若日本首都發生直下型大地震,1400萬東京都居民的「用水需求」沒問題嗎?── 恐爆發大規模「水難民」:淨水場耐震強度不足問題(1)
防災 社會 生活東京的淨水場耐震能力為全國最差
1月1日發生的能登半島地震已超過200多人罹難。房屋倒塌和海嘯造成的慘重災情,再次讓人們深刻感受到地震災害的恐怖。
另外一點,此次震災中對人們生活造成極大不便的是停水問題。由於淨水場受損和水管斷裂,使得石川縣境內16個鄉鎮市約11萬戶發生停水。災區受災戶飲用水取得不易,不論是上廁所、洗衣服、洗澡等日常生活都備受限制。儘管到了3月下旬,仍有部分地區持續停水中,也有些地區預計要4月以後才能恢復。
2011年的東日本大地震也造成19個都道縣約257萬戶家庭停水,因此,當大地震來臨時,確保可使用的水資源成為重要課題。
東京都自然無法避免此問題。日本政府地震調查研究總部旗下的地震調查委員會預估,東京都在未來30年內發生芮氏規模7的首都直下型地震機率為七成。1923年發生的關東大地震推估為芮氏規模7.9,因此,東京首都圈內極有可能再次發生同等級地震。
東京的水利基礎建設能否承受首都直下型地震呢?進一步調查時,發現了令人不安的事實。根據厚生勞動省2024年3月公布的〈供水事業耐震化調查〉(2022年度),東京都淨水設施的耐震化比率為13.2%,在全日本都道府縣中敬陪末座,遠低於全國平均值43.4%。對於人口眾多的東京而言,這樣真的沒問題嗎?我們決定針對淨水場來做調查。
東京都水道局負責供應東京都居民用水,其淨水場規模比其他縣市都要大得多,特別是水源來自利根川及荒川水系的四座淨水場,其規模更是全日本數一數二。
淨水場 | 所在地 | 每日處理水量 (m3=立方公尺) |
---|---|---|
朝霞 | 埼玉縣朝霞市 | 170萬m3 |
金町 | 東京都葛飾區 | 150萬m3 |
東村山 | 東京都東村山市 | 126.5萬m3(一部分為多摩川水系) |
三鄉 | 埼玉縣三鄉市 | 110萬m3 |
東京都政府預設每日平均分配水量為440萬m3,由此可看出這四座每日處理水量超過100萬㎥的淨水場背負多麼重大的責任。
東京都水道局2021年制定的 〈東京供水設施發展總體規劃〉(以下簡稱總體規劃)和〈東京供水設施營運計畫2021〉中提到,正持續改善這四座淨水場的耐震化設備。反之,也可以理解成目前設備耐震能力不足。在採訪的過程中,我們從一名曾任職於水道局並熟悉淨水場結構的前東京都政府主管那裡得到了令人驚訝的資訊。
「實際上,這四座淨水場內大多數設備嚴重缺乏耐震性。東京都居民約80%的用水量是由流經城市北部的利根川和荒川水系所供給,而這四座淨水場規模之大,可以說是東京供水的「重要基石」。假如現在東京發生芮氏規模7的地震,使這些淨水場受災關閉,估計東京都整體供水將面臨嚴重危機。」
不少「瓶頸設備」耐震性不足,連前政府主管也倍感驚訝
東京都水道局過去皆委託民間廠商進行淨水場耐震能力評估檢查,包含2011年東日本大地震後也是。透過「2級地震運動」模擬該地區可能發生的最大規模地震,以研究並測試淨水場內各項設備的耐震程度。
該前主管表示,此項調查結果僅分享給水道局內部有參與研究的部門,比如建設部,其他部門甚至無法查閱。該前主管警覺事有蹊蹺,因此透過自己在局內的人脈,暗地裡輾轉取得了部分調查結果。當他看到調查數據時,不由得倒抽了一口氣。
「我既震驚又錯愕,看這些數據心想這樣完全不及格吧。水道局內部之所以把它視為極機密文件處理,正是因為調查結果遠比預想得還要糟糕,所以經手職員們才會有『如果公開就慘了』的下意識反應吧。這內容實在太令人震驚了。大部分淨水場是由沉澱池和過濾池等多種淨水系統所組成,因此,若一部分受損停止運作,仍可透過調整其他正常淨水系統機組的處理量讓淨水作業不致中斷。不過,通常這樣的機組只有一兩組。但只要一受損就可能導致淨水場全面停機的『瓶頸設備』卻有好幾個,其中有為數不少『瓶頸設備』的耐震能力相當差。」
順道一提,剛才提到的沉澱池是指透過藥劑將原水中的懸浮顆粒沉澱後並去除,接下來的過濾池則是透過讓水穿過沙子和礫石的過濾層來達到淨化效果的設施。
有些地方的耐震能力還未達所需的三分之一
從該前主管所掌握的資訊,我們可以得知朝霞、金町、三鄉這三座淨水場的「瓶頸設備」缺乏所需的耐震能力。
例如,東京都內擁有最大規模處理水資源的朝霞淨水場,位於它下方的「原水抽水站」的主要功能是將河川引入的水抽取到地面上。從荒川的取水壩引入的原水會經過導水渠道(圳路)送往朝霞淨水場,同時原水也可以送至東村山淨水場,此項設備至關重要。
「原水抽水站的地下部分有多處耐震能力不符合要求,尤其導水渠道的抗震能力特別差。假如發生芮氏規模7的地震使導水渠道受損,便無法把河川引入的水送往淨水場處理、也無法送到東村山淨水場。如此一來,東京都的供水量將瞬間驟降。」
