2016年日本—亚洲青少年科技交流项目（樱花科技计划）总结报告
时间：2016-10-192016年日本—亚洲青少年科技交流项目（樱花科技计划）
总结报告
一、项目内容
2016年7月，山东大学与东京大学共同申请得到“樱花科技计划”A类项目资助，由山东大学选拔10名优秀本科生和研究生、4名青年教师赴日本东京大学进行为期8天（2016年9月19日-26日）的交流活动。本次赴日交流主要包含如下内容：1、学术报告；2、工程参观；3、文化交流。
二、项目执行情况
本次项目由日方负责人——东京大学工学部古关润一教授组织，中方负责人——山东大学土建与水利学院李术才教授合作完成。从山东大学土建与水利学院选择了5名研究生、5名本科生赴日进行交流，另外，山东大学派遣4名青年教师陪同学生赴日本交流。为了达到好的交流效果，本次派遣的人员专业涵盖了土木、交通、力学三个一级学科，包含了本科生、研究生及青年教师三个层次。
1、学术报告
东京大学古关教授、山东大学刘健教授、崔新壮教授、李勇教授及杨磊教授分别做了Introduction of GeotechnicalEngineering Laboratory, the University of Tokyo; Introduction of School ofCivil Engineering, Shandong University; Development and calibration ofsensor-enabled geosynthetics; Large-scale geomechanical model testing of anunderground cavern group in a true 3D stress state; Experimental and numericalresearch on the 3D crack growth in fractured rock masses under tension.等学术报告。教授们深入浅出，讲解各自近年来的科研成果。每个报告后都有10到20分钟的问答环节，教授与学生们均可就报告内容提出自己的疑问，使学术交流的效果更为良好。两校教授分别就未来研究方向交换了意见，并探讨了山东大学与东京大学今后在科研与教学上合作的可能性。
图1 古关教授做学术报告
图2刘健教授做学术报告 图3崔新壮教授做学术报告
图4李勇老师做学术报告 图5 杨磊老师做学术报告
山东大学的10名本科生及研究生和古关润一教授的实验室中的几名博士研究生均做了关于各自研究方向的学术报告，报告主题涵盖岩土、结构、力学、土木工程、交通、建筑，不仅深入了对各自专业的了解，还扩展了关于其他专业的知识。每个报告后同样有提问时间，在相对轻松的气氛下学生们畅所欲言，相互交换意见，比一般的学术报告取得更好的交流效果。
图6 赵闯做学术报告 图7林文丽做学术报告
图8 王璐做学术报告 图9杨堃做学术报告
图10 张岳做学术报告 图11 张露露做学术报告
图12学术报告后合影
图13我们与古关教授、东大学生在工学部一号馆门前的合影
通过报告，初步了解了日本东京大学的历史、校园布局、专业设置、留学生情况。东京市是日本的首都，是日本政治、经济、文化、交通等众多领域的枢纽中心。东京大学是一所世界著名研究型国立综合大学，是日本的最高学术殿堂。截止到2014年，东京大学培养了包括1名菲尔兹奖得主、6名沃尔夫奖得主、8名诺贝尔奖得主、16位日本首相、21位国会议长在内的一大批学术名家、工商巨子，在日本国内的影响力和知名度都无所比拟。其人才培养和科技创新方面具有很多值得学习和借鉴的地方。
古关教授向来自不同学科的山大同学介绍了东大工学部的学科分布，并且着重介绍了他们的实验室的情况以及他们的项目，对于我们要准备出国的同学来说，确实提供了很大的帮助，对东大的学科有了系统的了解。
