四川三州地区提升路网气候恢复力研究

鲍 文

成都信息工程大学管理学院，四川 成都 610103

引言

四川省三州地区，即凉山彝族自治州、甘孜藏族自治州和阿坝藏族羌族自治州，拥有全国最大的彝族聚居区、第二大藏族聚居区和唯一的羌族聚居区。三州地区位于青藏高原东缘，幅员29.76 万平方公里，占四川省国土面积的61.23%。该地区在四川省的出川通道中具有不可替代的地位，其中：凉山彝族自治州是四川进入云南，进而连接东南亚市场的最便捷线路；甘孜藏族自治州是四川进入西藏，进而连接南亚市场的最便捷陆路通道；阿坝藏族羌族自治州是四川进入青海、甘肃两省，进而进入丝绸之路经济带沿线国家的最便捷通道。由于三州地区地处中国一二级阶梯过渡地带，地质构造复杂，新构造运动强烈，属于断裂构造发育，极易因强降水等极端天气诱发山洪、泥石流、崩塌、滑坡等灾害，导致突发灾害事件发生频率高、破坏强度大，在高山峡（深）谷区尤为严重。据文献记载，三州地区路网遭受的大多数灾害都与降水过多有关，气候变化无疑使该地区路网灾害风险更加复杂和更具不确定性。目前，三州地区路网系统整体承灾能力仍然较为脆弱，不能很好地应对这些灾害风险带来的不确定性问题，也不能有效防止道路中断影响的扩大效应和降低社会经济面临的脆弱性。因而，提升三州地区路网气候恢复力，就是要在这些地区提高路网应对这种不确定性的能力。

1 路网气候恢复力的内涵

恢复力概念出现于生态系统稳定性分析中，其认为恢复力是保障生态系统可持续性的关键，并将人类包括在系统之内[1]。随着《京都议定书》《联合国气候变化公约》的实施以及《2015—2030 年仙台减灾框架》提出全球性防灾减灾目标以来，学者们开始从气候变化视角研究恢复力，并提出主动作为的灾害风险管理理念[2]。路网气候恢复力一词首见于世界银行2019 年出版的一部关于巴西联邦路网气候恢复力的著作中，该著作主要以滑坡灾害为研究对象，但该著作并未明确提出气候恢复力的概念[3]。

本研究拟通过两方面来阐述路网气候恢复力的概念。一方面，以系统观理解路网的运作方式。路网是人类与自然相互联系系统中的一个子系统，同时是具有适应能力的复杂系统，恢复力是保障该系统可持续性的关键。另一方面，路网气候恢复力有两个关键词。一是阈值。路网系统可以以多种稳定状态存在，如果气候系统变化太大，跨越了某个阈值，就会打破路网系统的稳定状态。二是适应性循环。对于以保障路网系统恢复力为目的的系统管理方式而言，要保持系统动态，路网系统需随着时间而不断优化。换言之，适应性循环就是通过综合气候风险管理与防范，不断提升路网系统应对气候变化和防灾减灾的能力。根据以上阐述，可以总结出路网气候恢复力的内涵，即：路网气候恢复力是指路网系统遭受气候异常等意外干扰并经历变化后依然基本保持其原有功能、结构的能力。也就是说，在经历某种变化后，路网系统并没有跨越阈值进入不稳定状态，而是可以继续有效地保持安全顺畅通行的能力。即使经受包括气候异常在内的各种突发事件，一个具有气候恢复力的路网的“理想”状态是快速修复道路基本结构和恢复通行能力。

2 提升四川三州地区路网气候恢复力的重要性

2.1 提高防灾减灾能力

四川省三州地区路网基本沿河谷延伸。作为主要骨干线路的铁路、国道（高速），尤其是国家投入巨资建成的川藏公路、成昆铁路、都汶高速等，因一些路段明显暴露于山洪、滑坡、泥石流等灾害高风险分布区，近两年毁损严重（详见表1）。普通省道、县乡道的防灾减灾能力更加堪忧，高投入低效益的困境依然突出[4]。降低路网的灾害风险可以从降低承灾体的脆弱性和减少灾害发生的可能性两个方面进行。承灾体的脆弱性可以用破坏力和暴露量来衡量，破坏力为暴露单元受气象及其次生衍生灾害影响的容易受损程度，暴露量为路网系统暴露于气象及其次生衍生灾害影响中的数量或程度。减少灾害发生的可能性可以通过降低致灾因子发生的强度和频度、调整承载体时空分布格局、降低承载体易损性等途径进行。为了抵御灾害，四川省三州地区路网系统在建设中不断应用现代化科技，修建了大量的防灾辅助工程，有效地降低了承灾体的易损性。但一些路段在灾害面前依然极其脆弱，道路中断时有发生。在一些路段，当山洪、泥石流、滑坡灾害发生时，水电站也成为阻塞河道、加剧灾害危害的帮凶。这就需要四川省三州地区路网系统灾害管理部门探索未雨绸缪与应急管理相结合的新型路径，构建人与自然和谐共处的防灾减灾理念，从而提高防灾减灾能力。

