李喬楚，陳軍華

(西南石油大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，四川 成都 610500)

巖溶塌陷主要源于地下土洞向上的逐步拓展，因此呈現(xiàn)顯著的“隱蔽性”和“突發(fā)性”特征[1]，對于通常采用埋地敷設(shè)的燃?xì)夤艿拦こ?，其日常運(yùn)行不可避免地受到此類地質(zhì)活動(dòng)影響，在諸多自然、人為因素影響下若誘發(fā)巖溶塌陷則極易導(dǎo)致管道災(zāi)害，對燃?xì)夤艿赖陌踩椒€(wěn)運(yùn)行和沿線人民的生命財(cái)產(chǎn)造成極大影響[2]。巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害系統(tǒng)的多因素耦合作用是指系統(tǒng)中各種自然-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)因素在災(zāi)害鏈上逐步蔓延，激勵(lì)和阻礙作用同時(shí)存在，且多元因素不斷發(fā)生交互并改變自身對災(zāi)害演化的影響程度和方向[3]，造成災(zāi)害系統(tǒng)行為呈現(xiàn)復(fù)雜性和多樣性，并最終導(dǎo)致巖溶區(qū)燃?xì)夤艿乐聻?zāi)可能性和后果嚴(yán)重性增加或降低的現(xiàn)象。

巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害系統(tǒng)是由孕災(zāi)環(huán)境、災(zāi)害因子、承災(zāi)體、災(zāi)情4大子系統(tǒng)構(gòu)成的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，各子系統(tǒng)內(nèi)部又呈現(xiàn)差異化的層次結(jié)構(gòu)，因此子系統(tǒng)之間以及各子系統(tǒng)內(nèi)部的多元因素均存在相互的耦合作用，并伴隨穿插于災(zāi)害演化的全過程[4]。明晰災(zāi)害系統(tǒng)多因素耦合的作用機(jī)理，對于遏制災(zāi)害鏈的形成，降低災(zāi)害后果嚴(yán)重程度，提高巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)管控水平，具有研究價(jià)值。本文基于災(zāi)害系統(tǒng)理論，從“孕災(zāi)環(huán)境-災(zāi)害因子-承災(zāi)體-災(zāi)情”系統(tǒng)性視角出發(fā)，結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(System Dynamics，SD)模型探討巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害系統(tǒng)各子系統(tǒng)內(nèi)部及子系統(tǒng)間的耦合關(guān)系，考慮多因素間的差異化傳導(dǎo)路徑，深度剖析災(zāi)害演化過程中多因素耦合的作用機(jī)理和影響規(guī)律，以期為巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害的安全管理提供理論依據(jù)。

1 巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害系統(tǒng)多因素耦合作用機(jī)理分析

考慮到系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對于多元因素因果回路關(guān)系的分析優(yōu)勢，選用SD理論中的因果回路圖(圖中“+”“-”分別表示因素間存在正向促進(jìn)、負(fù)向抑制作用)，針對巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害系統(tǒng)各子系統(tǒng)內(nèi)部及子系統(tǒng)間的耦合關(guān)系進(jìn)行分析。

1.1 子系統(tǒng)內(nèi)多因素耦合作用機(jī)理

1.1.1 孕災(zāi)環(huán)境子系統(tǒng)

孕災(zāi)環(huán)境是災(zāi)害因子的孕育場所，孕災(zāi)環(huán)境活躍性與人員、管道、環(huán)境不安全狀態(tài)以及管理漏洞密切相關(guān)，其耦合作用關(guān)系見圖1。

圖1 孕災(zāi)環(huán)境子系統(tǒng)多因素耦合關(guān)系示意圖

1)針對環(huán)境不安全狀態(tài)的耦合關(guān)系。自然環(huán)境方面，地下水活動(dòng)、構(gòu)造條件、地形地貌、氣象條件會(huì)影響巖溶地質(zhì)發(fā)育速度，同時(shí)構(gòu)造條件、地形地貌、氣象條件會(huì)改變地下水活動(dòng)；社會(huì)環(huán)境方面，較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平會(huì)帶動(dòng)施工與震動(dòng)、抽取地下水、交通運(yùn)輸荷載等因素的出現(xiàn)[5]，而良好的法律法規(guī)環(huán)境可以有效限制不合理施工、違規(guī)地下水開采等行為，減少違規(guī)占壓現(xiàn)象。與此同時(shí)，巖溶區(qū)脆弱的自然環(huán)境極易受到社會(huì)環(huán)境影響，城鎮(zhèn)化推進(jìn)引發(fā)的施工活動(dòng)，以及居民日常生產(chǎn)生活行為均會(huì)擾亂自然環(huán)境的穩(wěn)定性；自然環(huán)境也會(huì)限制或者促進(jìn)社會(huì)環(huán)境的形成，例如巖溶地質(zhì)發(fā)育程度較強(qiáng)的峰林平原、孤峰平原、一二級階地等地區(qū)，是城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展的主要用地[6]，為人類活動(dòng)創(chuàng)造良好的外部環(huán)境，而風(fēng)、云、雨、閃電、打雷等自然氣象會(huì)減小人類活動(dòng)強(qiáng)度。

2)針對人員不安全狀態(tài)的耦合關(guān)系。受教育程度欠缺不僅會(huì)從知識水平、社會(huì)責(zé)任、接納能力、溝通能力等方面直接影響人員不安全狀態(tài)，還可能導(dǎo)致管道保護(hù)意識淡薄和安全意識薄弱，從而增大風(fēng)險(xiǎn)水平；而安全意識薄弱、安全宣傳不到位等，則會(huì)導(dǎo)致相關(guān)人員缺乏憂患和防范意識，缺乏參與災(zāi)害應(yīng)急培訓(xùn)的主觀能動(dòng)性，從而難以掌握有效的自救與他救能力，均會(huì)造成應(yīng)急處置能力不足。

