福岛核事故原因分析-日本灾害应急管理体制的得失_(第三版).

福岛核事故原因分析－日本灾害应急管理体制的得失北京大学工学院张金凝朱厚涛邹海云赵青山周甜ReasonsAnalysingofFukushimaNuclearAccident-TheGain&LossofJapanDisasterEmergencyManagement1第一章狼来了-国家危机预案•日本列岛处于亚欧板块、太平洋板块、菲律宾海板块之间，其地理位置、地形等决定日本是一个地震、海啸、台风爆发等自然灾害极易发生的国家。•日本人口超过1.26亿，以单一民族为主。科学研发能力和教育居世界前列，国民拥有很高的生活质量，是全球最富裕、经济最发达的国家之一。•但国土面积小：377,835平方公里•且人口密度高：337.1人/平方公里对比：中国人口密度135.4人/平方公里（四川省：167、湖北省：325）1.1日本自然灾害频繁2•日本地震频度高、强度大，活火山数量也比较多，全世界大约10%的地震、20%的6级以上的地震都发生在日本，海啸常与地震伴生。然而自然灾害死亡人数仅占世界的0.4%左右。日本有极强的灾害忧患意识1960年日本政府决定将9月1日定为防灾日，8月30日到9月5日为“防灾周”1961年的《灾害对策基本法》31.2制度保障：灾害对策法律、组织体系4内阁总理大臣、防灾担当大臣会长内阁总理大臣委员防灾担当大臣和所有其他内阁成员（17名以内）指定公共单位负责人（4名）：日本银行总裁、日本红十字会会长、NHK(广播协会)会长、NTT(电报电话公司)社长专家4名中央防灾会议专门调查会干事会会长内阁府大臣政务官顾问内阁危机管理副官房长副会长内阁府防灾担当政策统括官消防厅次长干事各府省厅局长等提出意见咨询报告日本中央防灾组织结构图5灾害发生时内阁应急反应时间表内阁府内阁官房（官邸）内阁信息采集中心紧急集合队伍会议官房副长官（事务）和各省局长内阁总理大臣通信联络24小时体制、同各省厅和各应急机构同时联络破坏信息采集和集中•地震破坏的自动估计（30分钟以内）•飞机可视信息（来自直升飞机图象）•来自公共单位的首次信息•派出信息采集先遣队破坏规模的确定首相官邸、有关机构的通信联络首相官邸、内阁信息采集中心、有关省厅灾害对策相关省厅联络会议决裁设立灾害对策总部确定今后方针内阁会议总部设立总部运营大地震提出建议确认、指示紧急灾害对策总部（总部张：内阁总理大臣）非常灾害对策总部（总部张：防灾担当大臣）6其他指定行政机关气象厅海上保安厅防卫厅警察厅消防厅国土交通省内阁府总理大臣官邸日本红十字会等指定公共单位中央防灾无线网消防无限通信网都道府县防灾行政无线网市町村防灾行政无线网其他通信网指定行政机关警察用通讯网防卫用通讯网海上保安用通讯网气象用通讯网水防道路用通讯网工事事务所等都道府县都道府县警察本部自卫队主要部队海上保安官署（海上保安部等）气象官署（气象台、测候所广播公司其他有关防灾当局市厅村消防本部、消防署警察署等医院学校地方自愿防灾组织其他有关防灾当局居民广播同报紧急联络用网日本防灾通讯网71998年4月在内阁官房（相当于中国国务院办公厅）增设统一协调各部门的“内阁危机管理监”（官职为副官房长官），设立“官邸危机管理中心”，有专职职员100多人，2008年的预算经费为16亿日元。政府常设灾害救援队有近2千人，分别来自警察局、海岸警备队、火灾管理、医疗等机构，每年的财政预算60亿日元左右。日本‘地震调查研究’政府预算：2008年为111.29亿日元，2009年为148.67亿日元。历时十年几十亿日元成功打造“地震早期预警系统”地震保险：其中家庭财产损失由日本再保险株式会社（JER）、商业保险公司和政府三方共同承担；取消了部分免责条款；通过航拍、卫星照片等资料，把一些受到海啸和火灾破坏严重的区域直接统一判定为全损地区。