海洋灾害链及应用*

王 可，钟少波，杨永胜，熊 智，黄全义

(清华大学 安全科学与技术研究所 北京 100084)

我国是一个沿海人口众多的海洋大国，随着海洋经济的迅速发展，人们对海洋灾害的关注度也日益提高[1]。根据海洋灾害公报统计，仅在2017年，我国各类海洋灾害共造成直接经济损失63.98亿元，死亡(含失踪)17人。为降低灾害经济损失，保障群众生命安全，需要研究海洋灾害形成机制与演变规律，为灾害防治提供科学依据。

海洋灾害种类繁多，按照成因可以分为自然灾害和人为灾害，进一步又可以分为海洋气象(环境)灾害、海洋水文灾害、海洋地质灾害、海洋生物灾害和人为灾害，有的学者将海洋生物灾害和人为灾害合为海洋生态灾害；海洋灾害按照发生的性质又可以分为突发性海洋灾害和缓发性海洋灾害[2-4]。每一种海洋灾害都是在多种因素综合作用下发生的，并且发生之后通常诱发一系列的次生衍生灾害，这些灾害之间存在链式效应，扩大了原生灾害的影响。目前，许多学者对地质灾害，矿山灾害，暴雨洪涝灾害，台风灾害中的灾害链展开了研究，并提出了断链措施，对灾害应急管理具有指导意义[5-8]。但对海洋灾害链的探讨匮乏，因此，亟需构建海洋灾害链，为海洋灾害的监测预警、风险评估、应对决策分析等应急管理活动提供基础。

本文根据中国海洋灾害公报内容和近些年频发的人为海洋灾害案例选取风暴潮、海冰、赤潮、浒苔、海上溢油和危化品泄漏等6种海洋灾害作为研究对象[9-10]。基于对6种海洋灾害致灾机理与影响后果的分析，首先从孕灾环境、致灾因子与承灾体三个方面选取指标，建立了海洋灾害系统指标体系；然后结合已有的研究成果总结每一种灾害致灾因子与承灾体间的关系，以此构建6种灾害链；接着将海洋灾害危害后果归纳为对不同行业的影响，构建综合海洋灾害链；最后，提出灾害链的具体应用，为科学防治海洋灾害提供参考意见。

1 海洋灾害系统

海洋灾害系统是自然灾害系统的一种，由孕灾环境、致灾因子和承灾体等共同组成。其中，孕灾环境是指包含了各种响应关系的地球表层环境，致灾因子是指可能导致海洋灾害发生的因素，承灾体是指灾害作用的对象[11]。目前，关于海洋灾害系统的研究主要分为单灾种灾害系统和区域灾害系统两方面[12-14]。单灾种灾害系统仅对该灾害系统指标进行描述，相较于区域灾害系统包含的多种灾害内容具有局限性；而区域灾害系统虽然包含多种灾害，但缺乏对每种灾害致灾因子指标的研究，直接选取该区域频发的海洋灾害为致灾因子，不利于提出具体的防灾减灾措施。因此，本文分别对6种海洋灾害从孕灾环境、致灾因子和承灾体三方面指标进行分析和总结，建立海洋灾害系统指标体系，见表1～表3[15-28]。表1从气象特征、水文状况、地貌地形、海岸类型、人为影响和其他因素等6方面分别列举了每种灾害具体的孕灾环境指标；根据致灾因子指标能否量化将其分为定性和定量两类。表2～表3也分别从定性和定量两方面总结承灾体指标，其中定性指标分为人、物、系统三类，定量指标分为人员、社会经济和海洋环境三类。

2 海洋灾害链构建

2.1 风暴潮灾害链

根据近10年中国海洋灾害公报统计数据得出，风暴潮是各类海洋灾害中造成直接经济损失最严重、波及省份最多的灾害，因此成为海洋灾害研究的热点之一。本文基于学者们对风暴潮灾害影响后果的描述[29-31]，将其分为两类：一类是风暴潮引起的海浪直接作用在承灾体上，造成人员伤亡或养殖区破坏等 ；另一类是海浪引起海堤决口，进而发生海水倒灌，使得海水作用在承灾体上，导致沿岸建筑物倒塌，农田和盐田被淹没等(图1)。

2.2 海冰灾害链

通过对中国海洋灾害公报中海冰灾况的分析，发现海冰灾害频发且主要影响我国渤海和黄海的北部区域。本文总结已有的海冰灾害影响研究内容[32-36]，从结冰和融化两方面构建海冰灾害链。其中，结冰灾害链表现为海冰直接破坏承灾体，如海冰冰冻装载机械破坏其使用功能等；融化灾害链表现为海冰融化成海水导致海水水质改变和海水量突增造成的影响(图2)。

表1 6种海洋灾害孕灾条件和致灾因子

表2 承灾体定性分类

表3 承灾体定量分类

图1 风暴潮灾害链

图2 海冰灾害链

2.3 赤潮灾害链

中国海洋灾害公报对赤潮的统计结果表明，赤潮在我国四大海域均有发现，其高发期在每年的4-8月间。本文综合学者们对赤潮灾害影响的研究成果[37-40]，从赤潮灾害影响方式，即赤潮生物本身遮光性等物理影响造成海洋生物死亡和赤潮生物产生毒素等化学影响导致生态环境恶化两方面构建赤潮灾害链，分析赤潮发生对相关行业和人类健康等的危害(图3)。