3)針對管道不安全狀態(tài)的耦合關(guān)系。建設(shè)工藝不達(dá)標(biāo)的耦合活躍度較高，會(huì)加劇PE管材易損性、管道老化以及安全設(shè)施失效；投產(chǎn)時(shí)間長短與安全設(shè)施隱患相掛鉤，同時(shí)缺乏有效的安全設(shè)施保護(hù)以及表面老化問題，會(huì)顯著降低PE管材的抗外載能力。PE管材易損性對孕災(zāi)環(huán)境活躍性的耦合驅(qū)動(dòng)最強(qiáng)，一方面作為其他因素驅(qū)動(dòng)作用的有效媒介，另一方面對管道不安全狀態(tài)產(chǎn)生關(guān)鍵的直接影響。

4)針對管理漏洞的耦合關(guān)系。企業(yè)規(guī)章制度通常涉及安全宣傳機(jī)制、日常監(jiān)管辦法和應(yīng)急保障措施，規(guī)章制度不合理將不可避免地導(dǎo)致對應(yīng)工作流程的欠缺，因此其耦合活躍度最高，通過與其他因素的自發(fā)耦合，推動(dòng)孕災(zāi)環(huán)境的形成；安全監(jiān)管欠缺、安全宣傳不到位、應(yīng)急保障不完善則在耦合關(guān)系中主要呈現(xiàn)依賴特性，與其他因素產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)。

5)整體孕災(zāi)環(huán)境的耦合關(guān)系中，管理漏洞與人員不安全因素的耦合，會(huì)顯著加劇巖溶區(qū)燃?xì)夤艿赖牟话踩珷顟B(tài)，例如培訓(xùn)制度不完善不利于提高工作人員的專業(yè)技能、安全防護(hù)以及應(yīng)急處置能力，安全宣傳不到位不利于在后天彌補(bǔ)沿線居民管道保護(hù)意識淡薄等問題；管理漏洞還會(huì)因安全監(jiān)管的欠缺，與管道和環(huán)境因素發(fā)生耦合，例如高后果區(qū)評價(jià)或巡線制度的欠缺，不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)巖溶發(fā)育地段、第三方違規(guī)施工等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，或者忽略管道老化、工藝缺陷、安全設(shè)施失效等隱患。與此同時(shí)，以法律法規(guī)為代表的環(huán)境因素也會(huì)與管理因素發(fā)生耦合，針對不達(dá)標(biāo)管道工程的實(shí)際處罰力度有助于顯著控制建設(shè)工藝缺陷；同時(shí)，有效的法律法規(guī)約束有助于推動(dòng)企業(yè)重視安全監(jiān)管欠缺的問題，從而提升應(yīng)急保障能力并建立更加完善的規(guī)章制度[7]，成為彌補(bǔ)管理漏洞的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

1.1.2 災(zāi)害因子子系統(tǒng)

巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害因子的風(fēng)險(xiǎn)性主要受到火災(zāi)和爆炸危害的概率、強(qiáng)度、范圍、持續(xù)時(shí)間等的共同作用與影響，其耦合作用關(guān)系見圖2。巖溶區(qū)燃?xì)夤艿朗孤┧鶎?dǎo)致的各類災(zāi)害因子中，單一災(zāi)害的發(fā)生均能夠?qū)е缕渌紊鸀?zāi)害的相繼發(fā)生，故巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害因子呈現(xiàn)鏈?zhǔn)降男纬蛇^程?；馂?zāi)與爆炸風(fēng)險(xiǎn)性均受到“危害性-發(fā)生概率-影響范圍”三者的耦合影響。火源與燃?xì)庑孤┦腔馂?zāi)與爆炸發(fā)生的必要條件，而空間受限情況與延遲點(diǎn)燃則針對不同災(zāi)害因子存在差異化的影響作用。當(dāng)空間受限與延遲點(diǎn)燃時(shí)，更容易導(dǎo)致爆炸，反之則更容易導(dǎo)致火災(zāi)?；馂?zāi)危害性受到熱輻射通量、輻射時(shí)間、煙塵以及有毒煙氣四者的耦合影響，爆炸危害性受到?jīng)_擊波超壓、噪聲、有毒煙氣三者的耦合影響[8]?；馂?zāi)與爆炸的耦合作用將推動(dòng)彼此的影響范圍持續(xù)蔓延，并均隨著燃?xì)庑孤┝康脑龃蠖粩鄶U(kuò)大?？梢钥闯?，火源、空間受限情況、燃?xì)庑孤╊愋汀⒀舆t點(diǎn)燃是影響兩類災(zāi)害因子發(fā)生概率的聯(lián)合致因，而距離災(zāi)害的遠(yuǎn)近則是影響危害性的共同因素，上述因素即為控制災(zāi)害因子的首要抓手。

圖2 災(zāi)害因子子系統(tǒng)多因素耦合關(guān)系示意圖

1.1.3 承災(zāi)體子系統(tǒng)