根據我們採訪相關人士所獲得的資訊顯示,朝霞淨水場的原水抽水站中,有些地方的耐震數據極低,甚至未達所需標準的三分之一。我們不禁認為,該前主管所擔心的情況極有可能發生。
而金町淨水場和三鄉淨水場同樣也有重大缺失。
金町淨水場設有兩座從河川取水的取水塔,它們分別於1941年和1964年完工,是具有歷史價值的建築物,而經過耐震能力評估檢查後發現兩座皆有抗震能力不足的問題。除了與朝霞原水抽水站有相同問題,亦即無法把河川引入的水送往淨水場處理,另外廠區內其他設備如沉澱池、過濾池等抗震能力同樣低於標準值,因此,勢必也得改善取水塔的耐震強度。
從三鄉淨水場的檢查結果也發現,包含只有一套系統機組的原水抽水站、其他設備如沉澱池等抗震能力皆偏低。據該前主管表示,儘管連通引水道、配水池、及抽水井間的多處管線接縫處並未進行耐震檢查,但其結構本身就無法承受較大晃動,因此存在著管線位移或滑動導致漏水的風險。事實上,當年東日本大地震發生五級左右的晃動時,此淨水場的引水道管線接縫處出現了大規模漏水,導致水道關閉並緊急搶修。
數個淨水場同時停止運作將增加 「水難民」的風險
綜上所述,每一個淨水場都有自己的風險,而「最壞的情況」則是這四座淨水場中同時有兩個以上無法運作。該前主管表示,
「四座淨水場中如果有一個故障,其供水系統將被切換由其他的淨水場替代並支援供水。儘管有人擔心在東京某些區域會發生停水或水壓下降,不過,在最壞的情況下出動緊急供水車應該多少可以緩解缺水危機。然而,若是四座淨水場中同時有兩個以上無法運作的話……,考量到淨水場規模,將需要很長時間才能回復正常功能。即便可以採取今年能登半島地震的供水模式,從其他縣市緊急調度供水車支援,但如要使用供水車長期供水給人口數遠高於其他縣市的東京都,恐怕不是那麼容易。東京居民將被迫疏散到東京以外受災程度較輕微的地區以取得日常用水。倘若出現嚴重災情,附近的城市是否有餘力容納數百萬撤離民眾呢?」
無論如何,地震發生後仍然有對應的緊急措施。為了做好應對災難的準備,東京都內設立了213個「防災緊急供水站」,大約每半徑兩公里的範圍內就設有一個。地面下的緊急供水槽儲存了自來水,當緊急情況發生時,民眾只要攜帶容器便可取得3公升的水,約為一名成年人一日所需的飲水量。補充說明,3公升的水主要是飲用水,不包含洗衣服或廁間等用水量。
這些緊急供水站和其他供水設備所儲存的水量相當於東京都1400萬居民三週多的用水量。不過,該前主管提到,目前還不清楚這些供水站能否如預期維持長時間供水服務,因為這些水很有可能會用於撲滅因地震引起的火災,也有可能發生水站遭受災損致使水源流失。如果淨水場恢復時間超出預期的話,那麼東京居民將會陷入缺水危機。鄰近城市如無法容納撤離民眾,將導致無處可去的「水難民」驟增,國家亦面臨前所未見的嚴重威脅。
預估東京都災損情形報告中未載明所需之「恢復期」
從現實面來看,確實有可能需要長時間來復原災區。因能登半島地震而受損的淨水場,其水管斷裂導致諸多區域供水中斷,石川縣珠洲市和七尾市部分地區預估甚至需要三個月以上的時間才能恢復臨時供水。
由外部專家共同舉辦的「東京都防災會議」於2022年5月公告「首都直下型地震預估災損情形」,根據該份資料,如果東京南部發生直下型地震,導致水管管線斷裂停水,估計需要17日搶修才能恢復供水。不過,這個預估日數僅假設東京都內地下的水管連通網絡斷裂的情形,並沒有將淨水場受損也考慮在內。
該資料僅簡單提及當淨水場因天災受損時,「根據不同的災害,有可能受損情形會更嚴重,使得恢復期延長,必須要留意這一點」,完全沒有明確提到恢復期需要幾天。「恢復期延長」究竟有多長? 該前主管是這麼推敲的。
「以朝霞淨水場為例,假如位於地下30公尺深的導水渠道受損,可能必須進行大規模開挖修復工程。若是水利以外的基礎建設遭到破壞,可以想見在尋求施工廠商及原料取得上都將面臨困難。不只朝霞淨水場的導水渠道,其他大型淨水場的各項設備要達到完全修復或許需要數個月甚至一年以上的時間。若報告內寫下這些赤裸的真相,對東京居民而言打擊太大了,因此他們在預估東京都災損情形報告中避免提及過多細節。」
東京都人口眾多,若是長時間停水,其影響之大恐怕非能登半島地震可比擬。民眾為取得日常用水,恐將被迫疏散至收容中心生活。如同該前主管指出的問題點,究竟首都圈附近城市是否有餘力容納數百萬撤離民眾呢?此外,因為有許多企業總公司設於東京,如果東京長期不宜人居,勢必對整個日本經濟乃至全球經濟造成重大損害。因災情忙於緊急對應的中央政府、各主管機關及國會恐怕也有無法運作的危機。
為了避免發生如此的嚴重情況,東京都政府應如何應對?我們請教了水道局的負責人。