图3 赤潮灾害链

2.4 浒苔灾害链

目前，对浒苔危害的研究主要集中于浒苔对区域生物多样性和经济发展影响的方面[41-44]，本文结合已有的研究成果，将浒苔的危害通过浒苔自身、浒苔散发气味和浒苔死亡后产生的毒素3种形式进行归纳，构建浒苔灾害链(图4)。

图4 浒苔灾害链

2.5 溢油灾害链

海上溢油发生后不仅会造成污染，而且极有可能发生火灾或爆炸，本文在归纳溢油对环境、经济、社会和健康等影响的基础上[45-47]，主要从溢出的油类物质作用在承灾体上造成的污染和溢油引起火灾或爆炸造成的危害两方面构建溢油灾害链(图5)。

2.6 危化品泄漏灾害链

危险化学品类型繁多，性质各异，泄漏后会产生不同的危害。本文通过对已有危化品泄漏危害的调研并结合相关文件内容[48-52]，将危化品泄漏危害分为直接危害和引起的火灾爆炸危害两方面，如危化品泄漏造成海洋生态破坏和泄漏点附近火灾爆炸对人员的伤害等(图6)。

海洋灾害链清晰地展示了海洋灾害发展过程及影响后果，通过对上述6种灾害链的分析和总结，将海洋灾害对海域海水引起的改变归为海水水质变化和海域海水平稳性变化，其中海水水质变化主要是赤潮、浒苔和溢油等造成海水污染引起的，海水平稳性变化主要是风暴潮引起海浪造成的。这些变化对海洋生物、海上结构物、人类活动和健康均造成破坏，从而影响渔业、交通运输业、旅游业、工业、农业、盐业等的发展。基于以上内容构建以6种海洋灾害为核心的综合海洋灾害链，为跨区域跨时空综合海洋灾害应急管理提供基础(图7)。

3 海洋灾害链应用

借鉴灾害链在其他灾害中的应用，结合海洋灾害自身的特点，提出基于灾害链的海洋灾害防治措施，分别从监测预警、风险评估、应对决策分析等方面进行介绍。监测预警方面，根据海洋灾害系统与海洋灾害链内容，建立灾害预测模型与预警标准，对海洋灾害进行预警，如绿潮基于分布面积或覆盖面积两个指标值等级，可在未来5天内，对海域造成的可能影响进行预警[53]；风险评估方面，结合海洋灾害系统中的致灾因子发生概率、承灾体脆弱性变化与孕灾环境对灾害链的影响，确定海洋灾害链各节点损失与连接边的概率，构建海洋灾害链风险评估模型，对单灾种或多灾种耦合风险进行评估；应急决策分析方面，通过对海洋灾害链的分析，确定受灾点的紧迫性，为应急资源储备与优化配置提供基础。

图5 溢油灾害链

图6 危化品泄漏灾害链

图7 海洋灾害链

此外，基于灾害链进行应急决策时，可采取断链和规避等具体措施，及时控制灾害事态发展，减少损失。其中断链部分有通过减弱孕灾环境控制灾害链源头和削弱致灾因子进而切断灾害链连接环节两类措施；规避指转移灾害链中的承灾体到安全地带[54]。

对于风暴潮灾害，海堤工程的建设与红树林的种植能够有效削弱到达陆地的风暴潮能量，实现断链。对于海冰灾害，在冰期到来之前，应当采取抢收海水养殖物、转移无抗冰能力的海上可移动工程设施等规避措施；在海冰形成后，使用机械法、化学法、热力法、流场分布法等措施达到破冰、消冰的目的以实现断链[55]。对于赤潮和浒苔，从减弱孕灾环境和削弱致灾因子两方面进行断链，如严格限制陆源污染物向海洋超标排放，采用物理吸附或打捞、化学杀灭和引入竞争种的生物方法处理已有的赤潮和浒苔等；此外还需将水产设施转移到安全区域进行规避。对于海上溢油，首先使用围油栏拦截，然后回收油污，将无法回收的油污采用燃烧法或生物降解法进行最终处理，实现断链[56]。对于海上危化品泄漏，如若能切断泄漏源，首先进行堵漏，然后根据危化品性质采用拦截或洗消等方式处理泄漏危化品，从而达到断链的目的；同时应疏散人群到安全地带，进行规避，减少人员伤亡。

4 结语

从灾害链的角度出发研究海洋灾害，不仅为全面认识海洋灾害提供了一定的基础，还能为海洋灾害防治提供技术支撑，因此有必要构建海洋灾害链。本文首先通过对已有研究成果的调研，从孕灾环境、致灾因子和承灾体三个方面建立海洋灾害系统指标体系，在此基础上，确定各灾种危害方式，构建海洋灾害链，并提出其在海洋灾害应急管理工作中的应用。未来可以从海洋灾害链的细化与具体应用等方面开展研究，从而指导海洋灾害防治工作。