承災(zāi)體脆弱性主要受到“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然承災(zāi)體”三者的耦合影響，同時(shí)考慮到承災(zāi)能力對于降低承災(zāi)體脆弱性的有效作用，其耦合作用關(guān)系見圖3。社會(huì)承災(zāi)體脆弱性是最薄弱的環(huán)節(jié)，自然承災(zāi)體脆弱性是基本組成部分，兩者的惡化會(huì)聯(lián)動(dòng)加劇經(jīng)濟(jì)承災(zāi)體的脆弱性[9]。經(jīng)濟(jì)承災(zāi)體脆弱性的耦合作用最為強(qiáng)烈，巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害影響社會(huì)承災(zāi)體導(dǎo)致的人員傷亡、建(構(gòu))筑物破壞，以及影響自然承災(zāi)體導(dǎo)致的動(dòng)植物危害，均會(huì)面臨相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)賠償，同時(shí)生命線工程破壞則易誘發(fā)停產(chǎn)停業(yè)，影響居民日常生產(chǎn)生活、增大工商業(yè)銷售額損失。承災(zāi)能力的提升則是彌補(bǔ)承災(zāi)體脆弱性的重要因素，主要包括災(zāi)前預(yù)警、災(zāi)中救災(zāi)和抗災(zāi)，以及災(zāi)后恢復(fù)能力。預(yù)警能力包括用于巖溶評估的地球物理勘探技術(shù)，用于管道失效評價(jià)的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測裝置，用于火災(zāi)識別的煙霧報(bào)警裝置等，有效的預(yù)警能力有助于從源頭遏制災(zāi)害發(fā)生，通過預(yù)先解耦，降低危害影響[10]?？篂?zāi)能力包括緊急截?cái)嚅y等管道安全保護(hù)裝置，沿線居民的緊急處置能力，企業(yè)的專業(yè)維修能力，以及健全的應(yīng)急管理值班機(jī)制等；救災(zāi)能力則包括當(dāng)?shù)氐南篮歪t(yī)療能力，受災(zāi)人員的自救與他救能力，完善的搶險(xiǎn)救災(zāi)隊(duì)伍、預(yù)案以及物資等[11]。救災(zāi)和抗災(zāi)能力與政府、企業(yè)的資源投入密切相關(guān)，通過及時(shí)斷鏈，有效降低各類人員財(cái)產(chǎn)損失、資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞，控制災(zāi)害蔓延[12]。災(zāi)后恢復(fù)能力主要通過與多元承災(zāi)體發(fā)生耦合，加快沿線自然環(huán)境、工商業(yè)活動(dòng)和居民日常生活的災(zāi)后恢復(fù)。

圖3 承災(zāi)體子系統(tǒng)多因素耦合關(guān)系示意圖

1.1.4 災(zāi)情子系統(tǒng)

災(zāi)情嚴(yán)重性主要包含人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境破壞程度三個(gè)方面，其耦合作用關(guān)系見圖4。災(zāi)情與承災(zāi)體相對應(yīng)，人口傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境破壞中任一災(zāi)情的加劇，均可能誘發(fā)其他災(zāi)情的相繼加劇。人員傷亡程度取決于危害半徑和人口密度，并與經(jīng)濟(jì)損失程度耦合密切，傷亡情況會(huì)直接影響傷亡賠償及誤工賠償額度，以及由于勞動(dòng)力健康受損所導(dǎo)致的營業(yè)中斷時(shí)間；人口密度較大的區(qū)域通常財(cái)產(chǎn)密度相應(yīng)較大，且人口密度能夠通過改變地區(qū)消費(fèi)能力影響沿線商戶的日營業(yè)收入，以及與市場相關(guān)聯(lián)的燃?xì)鈨r(jià)格，從而進(jìn)一步影響營業(yè)中斷和燃?xì)庑孤┰斐傻慕?jīng)濟(jì)損失；人員傷亡程度也通過人口密度變量對環(huán)境破壞程度產(chǎn)生耦合影響，人類具有主觀能動(dòng)性，歷史發(fā)展進(jìn)程即為由野生動(dòng)植物為主導(dǎo)的自然環(huán)境，進(jìn)化到以人類為主導(dǎo)的社會(huì)環(huán)境，人口密度越大則自然生物密度相應(yīng)越小[13]。與此同時(shí)，人口密度越大的區(qū)域日常生產(chǎn)生活要素越活躍，越容易誘發(fā)火源、提供可燃物，從而進(jìn)一步推動(dòng)災(zāi)情擴(kuò)大。災(zāi)害破壞半徑的增大在直接影響人員財(cái)產(chǎn)損失數(shù)量的同時(shí)，還可能加劇燃?xì)庑孤┡c燃燒，從而產(chǎn)生更多CO2、CH4、N2O等溫室氣體，通過增強(qiáng)區(qū)域“溫室效應(yīng)”加劇環(huán)境破壞程度[14]。

圖4 災(zāi)情子系統(tǒng)多因素耦合關(guān)系示意圖

1.2 兩個(gè)子系統(tǒng)間多因素耦合作用機(jī)理

1.2.1 孕災(zāi)環(huán)境-災(zāi)害因子子系統(tǒng)