(接續第2回:即便到了2030年也無法完成…採訪東京都「為何淨水場的耐震補強工程進展緩慢?」:被忽視的淨水場耐震強度不足問題(2))
東京都四大淨水場中,耐震度不足的主要設施
- 此表單按東京都水道局的採訪內容整理而成。
- 標示▼的設施是一旦受損則可能導致整個淨水場停機的「瓶頸」設施。由編輯部依據訪談內容整理製作。
〈朝霞淨水場〉
診斷區域 | 耐震診斷實施時期 | 耐震補強工程預計完工時期 |
---|---|---|
▼原水站(地下區域) | 2013年6月 | 2030年度之後 |
▼快混池 | 2004年3月 | 2024年度 |
原水道 | 2004年3月 | 2030年度以降 |
沉澱池 | 2004年3月 | 2030年度以降 |
地下通道(部分具耐震力) | 2004年3月 | 2030年度之後 |
▼清水池・汙水池 | 2004年3月 | 2030年度之後 |
▼加藥室 | 2013年3月 | 2030年度之後 |
沉砂池 | 2013年6月 | 2025年度 |
聯絡水道 | 2013年6月 | 2025年度 |
輸水水道 | 2013年6月 | 2025年度 |
分水井 | 2013年6月 | 2025年度 |
取水水道 | 2013年6月 | 2030年度之後 |
加氯水道 | 2017年2月 | 2030年度之後 |
〈金町淨水場〉
診斷區域 | 耐震診斷實施時期 | 耐震補強工程預計完工時期 |
---|---|---|
▼取水塔 | 2004年3月 | 2028年度 |
▼取水管(場外區域) | 尚未實施 | 2026年度 |
沉澱池 | 2004年3月 | 2030年度之後 |
高度淨水站 | 2005年3月 | 2026年度 |
過濾池(部分已完成耐震補強) | 2003年3月 | 2030年度之後 |
清水池(部分已完成耐震補強) | 2002年3月、2003年3月 | 2030年度之後 |
〈三鄉淨水場〉
診斷區域 | 耐震診斷實施時期 | 耐震補強工程預計完工時期 |
---|---|---|
▼原水站 | 2016年3月 | 2027年度 |
▼輸水路 | 2004年11月 | 2025年度 |
沉澱池 | 2004年11月 | 2030年度之後 |
臭氧處理站 | 2004年11月 | 2030年度之後 |
活性炭吸附池 | 2004年11月 | 2030年度之後 |
共同管道(部分已完成耐震補強) | 2004年11月 | 2030年度之後 |
▼洗淨排水池 | 2004年11月 | 2030年度之後 |
洗淨排水站 | 2004年11月 | 2030年度之後 |
汙泥調整池 | 2004年11月 | 2030年度之後 |
輸水站 | 2016年3月 | 2030年度之後 |
〈東村山淨水場〉
診斷區域 | 耐震診斷實施時期 | 耐震補強工程預計完工時期 |
---|---|---|
▼分水井 | 2003年3月 | 2030年代之後※ |
▼取水井 | 2003年3月 | 2030年代之後※ |
沉澱池輸水設施(部分已完成耐震補強) | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
▼快混池 | 2004年3月 | 2030年代以降※ |
膠凝池、沉澱池(部分已完成耐震補強) | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
▼分水井 | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
▼洗淨排水池 | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
洗淨站 | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
排泥池 | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
汙泥濃縮槽 | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
加溫槽 | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
▼高架水槽 | 2004年3月 | 2024年度之後 |
加壓站 | 2004年3月 | 2030年代之後※ |
※在作為替代設施的境淨水場重建及上游部淨水場(暫定名稱)整備完成後,進行更新對應。
採訪、撰文:POWER NEWS編輯部
標題圖片:金町淨水場空拍圖(時事)