日本的400公里海啸防护盾

视频由Bluebeam由弗雷德·米尔斯主持。此视频和文章包含付费推广蓝光。

日本最重要的混凝土之一诞生于历史上最令人心寒的事件之一。

2011年发生在日本东海岸的大地震和海啸造成大约2万人死亡，大量城镇被毁，并引发了一场核灾难。灾难发生后，政府投入了数十亿美元建设新的海啸防御系统。

现在，近400公里高的混凝土墙矗立在海岸上，旨在削弱强烈的海浪，为人们在下一次灾难中撤离争取时间。

但问题是，代价是什么?

上图:日本的新海堤在某些部分高达14.7米。图片由Damien Lutz提供。

海堤长期以来一直是日本海岸线的一部分，几个世纪以来，日本一直以沿海工程的世界领导者而闻名。

就拿太郎镇来说。它在1896年和1933年经历了两次毁灭性的飓风。不久之后，它成为了全球海防系统的典范，建造了一个x形结构，有2.4公里长的10米高的海堤。

在日本其他地方，城市也纳入了类似的海防措施，包括抗震建筑规范和海啸疏散路线。

上图:日本建造的海防结构。

但在2011年3月11日，这些还不够。日本的防波堤设计用来阻挡高达8米的海浪，但在2011年的地震中，海浪高达12至15米。

这些墙确实减少了海啸的力量，但巨大的海浪仍然从上面冲过，在某些情况下，完全摧毁了结构，未能保护福岛核电站。

上图:日本的一些海岸防御系统在2011年的风暴中失败了。图片由《国际减灾杂志》提供。

伦敦南岸大学高级讲师大卫·麦戈文博士说:“在那之前，他们是世界上对海啸准备最充分的国家，但简单地说，海啸比他们预期的要大得多。”

“现在的方法是，好吧，这很好，我们要建造高墙，这样即使它们被淹没，也不会像其他结构方式那样倒塌。”

2011年之后，日本政府拨出120亿美元，沿着东北海岸修复和修建了近400公里的海堤。

这些新建筑比以前的建筑更高，在某些地区高达14.7米，一些地方的地基深约25米。

上图:2011年之前，日本海堤的设计可以阻挡高达8米的海浪。

它们有更宽的底座和加强的内壁，以更好地吸收海浪的影响，并有助于防止它们倒塌。

作为麦戈文博士研究的一部分，他建立了一个大型室内海啸模拟器该公司与沃灵福德(HR Wallingford)和伦敦大学学院(UCL)合作，可以复制2011年袭击日本的海啸。

麦戈文博士说:“就海堤而言，非常关键的是，当海啸靠近时，它的方式并不像我们在电影中看到的那样，在电影中，一个巨大的巨浪撞向海堤。

在2011年日本海啸的例子中，水更像是逐渐上升的洪水，形成了流体静力，而不是崩溃的海浪。

上图:海啸模拟器构建作为人力资源沃灵福德和伦敦大学学院之间的合作。图片由David McGovern博士通过URBANWAVES项目提供。

关于日本主要灾难情景的新建议手册包括在海堤中使用土工织物膜，试图阻止填充材料的泄漏，拓宽防波堤碎石堆，并在海堤中相互连接和加固混凝土块。

墙的高度是最大的提升，也可能是最大的缺点。

研究人员担心的一个问题是，超高的海堤实际上可能会使海啸的影响更严重，因为它形成了一个类似水坝的封锁，如果它破裂，可能会释放出更强烈的洪流。

对一些居民来说，它们只是眼中钉。在一些地区，它们几乎有四层楼高，完全挡住了海景，让一些当地人感觉自己在监狱里。其他人则担心这些墙会吓跑游客，或者破坏他们在海边的社区生计和文化。

上图:1级海啸发生频率较高，影响较小，而2级海啸发生频率较低，影响较大。

并非所有的海啸都是一样的。一级海啸每隔50-60年到150-160年就会出现一次，这就是新海堤的设计初衷。但对于每几百年或几千年才会发生一次的二级海啸来说，仅靠海堤是不够的。

公共教育、疏散路线和适当的预警系统都是更广泛的防御系统的组成部分。一些人提出了替代方案，或对高耸的混凝土墙进行补充。

一个想法是建立海啸缓解公园。从本质上讲，将绿色元素，如绿色的山丘和树木，与更传统的“灰色”混凝土工程元素相结合。的森野项目建议在海岸上建造混凝土防波堤，由深植的树木支撑，以帮助削弱海啸波浪的力量并阻止漂浮物。

上图:在沿海地区用森林建造潮汐堤的想法。图片由Morino项目提供。

当然，另一种策略是向远离海岸的高地迁移。许多城市已经将公共设施搬迁到地势较高的地方，一些城市已经禁止在海岸附近的平地上建设。

日本的海堤是一项令人震惊的工程壮举，在毁灭性的破坏面前具有一定程度的恢复力。

但它们也强调了保护我们免受自然伤害与与自然共存之间的微妙平衡——随着极端天气变得越来越普遍，这一点变得越来越普遍。

麦戈文博士说:“目前的基础设施，全世界价值数百亿英镑的基础设施，需要进行检查，看看它是否适合目的，或者是否需要进行改造。”

“我们将需要更多的(新基础设施)，因为风暴越来越多，强度越来越大，频率越来越高，海平面也在上升。我们要怎么设计呢?”

2011年的灾难告诉我们，即使是最能抵御海啸的城市也不是坚不可摧的。十年后，这一大片高耸的混凝土墙不断提醒着人们过去，并努力为未来设计更安全的城镇。

本期视频由Bluebeam赞助播出。看看Bluebeam Revu促成了这样的大型项目。

视频由弗雷德·米尔斯呈现并解说。特别感谢大卫·麦戈文博士和达米恩·卢茨。其他镜头和图像由第四频道、ABC新闻、CNN、Rs1421、田口仁、国际减灾杂志、HR Wallingford和伦敦大学学院、EPSRC/URBANWAVES、Electric Entertainment和Morino Project提供。

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