災(zāi)害因子時(shí)刻受到孕災(zāi)環(huán)境影響，孕災(zāi)環(huán)境活躍度越高，災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性也隨之增加。兩者間的耦合作用表現(xiàn)為：①孕災(zāi)環(huán)境活躍度的增加，導(dǎo)致火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性、發(fā)生概率及影響范圍相應(yīng)提升。例如人員安全意識淡薄、PE管材易損性、環(huán)境中的施工震動(dòng)、管理中的安全宣傳不到位等，均會(huì)加劇災(zāi)害的發(fā)生概率；沿線居民應(yīng)急處置能力不足、工作人員專業(yè)技能欠缺、企業(yè)應(yīng)急保障機(jī)制不完善等，則會(huì)限制災(zāi)害應(yīng)對能力，進(jìn)一步加劇災(zāi)害的危險(xiǎn)性以及影響范圍；災(zāi)害在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域表現(xiàn)出來的危害性顯著大于人煙稀少區(qū)域；氣象因素一方面可能通過降雨減小災(zāi)害發(fā)生概率，另一方面可能通過風(fēng)加劇火災(zāi)蔓延從而擴(kuò)大危害范圍。②災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性的提升，會(huì)反作用于孕災(zāi)環(huán)境。例如火災(zāi)、爆炸造成的熱輻射與沖擊波超壓危害，會(huì)降低沿線人員對災(zāi)害的反應(yīng)與抵抗能力，通過二次破壞增大管道的失效損傷程度，從而加劇人員和管道的不安全狀態(tài)；災(zāi)害造成的人員傷亡、交通癱瘓、工商業(yè)停產(chǎn)等會(huì)降低社會(huì)環(huán)境活躍度，在一定程度上限制災(zāi)害進(jìn)一步演化或者災(zāi)害鏈形成[15]；災(zāi)害的發(fā)生不可避免地造成社會(huì)影響，嚴(yán)重災(zāi)情會(huì)引起人們對燃?xì)獍踩闹匾暡?dòng)國家政策改變、行政體制完善、企業(yè)運(yùn)行制度革新等[16]，從而有效彌補(bǔ)管理漏洞，降低孕災(zāi)環(huán)境活躍性。

1.2.2 孕災(zāi)環(huán)境-承災(zāi)體子系統(tǒng)

承災(zāi)體通常處于孕災(zāi)環(huán)境中，在承受災(zāi)害損傷的同時(shí)通過耦合作用影響災(zāi)害發(fā)生的外部環(huán)境。兩者間的耦合作用表現(xiàn)為：①人員不安全狀態(tài)會(huì)直接加劇社會(huì)和經(jīng)濟(jì)承災(zāi)體的脆弱性，同時(shí)從人的層面限制系統(tǒng)的承災(zāi)能力。②PE燃?xì)夤艿兰捌涓綄僭O(shè)施的不安全狀態(tài)會(huì)加劇災(zāi)害過程中的燃?xì)庑孤┝亢汀巴狻睍r(shí)間，從而增大經(jīng)濟(jì)承災(zāi)體的脆弱性，降低承災(zāi)體的預(yù)警和抗災(zāi)能力。③環(huán)境不安全狀態(tài)與承災(zāi)體脆弱性的耦合作用尤為復(fù)雜，一方面經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-人口發(fā)展水平越高，災(zāi)害可能造成的損失也就越大，但發(fā)展水平較高時(shí)人類保護(hù)自身生命財(cái)產(chǎn)安全的需求更為強(qiáng)烈，往往通過主動(dòng)提高資源投入，以進(jìn)一步完善承災(zāi)能力；另一方面巖溶區(qū)特殊的地質(zhì)構(gòu)造具有顯著脆弱性，在災(zāi)害過程中將加劇建筑設(shè)施損壞和動(dòng)植物危害，即增大社會(huì)與自然承災(zāi)體的脆弱性；與此同時(shí)，法律法規(guī)的約束與激勵(lì)作用有助于增強(qiáng)相關(guān)主體的承災(zāi)能力。④管理漏洞與承災(zāi)體的耦合作用主要表現(xiàn)為由于應(yīng)急保障、安全監(jiān)管、安全宣傳、規(guī)章制度的欠缺，導(dǎo)致承災(zāi)體預(yù)警、抗災(zāi)、救災(zāi)以及恢復(fù)能力的相應(yīng)降低。值得注意的是，在孕災(zāi)環(huán)境-承災(zāi)體子系統(tǒng)的耦合關(guān)系中存在交互耦合路徑，例如“溫室效應(yīng)”會(huì)誘發(fā)極端氣候變化進(jìn)而危害自然承災(zāi)體，而雨、雪等氣候現(xiàn)象則有助于降低大氣環(huán)境中的污染氣體濃度，對粉塵顆粒也起到有效的清除作用；如經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)強(qiáng)度越高，對自然環(huán)境的影響破壞也就越大，環(huán)境承載力相應(yīng)降低，環(huán)境脆弱性增強(qiáng)誘發(fā)的氣候惡化和自然災(zāi)害等，又會(huì)反過來限制經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，由此可以看出，協(xié)同推進(jìn)區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)具有重要意義。

1.2.3 孕災(zāi)環(huán)境-災(zāi)情子系統(tǒng)