表1 2018 年11 月—2020 年7 月期间四川省三州地区路网典型灾害毁损情况

2.2 构建安全可靠的现代路网体系

四川省三州地区路网位于山地灾害高发区的部分路段极易受灾，通行安全性、可靠性较差。川藏公路、成昆铁路等三州地区路网的骨干线路，建设于新中国成立后不久，受当时灾害认知、路线勘察技术以及经济发展水平的制约，道路修建的灾害防治标准普遍不高，加之工程建设急迫[5]，导致这些骨干线路在雨季灾害毁损严重。目前，三州地区已形成了以公路为主的路网体系，高速公路有经过凉山州的雅西高速、西攀高速和经过阿坝州的都汶高速，经过阿坝州和甘孜州府的汶马高速和雅康高速正在建设中。铁路仅有经过凉山州的成昆铁路，经过阿坝州和甘孜州的成兰铁路和川藏铁路正在建设中，距离畅通安全高效的现代路网体系还有不小的差距。在三州地区内，县与县之间的国道、省道干线还不完善，一些县与县之间的现有道路等级较低，州到县、县与县之间连接干线尚未完全打通，路网仍然存在迂回现象，域内大通道网络还未形成，广大群众便捷出行制约仍然明显。安全是三州地区路网体系发展的红线和最基础条件，路网安全性会提高三州地区的可进入性和机动性，也必然会促进发展机会的增加[6]。构建现代路网体系，客观上要求三州地区提高路网应对自然灾害和突发事件的能力，增强路网系统运行的可靠性和安全保障能力。三州地区地处四川省的生态环境脆弱区，气候变化影响最为凸显，加之地质条件复杂、地震高发，因降水而诱发的山洪、泥石流、滑坡、崩塌等灾害问题较为突出，道路沿线泥石流、滑坡、水毁等灾害异常严重，而且病害类型多、线路长、危害大。加快构建现代路网系统，形成高度便捷的路网体系，对三州地区路网气候恢复力提出了更高要求。

2.3 助力地区经济发展

四川省三州地区为国家深度贫困地区，区域经济要实现较快发展，交通条件必须先行改善。在国家脱贫攻坚战略的支持下，三州地区路网稀疏、可进入性差的局面已经得到了一定改观，社会经济发展也随之有了一定质的飞跃，但作为制约发展的瓶颈，区域路网体系亟需进一步完善布局和提升质量。毋庸置疑，三州地区的旅游业极具吸引力，独特的民族文化及生活方式、原始的自然风光都是这种吸引力的重要来源。从独特旅游资源视角来说，偏远、交通不便未必是坏事，但如果难以确保游客进出顺畅和有效降低旅途灾害风险，那就另当别论了，而且，一旦造成重大人员伤亡，将会对该地域旅游业产生长期的负面影响[7]。三州地区拥有举世闻名的旅游资源，旅游业是其战略性支柱产业之一。交通运输设施条件是发展旅游业的先决条件和重要保障，目前三州地区路网交通对旅游发展的支撑和带动作用仍然不足，部分旅游景点公路等级较低，影响和制约了旅游业的快速发展。三州地区拥有全国第五大牧区，是我国第二大林区——西南林区的重要组成部分，是我国生物多样性最为丰富的地区之一。加快高效安全路网建设，有助于将区域生态优势转化为经济优势、环境资源转化为生产资源，打造四川生态经济增长极。因此，考虑到旅游业和生态经济发展对路网系统的严重依赖，一方面要在完善路网布局的时候充分降低其对生态环境的影响，使其与当地景观协调美化[8]；另一方面要推动整个路网系统的综合风险管理，使其更好地服务区域经济的建设发展。

