引言

近年来,我国地震灾害频发,自2008年汶川地震以来,仅特大地震灾害就发生了四次,分别为汶川、玉树、芦山及鲁甸地震。汶川8.0级地震共造成69227人伤亡,17923人失踪,374643人受伤,4625万多人受灾,灾区总面积约50万平方千米;玉树7.1级地震共造成2698人伤亡,270人失踪,11000人受伤,灾区总面积约2.6万平方千米;芦山7.0级地震共造成196人伤亡,21人失踪,13019人受伤,218万人受灾,灾区总面积超过1.8万平方千米;鲁甸6.5级地震共造成617人伤亡,112人失踪,3143人受伤。根据《国家地震应急预案》相关规定,应对上述几次地震均启动了I级应急响应,但从以上数据可以看到,4次地震的人员伤亡规模、灾区范围及震害影响都有明显的量级差别(图1),灾后专业救援行动存在着很大的差异。汶川地震共派出公安消防及地震、矿山等专业救援队22000余人,玉树地震共派出5100余人,芦山地震共派出9000余人,鲁甸地震共派出2600余人,救援装备、协调联动规模等也都存在明显差异。通过对这4次震例开展救援性措施的各项指标进行深入对比分析,可以摸清不同伤亡量级下的I级应急响应处置过程的不同之处,为各级抗震救灾指挥部的救援决策提供可行性的救援操作建议。

1 研究现状

近年来国内外特别重大地震灾害频发,震后救援性措施主要是针对人员抢救和医疗救护开展的各项行动(许建华等,2014a)。专业救援队伍拥有专业设备,同时在平时训练中积累了丰富的救援经验及专业技能,在抗震救灾中的作用毋庸置疑,总是在现场救援难度最大、危险性最大的地方,成为最有效的生命救援者(郭伟,2009)。

我国云南省是地震灾害频发地区。在认真总结当地历次抢险救灾工作经验基础上,紧密结合云南实际,本着应急流程清晰、任务节点明确、内容模块化、操作方便快捷的原则,云南省地震局制定了《云南省特别重大地震灾害应急处置工作方案》。该方案针对云南省特别重大地震应急处置具有很强的实用性(钱进等,2014);由中国地震局组织编著的《汶川8.0级地震科学研究报告》、《青海玉树7.1级地震青海省级层面应急响应与分析》等,对地方政府应急处置都有一定的参考意义;同时,我国诸多科研工作者针对单次特别重大地震的救援工作也取得了丰富的研究成果,如由曲国胜等救援专家主编的《汶川特大地震专业救援案例》,从专业角度系统总结了汶川地震救援的经验与教训,进行了思考并提出了科学的建议,为我国地震巨灾救援提供了有益的借鉴和参考。

图 1 国内几次特别重大地震应急响应分级图 Fig. 1List of earthquakes with different emergency response levels in China

除国内几次特别重大地震外,2011年3月11日日本9.0级地震、2015年4月25日尼泊尔8.1级地震等,均造成了非常大的人员伤亡,震后国内、国际救援力量都迅速开展了全面救援。针对日本3.11地震专业救援,中国地震应急搜救中心开展了“中日地震巨灾紧急响应对比研究”项目,集中探讨了在震后紧急响应阶段的救援工作及救灾效果等(许建华等,2014b)。在日本3.11大地震救援中,日本防卫省自卫队共计派出约2万人、190架飞机、45艘舰艇(包括机动部队),进行生命救助、应急支援和核紧急事态处理,虽然日本内阁也很快成立了对策本部,响应非常迅速,但所表现出的行动迟缓、应对不力也“超出预期”,造成了灾区群众和国际社会对日本政府的信任危机(申文庄等,2012)。在接纳国际救援队方面,由于目前缺乏合理的境外救援力量协调机制,这些训练有素、装备优良、具有较强救援技能和丰富救援经验的境外救援力量,在实际救援中发挥的作用受到了限制。针对尼泊尔4.25地震专业救援,陈虹、王巍等开展过相关研究,认为在该次地震中,由于尼泊尔首都加德满都受灾情况较为严重,导致应急设施和应急组织机构瘫痪,给政府的组织协调工作带来困难(王巍等,2015),加上当地救援力量相对薄弱,专业救援人员与救援物资的缺乏,使得部分偏远村庄得不到政府救助,灾民处于缺少粮食、饮用水、药物以及生活物资的状态,只能用极其简单的方式自救。在此次地震中,国际救援发挥了很大作用,共有30个国家,76支救援队伍,2242名救援队员和135条搜救犬参与了救援行动,成功救出了16名幸存者,挖掘出178名遇难者遗体,为1182名受伤者提供了医疗救护。