孕災(zāi)環(huán)境活躍性與災(zāi)情嚴(yán)重性相互影響、相互促進(jìn)。兩者間的耦合作用表現(xiàn)為：①人員不安全狀態(tài)會(huì)直接加大災(zāi)害造成的人員傷亡程度，應(yīng)急處置能力和專業(yè)技能不足所導(dǎo)致的抗災(zāi)、救災(zāi)能力欠缺會(huì)擴(kuò)大災(zāi)害破壞范圍，同時(shí)難以有效制止燃?xì)庑孤┤紵?，甚至還會(huì)由于安全意識薄弱、未及時(shí)規(guī)避明火等危險(xiǎn)因素，誘發(fā)更為嚴(yán)重的災(zāi)害。②管道的不安全狀態(tài)尤其是脆弱的PE管材會(huì)加劇管道力學(xué)失效后的損傷破裂程度、增大燃?xì)庑孤┝浚斐筛嗟馁Y源浪費(fèi)，并且導(dǎo)致維檢修難度加大，增加“停氣”持續(xù)時(shí)間。③環(huán)境不安全狀態(tài)一方面由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人類活動(dòng)強(qiáng)度等社會(huì)因素帶動(dòng)人口密度、財(cái)產(chǎn)密度、營業(yè)收入的增加，從而加劇災(zāi)害后的經(jīng)濟(jì)損失程度；另一方面可能由于氣象條件、巖溶地質(zhì)發(fā)育等自然因素影響災(zāi)情嚴(yán)重性，例如風(fēng)、雨、雪等氣象條件會(huì)直接促使系統(tǒng)狀態(tài)遠(yuǎn)離火災(zāi)爆炸極限，而巖溶塌陷則易與火災(zāi)、爆炸危害產(chǎn)生疊加作用，在鏈?zhǔn)叫?yīng)下造成更為嚴(yán)重的人員財(cái)產(chǎn)損失與環(huán)境破壞。④管理漏洞與災(zāi)情嚴(yán)重性的耦合作用涉及災(zāi)害全過程，在災(zāi)前由于識別能力不足易忽略重要風(fēng)險(xiǎn)因素、推動(dòng)災(zāi)害演化；在災(zāi)中易導(dǎo)致缺乏應(yīng)對能力，難以采取有效措施；在災(zāi)后則易限制系統(tǒng)的恢復(fù)能力。與此同時(shí)，較為嚴(yán)重的災(zāi)情又會(huì)營造更為活躍的孕災(zāi)環(huán)境，例如沿線人員的應(yīng)災(zāi)處置能力會(huì)隨著自身傷亡程度的增大而相應(yīng)降低，有限的應(yīng)急保障能力也難以匹配災(zāi)情持續(xù)擴(kuò)大帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1.2.4 災(zāi)害因子-承災(zāi)體子系統(tǒng)

災(zāi)害因子-承災(zāi)體子系統(tǒng)的耦合作用體現(xiàn)了災(zāi)害發(fā)生的直接過程。兩者間的耦合作用表現(xiàn)為：巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害因子主要包括火災(zāi)、爆炸等，其直接作用于“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然”承災(zāi)體，造成人員傷亡、物體損壞、財(cái)產(chǎn)損失、社會(huì)停擺、大氣污染、生物危害等影響，與此同時(shí)，較為脆弱的社會(huì)和自然承災(zāi)體更有利于災(zāi)害因子發(fā)育，導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。然而，災(zāi)害因子的影響效應(yīng)并非毫無限制地增長，作為社會(huì)承災(zāi)體核心的人類具有主觀能動(dòng)性，能夠根據(jù)災(zāi)害演化的實(shí)際階段及時(shí)采取針對性的控制措施，即綜合承災(zāi)能力為不同階段承災(zāi)體反作用于災(zāi)害因子的重要表現(xiàn)：①災(zāi)前的預(yù)警能力。有效規(guī)避火源等重要誘導(dǎo)因素，及時(shí)檢測管道失效缺陷，將災(zāi)害遏制于萌芽階段；②災(zāi)中的救災(zāi)和抗災(zāi)能力。通過及時(shí)維修減少燃?xì)庑孤r(shí)間，采取有力措施削減熱輻射、沖擊波超壓、有毒煙氣等的危害強(qiáng)度，同時(shí)保證有效的安全距離，將火災(zāi)、爆炸的影響區(qū)域控制在可接受的范圍內(nèi)。

1.2.5 災(zāi)害因子-災(zāi)情子系統(tǒng)

災(zāi)害因子-災(zāi)情子系統(tǒng)的耦合作用表征了災(zāi)害后果及其危害程度的關(guān)聯(lián)關(guān)系。兩者間的耦合作用表現(xiàn)為：火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性與災(zāi)害嚴(yán)重性同步提升，災(zāi)害影響范圍擴(kuò)大會(huì)帶動(dòng)人員傷亡、物體破壞和環(huán)境危害半徑增大，更大的損失程度需要更多的維修與恢復(fù)時(shí)間，從而加劇營業(yè)中斷事件的嚴(yán)重性；火源的出現(xiàn)在增大火災(zāi)、爆炸發(fā)生概率的同時(shí)，易造成更多的泄漏燃?xì)馊紵瑥亩欧鸥嗟臏厥覛怏w及粉塵，加劇大氣環(huán)境污染。與此同時(shí)，災(zāi)情的嚴(yán)重程度也會(huì)對災(zāi)害因子產(chǎn)生一定影響，環(huán)境破壞程度提升可能推動(dòng)災(zāi)害因子進(jìn)一步發(fā)育，例如災(zāi)害誘發(fā)的地面土壤及植被破壞會(huì)顯著降低外部環(huán)境對燃?xì)鈹U(kuò)散的限制作用，從而加劇火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害因子的影響范圍。因此，災(zāi)害因子-災(zāi)情子系統(tǒng)的耦合作用加劇了巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害演化的復(fù)雜性。

1.2.6 承災(zāi)體-災(zāi)情子系統(tǒng)

