進行因應,開展與居民一同構想想要打造何種村落的工作。在美波町,自災害發生前便將醫院與幼兒園遷至高地,優先確保孩子的安全,讓父母得以安心避難。
長久以來,日本的災後復原展現出一種雙重結構:優先推動基礎設施重建、城市規劃與經濟恢復等制度性復原,而將居民的生活重建、社群恢復以及心理支援等以人為本的復原推遲於後。道路與建築物迅速重建,居民的生活與社群卻長期陷於困境,這種不平衡有時被稱為復原災害。在2024年能登半島地震中,亦有指出這種令人熟悉的雙重結構再次重演。日本政府在2025年《防災白皮書》中表示,正將能登半島地震的教訓反映於南海海槽巨大地震與首都圈直下型地震的因應討論中;而2024年能登半島地震檢證小組的運作,正是為了確認緊急應對的優點與改善點。這與日本將過往災害作為防備下一次災害之素材的長期脈絡遙相呼應。
人口減少與高齡化為復原增添了新的困難。在生產年齡人口未滿40%或15歲以下人口未滿20%的地區,一旦發生重大災害,復原所需的人力本身極度匱乏,令人質疑復原是否真的可行。針對未來可能出現數十萬至100萬人規模的長期受災戶之可能性,亦有指出從臨時住宅經由復原住宅過渡至永久住宅的既存直線模型已不再適用。作為替代方案提出的假設市街區構想,超越了單純發放臨時住宅,而是打造兼具學校、醫院、商店、公園等城市機能的臨時城市空間,支援居民在長期的避難生活中仍能維持穩定的城市生活。然而,以法律與制度為其提供支撐的工作尚未完成。
本章根據
擷取資料根據:SRC-PDF-013 ISSUES OF ORGANIZATION AND LAW REGULATION、2017/11/23「地震短期預測與防災體制」長尾年恭、SRC-PDF-031 し尿処理における大規模地震災害対応に関する研究、<未公開映像追加>南海トラフ地震に備える(JAMSTEC)、SRC-PDF-004 Distribution and physicochemical properties of tsunami deposits(2011)、SRC-PDF-007 Examining Causes of Dwellings in the Lowlands、2023年度【四國地區③】要如何迎戰南海海槽地震、SRC-PDF-138 復興の二重構造を超克し、東日本大震災と南海トラフ地震の接続点、【3/11WEB防災セミナー】南海トラフ巨大地震を迎え撃つ、【第1部:講演】大地震的證言與記錄(磐城市官方)/日本醫師會專題研討會、牧紀男「南海トラフ地震災害からの復興を考える」京都大學防災研究所公開講座。
最新官方資料:內閣府2025年防災白皮書英文版(https://www.bousai.go.jp/en/documentation/white_paper/pdf/2025/R7_hakusho_english.pdf)、防災白皮書第二章(https://www.bousai.go.jp/en/documentation/white_paper/pdf/2025/01_chap_02.pdf)、日本氣象廳2024年能登半島地震門戶網站(https://www.jma.go.jp/jma/en/2024_Noto_Peninsula_Earthquake/index.html)、能登半島地震海嘯現地調查PDF(https://www.jma.go.jp/jma/press/2401/26a/20240126_tsunamichousakekka.pdf)。














