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Loma Prieta地震30年,加州啟地震預警系統

1989年10月17日,舊金山灣區發生里氏6.9級地震。這場源於San Andreas斷層的Loma Prieta地震,其震中位於Santa Cruz縣的Nisene Marks國家公園,其巨大能量向北而行,沿途摧毀了Marina district、Santa Cruz市中心、Oakland的Cypress Structure以及海灣大橋的一部分,造成63人死亡,3757人受傷,366個商家和11000多所住房被毀,直接財產損失超過60億美元。

作為對Loma Prieta地震30周年最好的紀念,加州正式啟用全州地震預警系統Shake Alert,成為美國第一個推出全州地震預警系統的州。這個預警系統是基於數百個遍布全州的傳感器來測量地面運動。當地震開始時,傳感器收集其早期能量,並向位於Pasadena的美國地質普查局U.S. Geological Survey發送即時信號。然後,由電腦通過加州的無線緊急警報系統發出警報。屆時,人們的手機會發出響亮的警報聲,屏幕上會彈出一條警告,地震即將來臨,蹲下,隱蔽,堅持住drop, cover and hold on。人們可以利用幾秒到幾十秒的預警,遠離可能砸到他們的東西,把車開到路邊,或者以其他方式減少受傷的風險。專家們說,雖然幾秒鐘的警告看起來並不長,但它能起到很大的作用。警報可以觸發自動設備停止電梯,這樣電梯就不會卡在高樓的樓層之間;可以打開消防站的門,讓消防車出去;可以關閉管道閥門,防止化學品泄漏;還可以提醒醫院的外科醫生停止精細的手術。

加州地震預警網絡是由美國地質普查局U.S. Geological Survey、加州應急服務辦公室California Office of Emergency Services、加州大學伯克利分校UC Berkeley和加州理工學院CalTech共同開發的。到目前為止,已在加州的斷層沿線安裝了傳感器697個,在華盛頓州和俄勒岡州安裝了285個。這個系統還在不斷改進和擴展過程中,目標是到2021年共安裝傳感器1650個,其中在加州安裝1115個。同時開發一些項目,讓中小學的老師和學生得到更早的警報。

就在Loma Prieta地震30周年的前夕,灣區發生了2次中等程度的地震。據美國地質普查局報道,10月14日晚在東灣Concord 和Pleasant Hill發生的4.5級地震源於Hayward斷層和Calaveras斷層之間的一個未命名的斷層上。震感從Sacramento一直傳到Santa Cruz,是近年來襲擊東灣最大的地震之一。10月15日下午,Santa Cruz縣的Tres Pinos附近也發生了4.7級地震,源於San Andreas斷層,在Hollister附近爆發,San Jose和南灣都能感覺到。據美國地質普查局稱,在過去20年里,Tres Pinos以南地區發生里氏4.0級以上地震共9次。Santa Cruz縣應急服務經理Rosemary Anderson說,該地區發生另一場毀滅性規模的地震是不可避免的。美國地質普查局預測,未來30年加州發生6.7級或以上地震的可能性為99%,灣區發生6.7級或以上地震的可能性為72%,而Hayward斷層發生6.7級或以上地震的可能性為33%。

據美國地質普查局數據,30年來政府機構、私營部門和非營利部門在舊金山灣區投資730億至800億美元進行了700項結構改造和更換,以打造一個能更好地抵禦地震災害的大都市地區。醫院更堅固了;橋樑和高架公路得到了更好的支持;天然氣管道配備了抗震電氣設備、彈簧式金屬輸電線和故障區域的自動切斷氣閥;供水管道在地震時可能會彎曲,但不會斷裂。

Swenson Builders公司負責對San Jose的St. James Hotel、Hayes Mansion、Security Building、Letitia Building和Knox-Goodrich Building等危險建築進行無加固砌體翻新。該公司的高級副總裁Ron Cote說,老建築的翻新項目必須加固、加強,並經常需要保留歷史元素。Oakland的市政廳是一座歷史建築,在Loma Prieta地震中遭到嚴重破壞。它被改造成一個最先進的抗震地基隔離系統,讓建築物坐落在地面上幾個巨大的減震器軸承上,允許建築物來回滑動,但仍然保持建築物直立不倒。當然,有些改造項目仍在進行之中,灣區捷運6英里長的跨海灣隧道將在2022年秋天完成;金門大橋的主懸索橋的翻新工程正在設計中,將於2026年完工。

灣區在建造抗震新建築方面也有了長足的進步。舊金山60層高的One Rincon Hill南塔採用調諧液體晃動阻尼器技術tuned liquid sloshing dampers減少會導致結構破壞的振動,並且對鋼筋混凝土的核心部分增加特殊的支撐。位於San Jose市中心的13層Santa Clara縣政府中心也安裝了阻尼器。在Redwood City新建的Kaiser醫院配備了屈曲約束支架buckling restrained braces,它由細長的鋼芯、混凝土外殼和一層將兩者分離的材料構成,用來吸收掉地震的能量。

Palo Alto的Umerani Associates公司參與了蘋果公司新建總部的設計。該公司的結構工程師Jawed Umerani說,蘋果新總部是整體安裝在700根地基隔離器base isolators上,使整座建築在發生地震的時候可以向任何方向移動多達54英寸,而不會撞到任何東西。負責斯坦福大學新醫院建設的斯坦福醫療保健公司Stanford Health Care副總裁Bert Hurlbut說,這家醫院的中庭由大約11000平方英尺的玻璃板組成,並且用大約一萬個吊架支撐管道和電力輸送系統。在發生地震時靠填充物變形來吸收能量,並有一層塑料薄膜來防止玻璃碎片掉落。

需要指出的是,地震高發地區仍有7801棟建築沒有翻新,這些建築面臨著倒塌的重大風險;許多市內街道、電力分配線路和許多住房沒有升級。人們對電信也有深切的擔憂:灣區最大的兩家手機供應商AT&T和Verizon都說,它們的系統採用了最新的抗震技術,但卻沒有透露在最壞的情況下這些生命線會受到什麼影響。

 

記者 湯毅堅

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