此次日本东京之行加深了对日本交通情况的了解：地铁，是服务于日本东京首都圈及其周边地区的城市轨道交通系统，目前包括由东京都交通局、东京地下铁两家公司共同营运的总共56条线路。东京地铁于1927年12月开通银座至浅草寺路段，东京由此成为亚洲最早拥有地铁的城市。东京地铁系统拥有435个车站，车站数量仅次于纽约，位居世界第二位。截止2015年底，整个东京首都圈铁路系统总长度已达2500千米，位居世界第一位。其中东京地铁线路总长332.9.6公里，位居世界第三位。日平均客流量为1600万人次（2015年统计），年均人流量为46.6亿人次，是世界上全年客流量最大的地铁系统 。东京地铁线网由东南海滨的城市中心向北、向西扇形发展，呈放射式布局，并与市郊铁路衔接联运。
图14 东京地铁系统图
相比中国的公交车，日本的公交准时率非常高，因为地下通道的广泛使用，很少出现公交车堵车的状况，乘客一般都在固定的时间在车站等候，大大方便了惜时如金的学生和打工族，准时的公交系统也为乘客换乘其他线路车提供了便利。
作为国际化大都市的东京聚集了日本全国十分之一以上的人口，拥有各类机动车约450多万辆，但开车出行，却很少会出现停车难的问题，在路边和小区内也很少看到乱停车，无论多窄的胡同，都不会被乱停车堵得严严实实。经过调查，日本先后出台了《公路交通法》等法律，对道路管理者、使用者等拥有的权利和应遵守的义务做出了明确的规定，日本1962年开始实施《关于确保汽车保存场所的法律》，规定车主在上牌之时就得提供车库或车位证明，如果是独门独户带小院（下图），警察也会实地调查院内是否有停车位置。
图15 东京自带停车位的小院
图16 东京私人停车位 图17 东京停车场
日本对乱停车一直处罚严厉。以前，对于违章在路边停车超过30分钟，就会被警察罚款，罚金根据路段有所不同，一般情况下罚款1.5万日元。如果车被警察拖走或者锁住车轮，罚款还会增加，例如拖车要另加费用3万日元，此外还要追加保管费用，所以违法停车会让车主损失巨大。重罚之下，尽管东京道路远没有北京宽阔，行车却非常顺畅，很少堵车，如果是特别狭窄的胡同，则为单行道。
东京人口多，面积小，但各种地面停车场、地下停车场、立体停车场等随处可见，而且几乎都是自动化管理。除去停车场提供的停车位，在日本停车位私营化也是被允许的，在日本的街道上，随处可见私营化的停车位。日本车位费用也有差别，距离市中心较远的地点一般每月两三万日元，市中心可达到五六万甚至七八万日元。
同时，作为交叉学科的学习，我们还了解了许多岩土方面的知识，了解到日本作为一个多发地震岛国，在地震波的影响下，很容易出现地基液化，所以在日本，地基液化方面的研究做的还是相对比较完善的。（PS：地基液化现象，地震引起的振动使饱和砂土或粉土趋于密实，导致孔隙水压力急剧增加。在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的孔隙水压力来不及消散，使有效应力减小，当有效应力完全消失时，砂土颗粒局部或全部处于悬浮状态。此时，土体抗剪强度等于零，形成“液体”现象。）为了让我们对土地液化有更深入的了解，古关老师还特地给我们安排了一次观看沙土液化的实验，当我们在周边观看振动台震动的时候，沙土的液化现象跃入眼帘，对这个现象更加的深刻。
图18 液化实验
通过这次的学术交流报告，我们感受到了这所世界一流学府的教授与学生对待科研的严谨求实的态度，了解到了日本的博士研究生的生活与科研状况，更加坚定了我们继续从事科研并将理论研究与实际工程相结合的决心。在众多报告中，东京大学的一位90后巴基斯坦籍的博士研究生的报告给我们留下了深刻的印象。据其讲述，他本来从事地质方面的工作，但在巴基斯坦发生大地震后，很长一段时间内该地区依然陆续发生山体滑坡造成人员伤亡，于是他为了研究清楚这种现象的成因就到东京大学继续进修，如今正是在从事关于该方面的研究。他的经历让我们体会到一个科研工作者的社会责任感，让我们深刻意识到我们从事科研并不只是为自己，还应为国家为社会为人民做出贡献，抱着这样的使命感才能然我们在科研的道路上走得更加坚定无悔。