3 四川省三州地区路网灾害风险管理面临的挑战

3.1 人为活动和气候变化对孕灾环境的双重影响

从孕灾环境看，四川省三州地区是全球气候变化的敏感区和生态环境的脆弱区，人为活动和气候变化极易对当地的植被、大气、水文、土壤、地质等造成影响。三州地区路网毁损总是发生在高温、降水量多的6 月到9 月，此时江河的水位高、流量大、水流湍急，对路基下边坡等侵蚀冲刷严重。在强降水的作用下，雨水侵入了疏散的岩体，减少了岩石内部摩阻力而使其失去了原来的稳定性；另外，也有雨水侵入缝隙发达的岩体，冬季冰冻膨胀冻结，夏季气温升高后，冰冻溶解，使岩体失稳而极易发生滑坡、泥石流。5 月下旬至6 月上旬是高山区冬春积雪大范围消融的时间，也是江河干流易发生洪水（主要是融雪洪水）和路网部分线路出现毁损的开始时间。9 月下旬气温降低，高山降水转为固态，冰川消融也大大减弱，江河水流进入枯水期，道路毁损也极少发生。因此，三州地区路网毁损具有明显的周期性和重复性特点。近年来，三州地区农牧业产业化、农村人居环境整治、城乡基础设施提档升级，以及能源矿产的开发、城镇化的快速发展，快速改变着该区域的城乡面貌。人类活动尤其是工程建设对高原山地自然环境的影响日益增强。在三州地区的铁路、公路（高速）、机场、厂矿、水电站、居民点等工程建设活动中，存在大量的山体开挖、渣土弃置堆填等，极易产生边坡失稳，改变水文状况，对公路、铁路沿线的生态环境造成了严重破坏，导致暴雨等气象灾害诱发的山体滑坡、泥石流、崩塌等灾害经常发生，对公路、铁路运输及沿线居民生命财产安全造成巨大威胁[9]。三州地区路网各种灾害事件的发生虽然十分常见，但具体潜在地点或新地点发生灾害的时间和规模却存在极大的不确定性，气候变化是影响这种不确定性的主要因素之一。气候变化，无论是温度变化或降水变化，均可直接影响到灾害的形成、危害程度和分布范围。除了更多的山洪、滑坡、泥石流和崩塌以外，气候变化还会加剧地震等其他灾害的危害程度。三州地区存在诸多断裂带，在这些断裂带上，地震更是加剧了这种不确定性，特别是在路网基础设施质量欠佳、路网系统适应气候变化能力较弱的情况下，这些风险更为彰著[10]。以汶川地震灾区为例，距离地震中央断裂越近的陡崖深谷区，道路两岸的山洪、泥石流、滑坡崩塌就呈群发态势；反之，在宽谷区，道路两侧的山地灾害明显较少[11]。三州地区暴雨分布有着明显的地区特点，沿九寨沟县、茂县、理县、泸定县、锦屏山一线分为东西两部分：东部是主要暴雨区；西部很少出现日降雨量≥50mm 的暴雨，但由于西部多高山峡谷、地势陡峭，地震等造成的植被破坏和山地坡面堆积物松散等原因，日降水量达到或接近30mm 时，即可引起山洪、塌方和泥石流等灾害[12]。在气候变化影响加剧的背景下，三州地区暴雨分布和暴雨致灾临界阈值都在发生改变，人们也在通过生态环境建设提高当地应对这种变化的能力。如2019 年“8.20”灾害激发山洪泥石流的小时雨强为24.2mm，高于汶川地震前的5.46～17.14mm[13]，说明灾后生态环境建设对改变孕灾环境产生了效果。