纵观针对特别重大地震的专业救援,国内外仅有对应急机制、响应速度、救援队伍及救援装备等方面的单向研究,着眼点大都落在一次地震的应急响应分析上。而针对伤亡量级悬殊如此巨大的地震I级应急响应之间的区别与联系,从指挥决策层面对汶川、玉树、芦山、鲁甸这4次地震展开的专业救援性措施,如救援力量的派遣、救援范围的确定、救援技术的支持等还没有开展过相关的深入对比研究。为更好地应对大震巨灾处置过程中的关键环节,为指挥机构派遣救援队伍提供更加专业、科学的对策建议,开展针对性的对比分析是非常有必要的。

2 4次地震救援的对比分析

国内几次特别重大地震,除了在震后第一时间灾区民众和基层社会组织自发进行的自救互救以外,国家均动员了军队、武警、专业救援队等大批救援力量,投入了大量的救援装备和器材快速开展生命救援,具体如表1所示。可以看出,根据受灾程度不同,派遣救援力量的规模也存在着巨大差异。其中,专业救援队伍主要包括三方面的救援力量:一是国家、地方和军队的地震专业救援队;二是公安消防救援队;三是安监系统的专业救援队(郭伟,2009)。而国家地震灾害紧急救援队作为救援能力最强、装备最先进的一支专业救援队伍,代表着我国地震救援的最高水平。本文将从国家地震灾害紧急救援队的救援力量投入、灾情获取手段、救援装备及应用等方面展开对比分析。

表1 救援力量派遣对比表 Table 1 Rescue resources send for different earthquakes
2.1 救援力量投入
2.1.1 救援力量投入规模及救援效果

在几次地震中,国家地震灾害紧急救援队均派出了大批队员,以最快的速度进入灾区开展救援。汶川地震伤亡人数达数十万人,国家救援队共派出队员184人,在震后10小时到达灾区,开展救援行动17天,共救出幸存者49人,救援效果显著;玉树地震伤亡人数共计3000多人,国家救援队共派出队员91人,在震后13小时到达灾区,共救出幸存者7人;芦山地震造成一万多人伤亡,其中受伤人数较多,国家救援队共派出队员200人,因受交通严重堵塞影响,在震后21小时到达灾区;鲁甸地震近4000人伤亡,国家救援队共派出队员100人,震后20小时到达灾区,救出幸存者1人。具体救援效果如图2所示。

2.1.2 主要差异及产生原因

几次地震中,国家地震灾害紧急救援队的救援力量投入及救援效果存在以下几点差异:

(1)投入规模不同

这主要是因为震后初期对于灾情的了解程度不同。震后初期对灾情信息的高效搜集与研判,起到“牵一发而动全身”的影响效果,而之前几次地震应急指挥技术系统快速评估的准确率还有待提高,汶川地震、玉树地震均出现了初评估结果与实际伤亡人数存在较大误差的现象,导致救援队伍部署、救灾任务分配、重点救灾事项确定等受到一定影响。针对在快速评估方面存在的问题,从2011年开始,地震应急技术系统在不断改进,除继续基于应急基础数据库进行快速评估外,改进了一些算法,尝试引入了震后专家经验分析和多单位评估结果汇总,利用多单位的综合优势和专家经验,对评估结果进行修正。同时,更多地融入了震区人口分布、经济差异、建筑物抗震性能、主要次生灾害类型等基本情况的考虑。在后来发生的鲁甸地震、景谷地震后,救援队伍部署与救援任务分配等救援决策中得到了很大改进。

图 2 国家地震灾害紧急救援队救援效果对比图 Fig. 2Rescue results of different earthquakes by CISAR

(2)到达时间不同

有数据表明,抓住震后72小时黄金救援期是抢救生命最重要的法则。能够最有效救援生命的专业救援队伍越早抵达救援现场,就能够抢救出更多的生命,而尽快到达灾害现场并能够开展高效救援主要取决于交通运输方式和灾区路况。

这4次地震灾害的共同点是地震引发的山体崩塌、滑坡等造成道路中断给震后应急救援工作带来非常大的困难,尤其是汶川地震和芦山地震造成的交通阻塞,大大降低了救援的效率,而空中救援的优势却没有得到很好的利用。通过表2对比结果可以看到,在几次地震中空中转运伤员的比例都不算高。震后利用直升机转运救援人员和受伤人员依然是政府部门需要着重建设的应急能力之一,建立国家航空救援队是必然趋势,尤其是在万人级别伤亡的特别重大地震应急处置过程中,空中救援通道的开通刻不容缓。

