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認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：曹**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：上海 上傳時(shí)間：2022-03-05 格式：DOCX 頁(yè)數(shù)：25 大?。?78.19KB 積分：20 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、第二章 災(zāi)害鏈?zhǔn)嚼碚?.1自然災(zāi)害鏈?zhǔn)降睦碚擉w系災(zāi)害鏈的定義與內(nèi)涵 (A)災(zāi)害鏈的定義 當(dāng)今，發(fā)生在全球的生態(tài)環(huán)境災(zāi)害有暴雨和山洪導(dǎo)致的滑坡、泥石流、巖崩等地質(zhì)災(zāi)害，高寒地區(qū)形成的雪崩、凍融災(zāi)害，干早地區(qū)產(chǎn)生的沙漠化、沙塵暴災(zāi)害以及地殼劇烈變遷誘發(fā)的地震、火山、海嘯等災(zāi)害.這些發(fā)生在陸地或海洋圈層的物理、化學(xué)、生物、人文等災(zāi)害過(guò)程的物質(zhì)和能量相互作用，來(lái)勢(shì)洶涌，構(gòu)成了巨大的破壞力，給生態(tài)環(huán)境釀成惡劣的生存空間，對(duì)人類構(gòu)成了巨大的威脅，甚至奪去人的生命。由災(zāi)害環(huán)境導(dǎo)致的嚴(yán)重災(zāi)難，給人類以嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。面對(duì)重重災(zāi)難的歷史悲劇，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)災(zāi)害、揭示災(zāi)害形成的規(guī)律、更有效地遏制災(zāi)害發(fā)生或使一類災(zāi)害從全球

2、消逝，是當(dāng)前或今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)人類所面臨的極為重要的戰(zhàn)略性任務(wù)和迫切使命。 災(zāi)害的形成、發(fā)生具有鏈?zhǔn)揭?guī)律，肖盛燮針對(duì)災(zāi)害的鏈?zhǔn)揭?guī)律，提出了災(zāi)害鏈的概念。災(zāi)害鏈?zhǔn)菍⒂钪骈g自然或人為等因素導(dǎo)致的各類災(zāi)害，抽象為具有載體共性反映特征，以描繪單一或多災(zāi)種的形成、滲透、干涉、轉(zhuǎn)化、分解、合成、禍合等相關(guān)的物化流信息過(guò)程，直至災(zāi)害發(fā)生給人類社會(huì)造成損失和破壞等各種鏈鎖關(guān)系的總稱。 (B)災(zāi)害鏈研究的內(nèi)涵 根據(jù)災(zāi)害鏈的定義，可將其內(nèi)涵分解如下: (1)災(zāi)害鏈?zhǔn)菍⒏鞣N災(zāi)害抽象為物質(zhì)、能t及信息流的載體反映; (2)災(zāi)害鏈可反映單一或多災(zāi)種的形成過(guò)程及其滲透、轉(zhuǎn)化、分解、合成、輻合等物化關(guān)系; (3)通過(guò)

3、對(duì)災(zāi)害鏈形成的機(jī)理分析、理論模型構(gòu)建以及參數(shù)的定性、定盆描述，可得到對(duì)災(zāi)害破壞性能的度里: (4)災(zāi)害鏈可反映各種災(zāi)害對(duì)人類社會(huì)造成的破壞關(guān)系和破壞作用; (5)通過(guò)對(duì)災(zāi)害鏈?zhǔn)疥P(guān)系的規(guī)律剖析，為斷鏈減災(zāi)提供了災(zāi)害鏈?zhǔn)揭?guī)律的描述災(zāi)害鏈?zhǔn)揭?guī)律的描述 (A)災(zāi)害鏈?zhǔn)椒从车妮d體 災(zāi)害的形成具有鏈?zhǔn)揭?guī)律性，構(gòu)成各類災(zāi)害的因素不管怎樣復(fù)雜，不同的災(zāi)害受到不同地域、環(huán)境、氣候的變遷而呈現(xiàn)千差萬(wàn)別的格局和千變?nèi)f化的態(tài)勢(shì)，但災(zāi)害的形成總有一個(gè)逐漸演化的過(guò)程，其演化過(guò)程暴露了自然環(huán)境狀態(tài)朝著不利于人類社會(huì)的偏移方向演繹，這個(gè)過(guò)程的機(jī)制表明了災(zāi)害形成必有延續(xù)性，其延續(xù)性的演化過(guò)程總是以一定的物質(zhì)、能量等信息形式予以