承災(zāi)體-災(zāi)情子系統(tǒng)的耦合作用表征了災(zāi)害影響程度與危害主體間的對應(yīng)關(guān)系，以及災(zāi)情嚴(yán)重性的關(guān)聯(lián)因素如何與承災(zāi)體的脆弱程度產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)。兩者間的耦合作用表現(xiàn)為：在巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害演化的過程中，人員傷亡、建(構(gòu))筑物破壞、動(dòng)植物危害等社會(huì)-環(huán)境脆弱性因素的受災(zāi)程度直接對應(yīng)于各種危害半徑范圍，同時(shí)還通過與停產(chǎn)營業(yè)、經(jīng)濟(jì)賠償?shù)冉?jīng)濟(jì)脆弱性因素的耦合作用，加劇災(zāi)害造成的社會(huì)停擺時(shí)間、損失賠償額度等，而承災(zāi)能力則是降低災(zāi)情嚴(yán)重性的關(guān)鍵抓手。但與此同時(shí)，災(zāi)情嚴(yán)重性的關(guān)聯(lián)因素也將通過耦合作用影響承災(zāi)體的脆弱程度，例如通過控制人口、財(cái)產(chǎn)以及自然生物密度，可以直接降低承災(zāi)體脆弱性，由此說明管道高后果區(qū)識別及管理工作的必要性；控制溫室氣體排放因子能夠減緩氣候變暖對環(huán)境脆弱性的激勵(lì)作用，由此說明碳捕捉與封存等先進(jìn)技術(shù)研發(fā)普及的緊迫性；燃?xì)庑孤┡c燃燒的及時(shí)控制有助于增強(qiáng)承災(zāi)體穩(wěn)定性，限制災(zāi)害承受體演化為災(zāi)害激發(fā)體，確保有效的承災(zāi)能力，由此說明安全保護(hù)裝置和應(yīng)急保障機(jī)制的重要性。

1.3 三個(gè)子系統(tǒng)間多因素耦合作用機(jī)理

1.3.1 孕災(zāi)環(huán)境-災(zāi)害因子-承災(zāi)體子系統(tǒng)

巖溶區(qū)特殊的地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)致外部環(huán)境復(fù)雜脆弱，同時(shí)燃?xì)夤艿劳ǔＮ挥谌丝?、?cái)產(chǎn)稠密區(qū)，活躍的孕災(zāi)環(huán)境更易造成管道失效泄漏、加劇燃?xì)鈹U(kuò)散，并進(jìn)一步誘發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害因子，在承災(zāi)能力的限制下單獨(dú)、先后或者同時(shí)作用于承災(zāi)體，最終誘發(fā)災(zāi)害鏈的形成。三者間的關(guān)鍵耦合路徑包括：①孕災(zāi)環(huán)境活躍性→災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性(+)→社會(huì)/經(jīng)濟(jì)/自然承災(zāi)體脆弱性(+)路徑，反映巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害從孕育、形成到作用于承災(zāi)體的具體過程。例如，在巖溶塌陷作用下，埋地PE燃?xì)夤艿腊l(fā)生斷裂泄漏，接觸到外部火源后誘發(fā)火災(zāi)事故，危害沿線居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。②承災(zāi)能力→孕災(zāi)環(huán)境活躍性(-)→災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性(-)路徑，反映承災(zāi)能力能夠通過對致災(zāi)關(guān)聯(lián)因子的有效預(yù)測及應(yīng)對，降低孕災(zāi)環(huán)境的活躍性，控制災(zāi)害因子的形成、嚴(yán)重程度以及影響范圍。例如，通過智能監(jiān)測發(fā)現(xiàn)管道破損后，及時(shí)通過截?cái)嚅y遏制燃?xì)獾倪M(jìn)一步泄漏，或者災(zāi)害發(fā)生后第一時(shí)間開展消防及救援響應(yīng)，最大化降低人員財(cái)產(chǎn)損失。③社會(huì)/經(jīng)濟(jì)承災(zāi)體脆弱性→孕災(zāi)環(huán)境活躍性(+)→災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性(+)路徑，反映承災(zāi)體受到危害后，通過反作用營造更為活躍的孕災(zāi)環(huán)境，從而進(jìn)一步推動(dòng)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害因子的形成與蔓延，即鏈?zhǔn)綖?zāi)害的形成過程。例如，人員受傷后，其應(yīng)災(zāi)響應(yīng)與自救他救能力顯著降低；又如，火災(zāi)、爆炸會(huì)增大管道破損面積或破壞安全保護(hù)措施，加劇燃?xì)庑孤⑻峁└嗳紵?，從而擴(kuò)大災(zāi)害影響范圍。

1.3.2 孕災(zāi)環(huán)境-災(zāi)害因子-災(zāi)情子系統(tǒng)

巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害的危害情況受到孕災(zāi)環(huán)境活躍性和災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性的耦合作用，同時(shí)災(zāi)情對社會(huì)及自然環(huán)境造成的影響又將推動(dòng)新的孕災(zāi)環(huán)境和災(zāi)害因子形成。三者間的關(guān)鍵耦合路徑包括：①孕災(zāi)環(huán)境活躍性/災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性→災(zāi)情嚴(yán)重性(+)路徑，反映災(zāi)害因子的直接作用和孕災(zāi)環(huán)境的外部激勵(lì)對于加劇災(zāi)害后果嚴(yán)重程度的聯(lián)動(dòng)作用。例如，人員傷亡程度不僅受到熱輻射、沖擊波超壓等外在因素的直接影響，同時(shí)還取決于安全意識、身體素質(zhì)、應(yīng)急能力等內(nèi)在因素。②災(zāi)情嚴(yán)重性→孕災(zāi)環(huán)境活躍性(-)→災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性(-)路徑，反映嚴(yán)重災(zāi)情的警示作用將帶動(dòng)人員心理、企業(yè)管理和社會(huì)體制的變化，從而顯著降低災(zāi)害的發(fā)生概率和嚴(yán)重程度。③災(zāi)情嚴(yán)重性→災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性(+)→孕災(zāi)環(huán)境活躍性(+)路徑，反映巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害自身的延展性，災(zāi)害后果越嚴(yán)重，造成的危害范圍越大，災(zāi)害誘發(fā)因子也相應(yīng)增加，從而增大已產(chǎn)生災(zāi)害因子的風(fēng)險(xiǎn)性，并進(jìn)一步營造更為活躍敏感的孕災(zāi)環(huán)境，即形成災(zāi)害演化的惡性循環(huán)。