1.3财政保障：预算、财政投入81.4.1海底地震监测系统日本文部科学省从2006年起已基本建成包括：8千米深处海底地震计、海啸仪、5千公里的光纤电缆、和地面设备组成1.4技术前提：地壳检测、早期预警91.4.3应急模拟系统存储大量五级以上地震灾难资料，大地震后30分钟自动计算出受灾规模、损失情况，以指导当局有针对性的迅速开展救援措施。日本JST安全研究所采用将预测性技术课题与实际需求相结合的手法,研究开发出用于防灾减灾的应急模拟体系。紧急行动模拟的核心部分包括行政组织行动再现模拟、居民行动再现模拟、情景再现模拟、GIS服务器和信息提示模块。主要用于模拟灾害发生以及灾后重建中可能遇到的问题及相关对策。比如：101.6开发、并常备应急专用物品紧急避难用品包：家家都有，背包内有各类用品27件防灾兜帽：经过特殊耐热耐火加工的含铝防灾兜其它特殊用品：压缩内衣、无需水洗发剂、可燃烧100小时的蜡烛、手摇充电收音机及电灯、光催化杀菌存水罐、阿耳法米饭日本建筑设计规范规定一般小学建筑结构为3层以下，中学建筑结构在4层以下。七级地震时建筑虽可受损，但不得倒塌。走廊净宽应≥2.3m，小学学校建筑楼梯踏面宽度≥26cm，每级踏步高度应≤16cm11应急应急管理1.7防灾更重于救灾灾前、灾中：应急预案危险发生防灾减灾临灾对应(应付)灾害时的危机管理接近尾声灾后抗灾抢险救灾救灾恢复重建Restructure防灾减灾警戒发布灾后：紧急救援日本应急管理分为“日常防备”和“危机应对”两种机制。不断增加对防灾措施、及预案的投入和优化。12地震救援效率52.136.799.38133.7197.421.34.33.73.315.302040608010012030Min.1day2days3days4days5daysSurvivalrate(%)Extricatedrate(%)震后30分震后1天震后2天震后3天震后4天震后5天救出率（%）救活率（%）13SpecialProject:GanttChart百万人防震灾演习1998～20021999～2003每一两年举行大型防灾、或日美联合防灾演习2006～2010|2011~20141998～20072002～2007Time:9899000102030405060708091011121314YearActivitiesorJobs日本311东京大地震前国家重点防灾预案设立官邸危机管理中心设立国家灾害救援队海底地震监测网两段地震早期预警系统EEW建成“应急模拟体系”14第二章狼真的来了－预案实战演练2.1Whereisthepoint？哪里出现问题？152.2EarthquakeEarlyWarningKickin地震早期预警系统被触发2.3EmergencyplanFollows灾害应急预案自动响应地震纵波、与横波162.4预警效果：世界三大九级地震之一：震前100秒预警东京市民、高楼几乎未倒，海啸发生前据报道仅几个人死亡!灾后秩序井然172.8防洪堤意外失效OutofMinds182011年3月11日14时46分日本东北部地区发生里氏9级强震！日本东京、神户等城市秩序井然，市民生活未出现恐慌并引发海啸，给日本民众的生命和财产带来巨大损害震后重灾区的救援工作在第一时间展开日本消防厅专门开设“灾情Twitter”，提供灾情信息交流2.9Rescueup启动紧急救援192.9紧急救援地震四分钟后的14时50分首相菅直人在紧急官邸对策室召集各部门召开应急管理紧急会议，连续下达四项指示：确认灾情和震情确保居民的安全和采取初期避难措施竭尽全力向灾民提供确切的信息。确保生命线和恢复交通内阁紧急会议结束前，菅直人设立了“地震紧急对策本部”，指导全国抗震救灾工作20紧急救援时间表:GanttChart成立“地震紧急对策部”地震前100秒地震后15分钟震后1小时最后于20号救出一对祖孙|转向重建海啸前约1小时重点救人命Date:111213141516171819202122232425262703-2011Activities日本311东京大地震灾后救援早期预警系统触发救援队、特警出动搜寻遗体、转向重新海啸预警临时限电以应对急需21军队到达指定地点地震后1小时内陆海空三军部署完毕达到10万官兵自救、国际施救各地分批逐渐恢复2.10灾难原因Floodingoverseawallsisthemainreasonofmorethan20thousanddeadduringthisdisaster.