表2 空中救援效果对比表 Table 2 List of rescue resources by air forces

(3)救援队伍自我保障能力逐渐提高

在玉树地震救援中,部分救援队员第一次在高原开展救援作业,出现了高原反应。经过多次国内外地震救援的考验,国家地震灾害紧急救援队在专业救援能力和自我保障能力上得到了进一步完善。近些年国家在大力发展地震专业救援队能力建设,目前国家地震紧急救援队共有队员480人,具备同时在3处复杂城市条件下开展救援的能力,也可以同时实施6处一般城市或9处乡镇地区的救援行动。通过多次执行国内外救援任务,国家地震灾害救援队目前已具备在多种救援环境下开展救援行动的能力。

2.2 救援装备保障情况
2.2.1 救援装备保障对比

汶川地震后,国家救援队共出动救灾指挥车1辆、大型搜救车2台,装备专用救灾器材7吨,并携带搜救犬12只赶赴灾区;玉树地震后共出动大型搜救车2台,装备专用救灾器材8吨,携带搜救犬9只开展救援行动;芦山地震共准备了大型搜救车2台,专用救灾器材25.5吨,搜救犬12只赶赴雅安;鲁甸地震后国家救援队派出北京军区第38集团军工兵团搭载救援车辆2台,装备救援装备160多件(套)(约合22吨),携带搜救犬8只赶赴灾区开展救援。专用救灾器材包括破拆、剪切、顶升、支撑、高空救援、搜索、侦检、预警等装备和器材。目前,我国地震灾害救援装备分为搜索、侦检、顶撑、破拆、动力、照明、通信、运输和个人防护等几大类。截至目前的救援实践表明,顶撑、破拆等几大类装备的使用效用较为显著(黄建发,2009)。

图 3 4次地震救援装备对比表 Fig. 3Comparison of rescue equipment in different rescue missions in four earthqrakes
2.2.2 主要差异及产生原因

(1)救援装备和保障更加适应救援环境需求

专业救援装备及器材数量和性能直接关系到专业救援队的救援效率。在汶川特大地震的生命救援中,各类专业救援装备和器材发挥了很大作用,但总的看来,专业救援的装备和器材还是显得数量不足、性能尚有待提高;玉树地震中,救援队员的个人防护装备也十分缺乏。鉴于地震所处的复杂地形及地质环境,震后容易出现山体和土体滑坡,交通道路中断等次生灾害,救援队携带的大型搜救车和救援装备很难尽快到达极震区开展救援。因此,近年来,国家救援队通过积累国内外多次特别重大地震的救援行动经验,对于救援装备、设备提出了更多实用性和可操作性的建议。除了目前配备的各种破拆、剪切、顶升、侦检、通讯等搜索营救设备外,救援队装备中还逐步增加了小型组合多功能装备及适应全天候的个人防护装备,尤其在川滇高原山区,队伍携带的救援装备主要应以轻、中型装备为主,不仅可以在空旷现场实施救援,还能够在狭小空间中打开通道开展营救工作。救援装备的配备,还充分考虑了人员与装备的有机结合,令其既能满足救援能力的需要,又易于携带,使救援装备在灾害现场救援中发挥其最大效能(贾群林等,2012)。在后来的芦山地震及鲁甸地震救援行动中,这些实用性和更加可操作性的想法得到了体现,救援效果也得到了显著提高。

(2)高新救援装备逐步发挥作用

芦山地震以后,研发的高新技术救援装备在地震救援中发挥着越来越重要的作用,如废墟可变形机器人、旋翼无人机等,充分发挥其小巧、轻便、低空等特点,能够克服地形、天气、气流问题等大型飞机较难应付的困难,在震区实现了多种典型环境的搜索与排查,获取灾区路况、灾后被毁建筑物分布情况,通过悬停方式对震后危楼进行生命迹象搜索,将高分辨影像和图片实时传输到地面控制台。救援队指挥者根据收到的影像及位置数据,有针对性地安排救援人员开展细致排查,有效加快了救援进程,减少人员消耗。