3.2 综合灾害风险防范能力不足

四川省三州地区路网综合灾害风险防范的主要策略包括风险规避、风险预警和风险防范技术的开发利用等。一方面，从风险规避的角度看，三州地区特殊的地理区位不利于大规模建设现代路网体系。该区域处于高原向山地过度地带，褶皱构造异常发育，第四纪以来活动断裂较为发育，既有地震带、断裂带，也较普遍存在山大沟深且山体稳定性差的现实，一旦遇到强降水，山体极易出现垮塌，属于地质灾害危害极为严重地区。因此，三州地区路网规划和建设只能选择风险相对较小的线路，而难以完全规避风险。另一方面，从风险预警和风险防范技术的开发利用角度看，目前三州地区骨干线路气象及其次生衍生灾害的监测、预警和预测等环节存在严重不足，更不用说省道及更低等级道路。这难免在应对极端天气诱发的地质灾害时存在被动，进而大大减弱路网因灾毁损后的恢复能力。以成昆铁路甘洛段为例，1981 年，凉山州甘洛县暴雨导致山洪暴发，引发泥石流，将利子依达河大桥冲毁，造成成昆铁路运输中断达16 天、442 次列车翻车、74人死亡、156 人受伤的重大灾难[12]。造成这种结果在很大程度上是由于当时的预报预警能力不足，但是，即便到了近年，这段铁路在面对这些灾害时依然不堪一击。例如，2019 年7 月29 日，成昆铁路甘洛段被泥石流掩埋无法通行，造成人员伤亡；半个月后的8 月14 日，成昆铁路甘洛段数万方高位岩体突然崩塌，造成成昆铁路再次中断，并造成人员伤亡。可以说，除了监测、预警和预测等环节存在严重不足外，相关部门信息收集也存在不规范，不然很难解释在同一个地段发生泥石流灾害短短半个月之后为何再次发生岩崩造成人员伤亡。

3.3 路网防灾能力参差不齐，缺乏系统防灾减灾机制

近年来，四川省三州地区的铁路和国道级公路基本都进行了现代化改造，特别是随着现代桥隧工程内外挡墙等防护设施的修建，大大提高了三州地区路网系统的抗灾能力。省道公路整治改造工作也在全面展开，但其抗灾能力与国道公路相比，仍存在较大差距，一般都处于常常保、年年修的状态。县乡级公路建设近年来快速发展，以前经常出现的断道不通车的状况在明显减少，但由于本身建设标准低、维修养护力度弱，其抗灾能力显得十分薄弱。

在路网系统防灾减灾方面，三州地区目前特别强调灾害应急行动和灾后协调，缺乏对长期灾害风险及其后果的科学评估和对灾害管理过程中后续行动的监测，不能有效防止道路中断产生的扩大效应和减小社会经济面临的脆弱性。一方面，作为主要骨干线路的铁路、国道、高速公路，尚未建立起专业气象及其次生衍生灾害的监测网络体系，缺少相关的灾害监测预警技术人才队伍，新建铁路、公路沿线也缺乏精细化的气象及其次生衍生灾害的影响风险评估。另一方面，三州地区缺少路网系统灾害风险识别和评估标准，也尚未形成部门间、行业间信息资源共享以及协同应对灾害风险的机制，同时也没有涵盖路网管理和自然灾害风险管理的统筹规划。

4 提升四川省三州地区路网气候恢复力的路径

4.1 构建路网综合灾害风险治理体系

首先是从时空角度出发，按照时间进行统筹管理，按不同的季节月份，找出易发生的风险种类并落实到具体的区域路网上，以便进行综合管理。定期开展三州地区路网的气象及其次生衍生灾害风险调查和隐患排查，全面掌握三州地区路网气象及其次生衍生灾害风险分布情况，全面了解特定或多种致灾因子在既定时期内的预期损失，从而为采取降低风险措施提供依据[14]。在灾害风险调查评估的基础上，建立三州地区路网气象及其次生衍生灾害风险数据库，分灾种编制灾害风险区划图，加强对各种灾害风险信息的综合分析、处理和应用。

其次是从纵向角度出发，建立完善的综合风险治理程序。纵向综合风险治理包括预见性的、补偿性的和反应式的风险管理。对于预见性风险管理，由于要确保降低未来的灾害风险，因此，必须结合气候变化对三州地区路网的气象及其次生衍生灾害风险进行模拟和预测，制定防御性策略和工程性措施，并将其纳入本区域路网的发展规划之中。这一方面是为了提前适应，另一方面也有利于建立三州地区路网重大工程建设的气象及其次生衍生灾害风险评估制度。同时，建立相应的建设标准，将气象及其次生衍生灾害风险评估纳入工程建设项目行政审批的重要内容，确保在工程立项中充分考虑灾害的风险性，尽可能避免和减少灾害影响。补偿性风险管理是对路网已存在的气象及其次生衍生灾害隐患和薄弱环节进行评估之后而开展的一些恢复性的建设和管理，以尽量减少灾害影响。反应式风险管理就是在灾害事件发生后通过路网承载体脆弱性管理、防御工程设施的建设以及应急救灾能力的提高，减少灾害发生造成的损失。