1.3.3 孕災(zāi)環(huán)境-承災(zāi)體-災(zāi)情子系統(tǒng)

孕災(zāi)環(huán)境-承災(zāi)體-災(zāi)情子系統(tǒng)間耦合關(guān)系復(fù)雜且緊密，災(zāi)害危害程度受到孕災(zāi)環(huán)境活躍性和承災(zāi)體脆弱性的共同影響，同時(shí)嚴(yán)重災(zāi)情又將推動(dòng)新的孕災(zāi)環(huán)境形成并加劇承災(zāi)體狀態(tài)惡化。三者間的關(guān)鍵耦合路徑包括：①孕災(zāi)環(huán)境活躍性→承災(zāi)體脆弱性(+)→災(zāi)情嚴(yán)重性(+)路徑和孕災(zāi)環(huán)境活躍性→災(zāi)情嚴(yán)重性(+)→承災(zāi)體脆弱性(+)路徑，反映孕災(zāi)環(huán)境既能通過加劇承災(zāi)體易損水平，間接增大災(zāi)害危害程度，又能直接引發(fā)更為嚴(yán)重的災(zāi)情，從而進(jìn)一步危害承災(zāi)體，即導(dǎo)致“災(zāi)情嚴(yán)重性加劇承災(zāi)體脆弱性加劇”相互激發(fā)的惡性循環(huán)。②災(zāi)情嚴(yán)重性→孕災(zāi)環(huán)境活躍性(-)→承災(zāi)體脆弱性(-)路徑，反映嚴(yán)重災(zāi)情引發(fā)的社會(huì)輿論與變革能在一定程度上削減孕災(zāi)環(huán)境的活躍性，進(jìn)而增強(qiáng)承災(zāi)體的抵抗能力，由此凸顯了災(zāi)害調(diào)查制度的重要性。通過查明災(zāi)害發(fā)生的經(jīng)過、原因、人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失情況，提出針對性的風(fēng)險(xiǎn)防范措施，能夠有效規(guī)避災(zāi)害的再次發(fā)生。

1.3.4 災(zāi)害因子-承災(zāi)體-災(zāi)情子系統(tǒng)

災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性和承災(zāi)體脆弱性直接影響災(zāi)害危害程度，同時(shí)嚴(yán)重災(zāi)情又將推動(dòng)新的災(zāi)害因子形成，對承災(zāi)體造成鏈?zhǔn)狡茐摹Ｈ唛g的關(guān)鍵耦合路徑包括：①災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性→承災(zāi)體脆弱性(+)→災(zāi)情嚴(yán)重性(+)路徑，反映高風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害因子直接作用于脆弱承災(zāi)體，并進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重災(zāi)情的演化邏輯。②災(zāi)情嚴(yán)重性→社會(huì)/自然承災(zāi)體脆弱性(+)→災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性(+)路徑和災(zāi)情嚴(yán)重性→承災(zāi)能力(+)→災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性(-)路徑，反映“災(zāi)情嚴(yán)重性→承災(zāi)體脆弱性→災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性”耦合作用的差異化傳導(dǎo)效應(yīng)。一方面，災(zāi)害造成的人員傷亡和環(huán)境破壞程度越嚴(yán)重，越有可能導(dǎo)致本就脆弱的承災(zāi)體發(fā)生進(jìn)一步惡化。例如，災(zāi)害引發(fā)人員健康水平和身體素質(zhì)降低、外部環(huán)境對燃?xì)鈹U(kuò)散的限制作用減弱等因素的出現(xiàn)，會(huì)促使災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)一步增大；另一方面，針對嚴(yán)重災(zāi)情的調(diào)查認(rèn)定和責(zé)任追溯，將有效激發(fā)公眾安全意識提升和企業(yè)應(yīng)急保障機(jī)制完善，從而增強(qiáng)承災(zāi)能力并降低災(zāi)害因子的危害強(qiáng)度。

1.4 四個(gè)子系統(tǒng)間多因素耦合作用機(jī)理

巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害的孕育和演化是孕災(zāi)環(huán)境活躍性、災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性、承災(zāi)體脆弱性和災(zāi)情嚴(yán)重性共同作用的結(jié)果，子系統(tǒng)兩兩之間以及三者之間的耦合作用主要表征災(zāi)害的不同階段，而四個(gè)子系統(tǒng)間的耦合作用則是對整個(gè)災(zāi)害過程的描述。

巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部多因素耦合作用強(qiáng)烈，孕災(zāi)環(huán)境促進(jìn)災(zāi)害因子的形成及發(fā)育，災(zāi)害因子作用于承災(zāi)體產(chǎn)生各種危害效應(yīng)，危害程度則以災(zāi)情的形式表征。孕災(zāi)環(huán)境是災(zāi)害發(fā)生的基礎(chǔ)，其中人員不安全狀態(tài)主要源于沿線居民和燃?xì)夤ぷ魅藛T在思想意識、專業(yè)技能、身體素質(zhì)等方面的不足，管道不安全狀態(tài)主要源于PE燃?xì)夤艿兰捌涓綄僭O(shè)施先天或后天存在的缺陷，環(huán)境不安全狀態(tài)主要源于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展引發(fā)的人類活動(dòng)、社會(huì)氛圍等，以及自然環(huán)境演化引發(fā)的地質(zhì)特征、氣象條件等，管理漏洞主要源于燃?xì)馄髽I(yè)在安全應(yīng)急層面的運(yùn)行機(jī)制和規(guī)章制度缺陷，活躍的孕災(zāi)環(huán)境是誘發(fā)災(zāi)害的外在原因。災(zāi)害因子是災(zāi)害發(fā)生時(shí)異變能量的直接來源，火災(zāi)、爆炸造成的熱輻射和沖擊波超壓是導(dǎo)致危害后果的直接原因。承災(zāi)體是災(zāi)害因子能量的主要接收者，承災(zāi)體脆弱性主要取決于災(zāi)害影響下承災(zāi)對象可能出現(xiàn)的破壞形式及其本身對于災(zāi)害的抵御能力，提升承災(zāi)能力能夠有效遏制災(zāi)害發(fā)生，但其依賴于足夠的人力、物力及財(cái)力投入，然而不合理的資源投入會(huì)影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。災(zāi)情的嚴(yán)重性是衡量災(zāi)害危害水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，孕災(zāi)環(huán)境越活躍、災(zāi)害因子越危險(xiǎn)、承災(zāi)體越脆弱，災(zāi)害的破壞程度也就越大。