2.3 信息技术支撑
2.3.1 灾情获取手段及效果

地震应急灾情服务包括灾情数据获取、信息提取、上报与发布等3部分,为地震发生之后72小时黄金救灾时段提供灾情信息(聂高众,2012)。汶川地震后的深刻总结与反思,让我们看到了灾情信息获取困难的现状。随着现代航天、电子、通讯、互联网、精密工业等很多领域的飞速发展,给获取震后灾情数据带来了更多的渠道,由此产生的多源灾情数据也给应急工作提出了快速识别和处理的技术要求。从表3可以看出,地震速报、重灾区研判、应急测绘专题图及烈度评定的产出时间基本都在不断提前,也为指挥部下达决策及救援队的派遣提供了技术支撑。但从目前的发展状况来看,震后初期灾情获取困难依然是应急处置的一大瓶颈,如何用现有的技术手段最快、最准确地产出震害信息及专题图,是迫切需要解决的难题。

表3 4次地震灾情获取对比表 Table 3 Hazard information acquisition by different methods in the four earthquakes
2.3.2 主要差异及产生原因

(1)遥感测绘数据的共享与协作机制逐步建立

航天遥感影像是将传感器搭载到卫星平台上以获取的影像信息,与航空摄影信息相比,其实时性更强、覆盖面更广,应急测绘是国家突发事件应急救援体系的重要组成部分(周治武等,2015)。特别重大地震发生以后,地震部门、遥感测绘部门等需要建立灾情数据的长效合作机制,才能够尽快获取震后灾情数据信息,产出震中分布图、历史地震分布图、震区人口密度分布图等应急专题图件,为指挥决策提供技术支撑,如中国地震局与国家测绘地理信息局签署的战略合作协议等。中国国家航天局在2007年加入了空间与重大灾害国际宪章机制(CHARTER机制),2008年汶川地震后,中国首次启动该机制,日本、美国、法国、加拿大等国向中国提供了卫星照片,鲁甸地震抗震救灾工作中13颗遥感卫星的影像数据也都是通过该机制获取的。因此,随着近些年国内外遥感测绘部门的深入合作,大大提高了特别重大地震灾害空间信息快速获取与辅助决策能力,以及测绘地理信息的服务保障能力。

(2)无人机航拍低空成像系统应用得到了越来越广泛应用

地震灾害救援无人机能快速到达灾区上空,获取灾区和通往灾区道路的遥感影像,使救援人员能够直观地观察灾情,帮助救援力量和物资在黄金72小时内到达灾区、挽救生命(臧克等,2010)。目前,无人机在对抗自然灾害过程中主要应用于3个方面——实时监视、灾后搜索救援和灾后灾情评估。机型主要是中小型短近程,尤其是中小型无人机更适于在突发救援事件中使用,例如多旋翼小型无人机在国内外救援领域已获得较好发展(Burkart等,2014)。我国无人机遥感测绘技术在2008年汶川地震时还不是很成熟,其后不断改进。多年来该项技术取得较快发展并逐渐成熟,在发动机、飞控系统方面已取得多项技术突破,并不断研发新机型,以实现在复杂地形、特殊地域及夜间、雾天等能见度低的情况下的全天候搜救(张峰等,2015)。

(3)地震应急指挥技术系统准确率逐步提高

地震应急指挥系统是国家公共安全平台的重要组成部分,同时也是地震应急指挥技术系统为国家与各级地方政府进行地震应急指挥服务的专业技术支持系统(杨天青等,2010)。从我国的地震应急指挥系统建设来看,在“九五”期间中国地震局已初步建立了国家级地震应急快速响应系统和北京市、天津市、河北省地震快速响应系统。这些系统在较为先进的软、硬件条件支撑下已经初具规模,基本实现了应急响应的功能(姜立新等,2003)。但是从整体上看,当时建立的应急响应系统的各个功能模块还是独立的、不连贯的,不具备系统性,并且在响应速度、信息处理能力、通信能力、决策分析能力等方面还存在明显的不足。通过“十五”期间投资建设的国家地震应急指挥技术系统,从全局出发,结合具体业务需求,充分吸收和整合了当前的IT技术以及其它领域的先进技术,建立了智能化的系统架构,提高了系统的集成度和共享程度,目前已经具备对破坏性地震的快速反应能力、初步实时灾情监测能力和科学指挥决策能力(帅向华等,2009)。

3 对策建议

特别重大地震发生以后,省级抗震救灾指挥部应立即组织各类专业抢险救灾队伍开展人员搜救、医疗救护、受灾群众安置等工作,组织抢修重大关键基础设施。为更好地开展抢险救援工作,在震后应急处置阶段,针对不同量级的I级地震应急响应,无论从灾情获取手段、救援队伍派遣及能力需求、后方物资装备保障及应急联动机制等方面都需要区别对待。为今后更好地开展地震应急响应处置工作,笔者提出以下几点建议:

(1)队伍预案制定

震后开展的所有应急处置措施都是以职责明晰、分工明确的地震应急预案为前提的,而目前在国家地震应急预案里,针对特别重大地震I级响应的启动条件、组织机构、指挥协调等方面都没有进行细化。

对于万人级伤亡的特别重大地震应该设立国外救援队伍协调事务组,但对于百人级、甚至千人级伤亡的地震I级响应,一般不需要接受国际救援队的援助,所以在指挥部成立之初可以不用考虑该组的组成。

地震灾害调查及灾情损失评估组队伍派遣数量及沟通协调单位数量应有所差别。对于万人级伤亡的特别重大地震,为提高灾害损失评估工作效率、尽快给出评估结果,可以与地方“第一响应人”建立协作机制,发挥地方人员主力军的优势。

(2)协调机制建设

在应急处置过程中,抢险救援组的派遣方案、协调方案应有所差别。对于万人级伤亡的地震I级响应,需要协调包括部队、武警、消防、矿山救援队、各级专业救援队、国际救援队等各类救援力量,因此军地协同、六大区域联动分配救援任务等成为指挥协调中更为重要的考虑,国务院抗震救灾指挥部也更多地参与指导与协调工作,提出科学、合理的救援建议更为重要;而对于百人级伤亡的特别重大地震,省级抗震救灾指挥部通过制订抢险救援力量及救灾物资装备配置方案,协调、组织各类专业抢险救灾队伍开展救援工作。

(3)队伍能力建设

通过对全国地震重点危险区的预评估结果分析,未来我国面临的地震形势依然非常严峻,地震危险区既包括川滇高原山区,也包括华东平原地带,经济差异明显,建筑物结构类型多样化,给救援队开展救援行动提出了更多要求。因此,开展救援队伍的结构调整、能力测试和装备升级是非常必要的。

面临不同伤亡量级的特别重大地震,救援队伍的结构组成应有所不同。对于万人级伤亡的特别重大地震,救援队员派遣总量肯定要多于伤亡低的I级响应地震。在人员组成上,应相对增加搜索、营救、通讯等方面的救援人员数量,同时,现场物资保障人数也应相对增加。对于百人级伤亡的特别重大地震,灾区所在省及周边各种救援力量相对较为充足的情况下,可相应增加指挥协调、医疗救助人员,指导当地救援队开展救援行动。

对救援队员能力测试展开评估,甚至可以按照优势、能力、经验等对救援队员进行分类,并做好档案保存更新工作,以便在不同地区、不同环境下发生地震时派遣更为适宜的队员。

(4)技术支撑手段

对于不同伤亡量级的特别重大地震I级响应,灾情信息产出成果的时间、开展灾情获取工作的部门或机构、灾情获取的手段都不尽相同。

如汶川地震等万人级别伤亡的特别重大地震,政府对于震后72小时地震应急信息的需求更为迫切,但由于受灾范围非常大,可能波及数十个省份,严重破坏地区超过数万平方千米,同时面临交通、通讯中断等困难,获取震感范围、伤亡人数、救灾需求等信息获取需要相对较长的时间。开展灾情获取的部门不仅包括地震局、国家测绘局、部队,还包括国外提供的卫星数据等,因此,在各部门实现资源共享的前提下,除提高灾情快速获取、处理与研判的质量与效率外,还需要建立国际遥感数据共享机制。

中国地震局目前正在快速推进无人机快速获取地震灾情信息的技术手段,与此同时还需要进一步考虑高新技术在灾情速报中的探索与应用,如利用大数据技术、互联网、物联网等开展灾情获取工作,为震后指挥决策提供快速高效的技术支撑。同时,还要提高后方信息保障效率,与民政、测绘等部门建立资源共享机制,充分发挥地震救援专家组的作用,满足政府对于震后应急救援对策建议的需求。

4 结论与展望

本文从中国地震局的职能和职责角度出发,通过对比分析国内近年发生的几次不同伤亡量级的特别重大地震启动I级应急响应后,国家地震灾害紧急救援队在这几次地震应急处置任务中的完成情况,从预案制定、协调机制、技术支撑手段及队伍建设几方面提出了具体的细化方案,为今后抗震救灾指挥部应对不同伤亡量级的特别重大地震救援决策的制定提供了参考。

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