2、工程考察
9月20日，按照行程安排对首都圈外郭放水路进行了考察。由于地势特殊，东京首都圈在雨水季节十分容易形成洪涝，因此日本政府在1992年开始陆续在首都圈范围内建设这一巨型分洪工程。现场导游首先介绍了外郭放水路的发展历史，并对其的运行原理进行了详细的描述，让我们对东京的强大的地下排水系统有了大概的了解。首都圈外郭放水路的基本概况：位于日本琦玉县境内的国道16号地下50米处，是一条全长6.4公里、直径10.6米的巨型隧道，连接着东京市内长达15700公里的城市下水道，通过5个高65米、直径32米的竖井，连通附近的江户川、仓松川、中川、古利川等河流，作为分洪入口。单个竖井容积约为4.2万立方米，工程总储水量67万立方米。出现暴雨时，城市下水道系统将雨水排入中小河流，中小河流水位上涨后溢出进入排水系统的巨大立坑牙口管道。前4个竖井里导入的洪水通过下水道流入最后一个竖井，集中到长177米、宽78米的巨大蓄水池调压水槽，缓冲水势。排水系统全程使用计算机遥控，并在中央控制室进行全程监控。其排水标准是“五至十年一遇”的巨大台风和强降雨，如果在满效率排水的状态下，这条混凝土浇筑的地下激流可至水深60米。有了这个地下排水系统，东京虽然处于地下低洼地区，但当有暴雨来临，河水暴涨时，这个地下排水系统能够有效降低水位，将多余的水排入江户川，从而防止城市内涝。
图19首都圈外郭放水路调节区 图20 首都圈外郭放水路模型
图21 外郭放水路大合影
经过现场的参观及工程人员的讲解，对日本的地下排水系统现状以及我国和日本在该领域技术水平的差异有了较深刻的理解，同时对城市防洪排涝措施也产生了很大的感触和思考。
（1）合理的防洪排涝标准。不同国家有不同的标准，但对大多数经济发达国家而言，并不把防洪标准定得非常高，而是采用最佳经济标准，进而使城市防洪与排涝的标准趋于一致。如日本农业地区的堤防一般为50年一遇，城市堤防100年一遇，对少数经济高度发达地区的堤防200年一遇，东京的整个城市排水系统的排水标准是“五至十年一遇”。
（2）不断增强城市居民的防洪减灾意识。美国、日本等发达国家不断出台相关政策，以提高全民的防洪减灾意识。如日本在1998年提出的《水灾害、泥沙灾害的危机管理》报告中也明确规定防灾第一线由市、町、村负责，都道府县及中央加以支援。
（3）城市暴雨雨水“源”的控制及“下游”控制的“蓄排结合”法。“源”的控制，是指通过渗塘、地下渗渠、小型水库等工程设施，对雨水就地下渗和暂时蓄存，延长雨水排放时间，以达到削峰、减流的效果；“下游控制”，是对污染地区雨水或者混合雨污水进行处理，要求溢流的混合雨污水对水体的影响控制在一定范围之内。近年来，日本政府在城市开发中量化了调蓄池的建设，规定在城市中每开发一公顷土地应附设500 m3的雨洪调蓄池。
3、文化交流
本次交流活动中，除丰富的学术报告及实验参观外，还安排了充实且有意义的见学活动，其中包括东京国立博物馆参观、科技未来馆参观、浅草寺参观等内容。
我们首先参观了东京大学的著名景点：赤门和三四郎池。赤门是东京大学的代表性象征之一，已经有上百年历史。
图22 我们在赤门合影 图23东京大学内的三四郎池
随后，我们参观了上野公园。上野公园是日本的第一座公园，是东京最著名的赏樱胜地。随后我们一行人来到了浅草。浅草是以日本东京浅草寺为中心的闹街，是江户的第一闹市，被人们称为欢乐之地。浅草寺是东京都内最古老的寺庙。寺院的大门叫“雷门”，正式名称是“风雷神门”，是日本的门脸、浅草的象征。雷门是公元942年为祈求天下太平和五谷丰登而建造的。几经火灾焚毁，后于1960年重建。雷门正门入口处左右威风凛凛的风神和雷神二将，镇守着浅草寺。浅草寺作为日本著名的寺庙，也是日本文化的象征。在这里，我们来到浅草寺进行游览，求签，祈福。我们在其中了解和学习日本的文化和底蕴。