突破防洪堤的海啸是本次自然灾难中超过两万人死亡的直接原因。Successfulpre-planssafeguardmostpeopleandassets,rescuehelpslessthoughquickly.成功的预案能保护更多的人民和资产，全面救援尽管，但实际作用有限！FortuneisIsolated,TroubleDoubling.福无双至，祸不单行So……22第三章谁同狼相随－意外:核电站爆炸23Absolutely有:1.当核电站受到7级以上地震冲击时，核反应堆自动关闭。2.万一电力也随之切断，柴油发电机组供电自动启动，为冷却泵运行提供电力。3.如果柴油发电机组被摧毁，各反应堆分别启用蒸汽驱动的汽轮机、或蓄电池驱动各自水泵；4.与上步同时，马上用卡车运来移动式柴油机。5.如果还是“冷却失效”，紧急措施启动，压力容器开始卸压。3.2IsthereanyPlan？有没有应急预案？24•其它事故预防措施-1•反应堆及安全壳补水措施-增加管线，以便消防水、海水等外部水源可以对压力容器、安全壳等进行注入。增加及修改增加及修改增加及修改增加及修改25•其它事故预防措施-2•安全壳排热措施-能承受高压的管线作为通风管道，用于安全壳通风，防止安全壳超压及用于安全壳排热。增加部分263.5、福岛核电站事故主要过程3月11日14时46分当核电站受到9级地震冲击时，核反应堆按预案第一步顺利自动关闭；但随后引发约14米高海啸，大大超过电站防波堤（约5.7米）273.5.1海啸发生后福岛核电站受损示意图281.当核电站受到9级地震冲击时，核反应堆按预案第一步顺利自动关闭2.但冷却泵需要的电力也随之切断。预案第二步即柴油发电机组供电自动启动，为冷却泵运行提供电力．因此暂时一切应对是正常的；3.但1小时后海啸来了，摧毁了所有柴油发电机组。应急预案第三步分别启用蓄电池供电、和蒸汽驱动的汽轮机．4.第三个应急预案第四步同时启动：卡车运来了移动式柴油机，但是久置未用的柴油发电机无法使用，一号反应堆因汽轮机故障首先停止冷却（8小时后蓄电池电量耗尽后其它反应堆芯冷却也停止了）；5.为防止压力容器超压爆炸，应急预案第四步----“冷却失效”紧急预案启动，压力容器开始卸压。此时燃料包壳已经有所损坏，核燃料泄漏到土壤与水中；6.此时压力容器内的温度约为550℃，并不断升至2000℃以上，堆芯已经裸露并产生大量氢气并泄露到厂房中；7.3月12口下午3点左右，核电站反应堆厂房发生氢气爆炸，厂房顶盖被完全摧毁，并向空中泄露大量3.5.2一号反应堆安全壳事故进程描述293.5.2反应堆爆炸仿真301.从目前掌握的资料来看，福岛核电厂未安装针对严重事故氢气风险的相关系统，无有效的氢气浓度监测和消氢措施，导致严重事故下氢气风险难以控制。2.从目前查阅的资料来看，福岛核电厂通过硬质管道进行安全壳气体排放（事故后无法开启），也没有有效的放射性过滤排放措施，从而无法做到放射性尽量最小化释放。3.从目前获取的信息来看，福岛核电厂事故发生过程中采用的相关干预措施，在干预内容、干预时机、干预风险等方面存在问题，配套事故规程不完善，相关人员认识不足。4.没有严重事故管理系统来统筹组织、处置事故后果。3.6福岛核电站事故技术原因31”AlthoughTEPCOthefirmthatbuiltandranthereactors,andtheauthoritiesknewdisasterresponsetechnologyonhandwasold,littlewasdonetoprovidebackups,suchasrobots,intheeven