4、表征，這就是災(zāi)害鏈的載體反映，這種載體反映體現(xiàn)了由量變到質(zhì)變的內(nèi)涵和外延關(guān)系的演化。 災(zāi)害鏈?zhǔn)疥P(guān)系的載體反映，是對(duì)災(zāi)害鏈?zhǔn)揭?guī)律的客觀認(rèn)識(shí)，這種認(rèn)識(shí)有兩個(gè)層面。以物質(zhì)作為災(zāi)害鏈的載體，物質(zhì)的主要表現(xiàn)形式有固態(tài)、液態(tài)與氣態(tài)等不同體態(tài)之分，相應(yīng)災(zāi)害鏈?zhǔn)叫纬蛇^(guò)程也同樣具有不同物質(zhì)體態(tài)的單體演繹或多體態(tài)聚集、禍合與疊加的特征，見圖6.1。載體反映的另一伴生特征是能量的聚集、傳輸與轉(zhuǎn)換關(guān)系.能量轉(zhuǎn)換對(duì)災(zāi)害破壞力構(gòu)成了藕合與嵌套關(guān)系，在災(zāi)害形成過(guò)程中，表現(xiàn)出的不同程度災(zāi)害破壞作用的力度大小，又為破壞力的度量提供了基礎(chǔ)條件。 以物質(zhì)作為災(zāi)害鏈的載體，物質(zhì)反映的主要表現(xiàn)形式有固態(tài)、液態(tài)與氣態(tài)等不同體態(tài)之分，相應(yīng)

5、災(zāi)害鏈?zhǔn)叫纬蛇^(guò)程也同樣具有不同物質(zhì)體態(tài)的單體演繹或多體態(tài)聚集、禍合與迭加的特征。體態(tài)的演化導(dǎo)致了災(zāi)害鏈?zhǔn)疥P(guān)系演繹的多樣性與復(fù)雜性。載體反映的另一伴生特征是能量的聚集、傳輸與轉(zhuǎn)換關(guān)系，能量轉(zhuǎn)換對(duì)災(zāi)害破壞力構(gòu)成了禍合與嵌套關(guān)系，在災(zāi)害形成過(guò)程中，表現(xiàn)出的不同程度災(zāi)害破壞作用的力度大小，又為破壞力的度量提供了基礎(chǔ)條件。 以物質(zhì)為基礎(chǔ)的信息反映也是災(zāi)害鏈常見的載體反映，它們通過(guò)信息物質(zhì)的基本形式光、電、聲、磁、波伴隨著鏈?zhǔn)捷d體起輻射、傳播、轉(zhuǎn)化、吸斥與干涉作用，通過(guò)這些作用媒介使災(zāi)害的破壞作用更加嚴(yán)峻，災(zāi)害表現(xiàn)形態(tài)更加驚險(xiǎn)。如地震災(zāi)害伴生著聲與波的同時(shí)作用，雷雨伴隨著聲、光與電的作用，電、磁場(chǎng)鏈?zhǔn)椒从?/p>