最后是日本科学未来馆，它位于东京著名观光胜地“台场”地区，于2001年7月10日开馆。馆内有志愿者进行现场讲解，并与观众进行多种互动实验，使参观者在亲身体验尖端科技的同时，思考科技的意义并展望科技的未来。一进场馆，首先是一个在半空中旋转的硕大的地球模型，显示着全球的气候变化。此外，我们在馆内还参观了许多新兴科技，包括机器人表演，关于地震机理的大模型通过各领域的尖端科技这一人类知性活动，使科技之成为丰富我们生活的文化，并为社会全体成员所共享。每个展厅都有科学交流员以，观察水中的微生物，参观航空仓等等。在这里，我们也学到了很多知识。
图24 我们在浅草寺前合影 图25 我们在日本科技未来馆前合影
我们穿过东京大学，来到了上野公园中的国立博物馆进行参观。在这里，我们能感受到日本的文化历史与感受到艺术的美与震撼。特别馆中央四五米高的十一面观音给我们文化与是觉得双重冲击。还有书画，器具，服饰，盔甲等等展馆，都让我们在参观的过程中感受到日本文化的熏陶。在参观的过程中，也不难发现，日本在历史上边和中国有许多渊源，无论是中国赠送的景德镇瓷器，还是以《长恨歌》为原型的大型字画，或是以杜甫的诗作的书法作品，无不体现着中日文化交流的多样性与源远流长。
图26我们在东京国立博物馆前的合影
在东京的文化交流中主要有几点体会：
（1）资源保护和利用：日本的森林保护非常好，城市绿化率极高；垃圾分类处理非常规范，垃圾设置四类分别盛放，且不在街道设置。在日本每个人首先要学会垃圾分类，如果不能准确分类垃圾会被周围人批评，同时垃圾分类错误时垃圾会被退回，连续三次出现错误会被惩罚自己到垃圾回收站送垃圾一个月。生活用水节约意识强，措施较多，生活用水利用率高。生活污水处理措施到位，污水排到泄洪沟后基本达到天然水状态，清澈见底。
（2）日本人遵守规则的意识令人印象深刻。行人遵守交通规则，使繁忙的街道秩序井然；到处都是按照秩序排队等候的场景，公交车上乘客保持安静，不会大声接打电话、大声喧哗；扶手电梯上站立不动的人靠在左侧，把右侧空出留给需要赶路的人。车辆时刻礼让行人，从不鸣笛，从不占用消防车辆通道。
（3）日本之所以在方方面面管理的井然有序，感觉很重要的一个因素就是处罚措施非常严厉。如果违反了某项规定，后续有一系列的惩罚措施，犯错误的代价非常高。在这种管理下，使得遵守秩序成为一种习惯和自觉。
（4）饮食文化：日本人普遍爱食用生鱼，因而盖着生鱼片的寿司是日本最流行的食物。寿司的种类很多，不下数百种，大多数是先用米饭加醋调制，再包卷鱼、肉、蛋类，加以紫菜或豆皮，也可撒上鱼子酱等。吃生鱼寿司时，饮日本绿茶或清酒。清酒可以热喝或冷喝，无论哪一种清酒，都是日本菜肴的最佳搭配，酒味可口甜美。日本非常讲究保持食物的原味，不提倡加入过多调料，以清淡为主。对菜肴的色面尤其有着很高的要求，不但使用各式各样非常精致的盛器来装食物，对食物的形状、排列、颜色搭配也都有很细腻的考虑。留下深刻印象的是在东京大学学生餐厅的餐具回收处没有任何食物浪费现象，全部吃的干干净净，特别值得学习。
见学的内容并不仅限于东京大学为我们安排的博物馆科技馆等景点，而在日常生活中也能让我学习到很多。例如酒店的前台，非常人性化的在前台前方设置了供住客在登记时放背包或行李的小台。又例如，由于日本的土地多为私有，因此很少出现像我国那样的大型小区或大院，因此道路网密集，而道路宽度则可减少，使得街道尺寸宜人，使行走在其中的行人不会产生不适感。再例如，由于东京人口密集，用地紧张，房屋或商厦的尺寸都不会太大，因此设计师就必须在有限的空间内满足用户所有需求。这一点在日本的建筑中则得到充分体现，其设计都以人的尺度作为基准，宾馆单人间面积虽不大但各种功能与设施应有尽有，真可谓麻雀虽小五脏俱全。
图27酒店前台 图28 尺度宜人的街道
总而言之，这次的交流活动使我们获益良多，无论是在学习、专业、生活等方面都增长了见识。希望日后能再有机会参加类似项目，也希望学校能有更多类似机会提供给其他学生，使大家都能走出国门学习他国较为优秀的方面来改善我国现状，为我国发展进步贡献一份力。