最后是从横向角度出发，鉴于三州地区路网系统灾害风险管理的复杂性，需要把路网系统灾害风险因素纳入各个相关部门的日常风险管理框架中，以进行全域性综合风险治理。为此，需要指定一个牵头部门，如应急管理部，承担跨部门协调整个路网系统灾害风险管理的责任，确保在灾害发生之时，及时提供恢复道路畅通所需的相关有效信息，能迅速调动资源，以提高灾后路网系统的恢复力。

4.2 健全防灾减灾机制

科学的防灾减灾机制需要三方面的有机构成，即灾害科学、应急技术和风险管理。

首先，防灾减灾需要利用灾害科学进行指导。三州地区路网灾害分布的时空规律，在特定孕灾环境条件下致灾因子和承载体相互作用的机制和过程，这些都是防灾减灾的科学依据。三州地区路网灾害的发展趋势，取决于线路两侧山地灾害的活动程度。这就需要根据气候变化和地震活动趋势，对一些易灾线路出现暴雨及滑坡、崩塌和泥石流的活跃范围和时段进行科学研究和分析。此外，从气候变化角度看，还应做好以下工作：一是加强对区域气候变化事实及演变规律的监测分析，加强对全球气候变暖背景下气象及其次生衍生灾害发生和发展规律的研究。二要加强对三州地区路网灾害分布时空规律的动态研究。三要根据三州地区地广人稀、灾害分布范围广和气候变化敏感的特点，开展骨干线路面临的各种大型灾害致灾机理的研究，尤其要重点研究气候变化背景下极端事件对灾害发育的影响，预测未来灾害的潜在演变趋势和特征。

其次，防灾减灾需要应急技术支撑。对三州地区路网灾害进行实地普查，研究和开发适宜该区域特点的防灾救灾与应急响应的各种技术与装备，加强气象及其次生衍生灾害预报预警技术研发，建立完善各种灾害的监测预报预警体系、安全防护与应急处置技术体系、恢复与重建技术体系。

最后，防灾减灾需要风险管理。制定和完善三州路网灾害风险评价指标体系，研究与建立风险防范标准，编制并完善灾害预警预案，集成与优化区域综合灾害风险防范信息平台和网络服务系统。根据三州地区风险管理尚处于探索阶段的实际，一方面要建立路网主要灾害及相关气象要素资料数据库，通过统计分析个例找出指标及致灾临界阈值，形成路网典型灾害危险性评估指标[15]（表2），建立灾害评估、预报及预警模型。另一方面要依据三州地区气象及其次生衍生灾害特点、风险区划，针对各类灾害组织编制防御方案，明确各部门防御路网灾害的职责和联动机制。对三州地区路网中正在施工或规划修建的高速、铁路等重大工程，要进行充分深入的灾害调查与勘察，高度重视各种潜在灾害风险评估。同时，这些工程的选线、选址和设计必须有充分的灾害基础数据作为依据，从工程规划和设计要做好高风险避让，从源头上降低灾害风险，确保重大工程具备抵御灾害风险的能力，保障路网安全畅通，最大程度减少无效、低效投资，提高路网投资效益。

表2 四川省三州地区路网典型灾害危险性评估指标

5 结语

四川省三州地区路网系统所处的孕灾环境复杂，人为活动、气候变化及断裂带上的地震造成该地区的环境条件不断变化。提升路网系统气候恢复力就是在这种不确定的变化条件下，提高该区域路网系统应对突发事件的能力。也就是说，在灾害风险管理周期的所有阶段，从备灾到应灾再到重建，都必须努力构建路网系统的气候恢复力。具体来说，在备灾阶段，应将风险评估和管理作为备灾的一部分。未来可以将人工智能应用到路网监测设计当中，敏感捕捉降水、地表等外部环境的变化以及路网性能随着时间推移的变化；将路网系统的气候恢复力作为交通运输规划的一个关键目标；增进所有利益相关方对气候恢复力的认识和了解，提高相关各方认识和处理路网系统气候恢复力的能力。在应急阶段，将减少风险作为应急的一部分。灾害发生后要优先恢复重要的生命线，以便社会功能迅速恢复，减少次生衍生灾害的危害；在制定应急恢复方案时要考虑交通设施的多样性、灵活性和坚固性。在灾后恢复和重建阶段，路网规划必须从原有标准的恢复转向更高防灾标准的重建。