2 結(jié)論與建議

1)巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害的孕育和演化是孕災(zāi)環(huán)境活躍性、災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性、承災(zāi)體脆弱性和災(zāi)情嚴(yán)重性共同作用的結(jié)果。其中，孕災(zāi)環(huán)境是災(zāi)害因子的孕育場所，其活躍性與人員、管道、環(huán)境不安全狀態(tài)以及管理漏洞密切相關(guān)；災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性主要取決于火災(zāi)、爆炸的危害強(qiáng)度-影響范圍-發(fā)生概率-持續(xù)時(shí)間四者共同組成的客觀現(xiàn)實(shí)；承災(zāi)體脆弱性主要受到社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然承災(zāi)體三者脆弱性的耦合影響；巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)情嚴(yán)重性主要包含人員傷亡程度、經(jīng)濟(jì)損失程度及環(huán)境破壞程度三個(gè)維度。

2)災(zāi)害因子時(shí)刻受到孕災(zāi)環(huán)境的影響，孕災(zāi)環(huán)境的活躍度越高，災(zāi)害因子風(fēng)險(xiǎn)性也隨之增加；承災(zāi)體通常處于孕災(zāi)環(huán)境中，在承受災(zāi)害損傷的同時(shí)通過耦合作用影響災(zāi)害發(fā)生的外部環(huán)境；孕災(zāi)環(huán)境活躍性與災(zāi)情嚴(yán)重性相互影響、相互促進(jìn)；災(zāi)害因子與承災(zāi)體的耦合作用體現(xiàn)了災(zāi)害發(fā)生的直接過程；災(zāi)害因子與災(zāi)情的耦合作用表征了災(zāi)害后果及其危害程度的耦合關(guān)系；承災(zāi)體與災(zāi)情的耦合作用表征了災(zāi)害影響程度與危害主體間的對應(yīng)關(guān)系，以及災(zāi)情嚴(yán)重性的關(guān)聯(lián)因素如何與承災(zāi)體的脆弱程度產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)。

基于以上對災(zāi)害系統(tǒng)多因素耦合作用機(jī)理的研究，提出以下巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控建議：

1)厘清多元耦合致災(zāi)機(jī)理，夯實(shí)災(zāi)害監(jiān)測防控基礎(chǔ)。推進(jìn)巖溶塌陷勘探評估工作，降低自然孕災(zāi)環(huán)境不安全狀態(tài)；提升PE燃?xì)夤艿缿?yīng)險(xiǎn)能力，降低管道本體易損性水平；加強(qiáng)巖溶區(qū)燃?xì)夤艿罏?zāi)害監(jiān)測，精準(zhǔn)控制孕災(zāi)環(huán)境活躍性；推動(dòng)信息化管理設(shè)施建設(shè)，破解巖溶塌陷“隱蔽性”和管道災(zāi)害“突發(fā)性”難題；建立搶險(xiǎn)搶修組織機(jī)構(gòu)，彌補(bǔ)應(yīng)急保障管理漏洞；開展災(zāi)情評估分析，明確抗災(zāi)設(shè)防新要求。

2)遏制災(zāi)害鏈?zhǔn)窖莼M(jìn)程，提升災(zāi)害應(yīng)急處置能力。加強(qiáng)巖溶區(qū)燃?xì)夤艿姥膊楣芾?，切斷多元致?zāi)演化風(fēng)險(xiǎn)萌芽；控制火災(zāi)、爆炸等關(guān)鍵災(zāi)害因子，遏制災(zāi)害形成蔓延；制定災(zāi)害應(yīng)急救援預(yù)案并定期演練，及時(shí)阻止災(zāi)害勢態(tài)擴(kuò)大；開展災(zāi)后恢復(fù)處理，推動(dòng)承災(zāi)體正常運(yùn)轉(zhuǎn)，控制災(zāi)情子系統(tǒng)要素共振。

3)發(fā)揮多方主體協(xié)調(diào)作用，營造良好防災(zāi)減災(zāi)環(huán)境。加強(qiáng)管道保護(hù)行政執(zhí)法力度，降低社會(huì)孕災(zāi)環(huán)境不安全狀態(tài)；增強(qiáng)人員安全意識和管道保護(hù)意識，破解承災(zāi)體脆弱性與人員不安全狀態(tài)的惡性循環(huán)；推動(dòng)專業(yè)技能提升和隊(duì)伍建設(shè)，增強(qiáng)承災(zāi)主體抗災(zāi)救災(zāi)能力；做好災(zāi)后相關(guān)主體安撫工作，減弱嚴(yán)重災(zāi)情與承災(zāi)體間的耦合激勵(lì)。