6、也對(duì)災(zāi)害起重要的伴生作用等等。災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體反映規(guī)律能量反映能量聚集能量耦合能量轉(zhuǎn)換物質(zhì)反映固態(tài)液態(tài)氣態(tài)演繹聚集耦合信息反映聲磁波電光傳播吸斥干涉轉(zhuǎn)化輻射 B)災(zāi)害鏈載體的演化 災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體除了以物質(zhì)、能量、信息方面作為基礎(chǔ)條件外，在災(zāi)害鏈的演化過(guò)程中還存在性態(tài)、量級(jí)和時(shí)空等演化規(guī)律，如圖2-2所示。災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體演化規(guī)律擴(kuò)增性轉(zhuǎn)化性傳遞性離散性量級(jí)演化聚集性疊加性禍合性放射性潛在性間斷性性態(tài)演化周期性延續(xù)性階段性6 支干流域示意圖圖2-2 災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體演化規(guī)律框圖 (1) 性態(tài)演化:性態(tài)演化反映了災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體的性質(zhì)和狀態(tài)演化規(guī)律，主要包括災(zāi)害鏈?zhǔn)诫A段性、延續(xù)性、周期性、間斷性、潛存性和放射性等。

7、階段性反映了災(zāi)害鏈發(fā)育不同階段的特征，不同鏈?zhǔn)诫A段構(gòu)成的災(zāi)害破壞作用將產(chǎn)生量級(jí)性的差異。抓住這個(gè)特性，對(duì)根治災(zāi)害具有特別重大的意義:延續(xù)性是鏈?zhǔn)疥P(guān)系的主要規(guī)律，體現(xiàn)了鏈?zhǔn)疥P(guān)系的客觀存在性，也反映了鏈的本性;鏈的關(guān)系中也存在周期性、間斷性等反映特征。這種周期性、間斷性取決于客觀因素具有明暗起伏的特征或具有潛存性規(guī)律，將災(zāi)害表現(xiàn)形式隱蔽或潛存起來(lái)，使之不易顯露出來(lái)，但這種隱蔽或潛存關(guān)系是暫時(shí)的，一旦環(huán)境條件改變必將顯露出來(lái)，這些規(guī)律性反映與災(zāi)害鏈的物質(zhì)存在性反映并不沖突，只是隨主客體條件不同而表現(xiàn)形態(tài)各異罷了;此外，放射性也是災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體性態(tài)演化之一，它們以放射性元素進(jìn)行鏈的載體傳播，是具有強(qiáng)烈殺

8、傷作用的災(zāi)害類型。 (2)量級(jí)演化:量級(jí)演化反映了災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體的數(shù)量變化特征.主要包括禍合性、疊加性、聚集性、離散性、傳遞性、轉(zhuǎn)化性與擴(kuò)增性等。禍合性反映了多種災(zāi)害之間的禍合作用形成的量化關(guān)系，這種禍合作用顯示了災(zāi)種之間相互作用演繹的復(fù)雜性，它們不但會(huì)加劇災(zāi)害的變化，而且由禍合作用將引起災(zāi)害性能的變化;疊加性是在線性關(guān)系或相同性狀下數(shù)量的盛加，其反映較為單一;聚集性是災(zāi)害載體一物質(zhì)、能量、信息等同一類性質(zhì)數(shù)量的逐漸增加和積累，具有演繹過(guò)程數(shù)量?jī)?chǔ)備等隱蔽特性:離散性反映了災(zāi)害的分離狀態(tài)或不連續(xù)性，在一定程度上具有分支和擴(kuò)散作用;傳遞性、轉(zhuǎn)化性具有相近似的傳遞和轉(zhuǎn)化作用，由一種鏈?zhǔn)疥P(guān)系傳遞或轉(zhuǎn)化為

9、另一種鏈?zhǔn)疥P(guān)系，轉(zhuǎn)化性還將涉及鏈?zhǔn)叫詰B(tài)的改變和災(zāi)害作用的變化;擴(kuò)增性反映了災(zāi)害作用性態(tài)的擴(kuò)大和量級(jí)的急劇增加，將顯示其更大范圍和更強(qiáng)力度的破壞性。 3.時(shí)空演化:時(shí)空演化反映了災(zāi)害變化的顯著差異性，不同的時(shí)空狀態(tài)其災(zāi)害形足型特征和表現(xiàn)形態(tài)千差萬(wàn)別。就地域性而言，隨著地域分布和地理環(huán)境條件的變遷，其災(zāi)種將發(fā)生很大差異。例如，高山、平原、丘陵區(qū)地質(zhì)地貌不同，災(zāi)害分布也不相同;流變性是流體狀態(tài)位置的改變，性態(tài)演繹變化均將改變?yōu)暮︽準(zhǔn)叫詰B(tài)，或產(chǎn)生巨大的災(zāi)害作用;傳播性、艾延性均有時(shí)空變化特征和時(shí)間成動(dòng)態(tài)函數(shù)關(guān)系，它們具有強(qiáng)烈的擴(kuò)散、蔓延作用;季節(jié)性更是災(zāi)害鏈?zhǔn)疥P(guān)系隨季布變遷的反映特性，如臺(tái)風(fēng)、咫風(fēng)、沙

10、塵暴、暴雨、冰川等災(zāi)害均具有季節(jié)特性。C)災(zāi)害鏈的類型特征 災(zāi)害鏈?zhǔn)筋愋吞卣骺尚蜗蟮孛枥L災(zāi)害鏈的形成機(jī)制、性態(tài)演變規(guī)律、災(zāi)害破壞形式和表現(xiàn)力度以及各類災(zāi)種之間的本質(zhì)區(qū)別，是研究災(zāi)害鏈的核心理論。 按鏈的載體反映不同性狀的鏈?zhǔn)筋愋吞卣?，可將其歸納為8種形態(tài)，如圖2- 3所示:(1)崩裂滑移鏈;(2)周期循環(huán)鏈;(3)支干流域鏈;(4)樹枝葉脈鏈;(5)艾延侵蝕鏈;(6)沖淤沉積鏈;(7)波動(dòng)襲擊鏈;(8)放射殺傷鏈.鏈?zhǔn)筋愋吞卣鞅懒鸦奇溨芷谘h(huán)鏈支干流域鏈樹枝葉脈鏈蔓延侵蝕鏈沖淤沉淀鏈波動(dòng)沖襲鏈放射余傷鏈崩滑體山洪爆發(fā)洪水淹沒繁殖擴(kuò)散火災(zāi)腐蝕碳化風(fēng)化沖刷淤積沉陷地震風(fēng)震海嘯波擊病毒放射元素放射

11、對(duì)應(yīng)的災(zāi)害關(guān)系圖2-3 鏈?zhǔn)綖?zāi)害類型特征框圖 (1)災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)特征參數(shù):各種災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程都具有不同的特征行為，體現(xiàn)在外部環(huán)境作用影響、災(zāi)害客觀存在形態(tài)以及在外部環(huán)境作用影響下災(zāi)害鏈?zhǔn)巾憫?yīng)行為等三方面的不同變化過(guò)程。相應(yīng)的可以用一些特征參數(shù)來(lái)表示災(zāi)害的孕育、發(fā)展、演變、爆發(fā)過(guò)程和外部環(huán)境的作用影響關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)的定量描述。通過(guò)分析這些特征參數(shù)之間的關(guān)系就能夠認(rèn)識(shí)災(zāi)害演化的規(guī)律，為防災(zāi)減災(zāi)提供理論依據(jù)。 災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)是以外部環(huán)境作用為影響源頭，而導(dǎo)致災(zāi)害內(nèi)部發(fā)生和對(duì)外活動(dòng)的一系列鏈發(fā)式的復(fù)雜響應(yīng)行為過(guò)程，表現(xiàn)出其存在意義上和演化意義上的復(fù)雜現(xiàn)象。由災(zāi)害的雙重屬性可知，災(zāi)

12、害是一種自然生態(tài)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)的外部作用影響環(huán)境一般包括自然生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和地球運(yùn)動(dòng)環(huán)境，各種環(huán)境的存在性和變化性可以采用有限參量來(lái)近似描述，以實(shí)現(xiàn)災(zāi)害環(huán)境的定量化。 災(zāi)害的客觀存在形態(tài)特征可以視為災(zāi)害初始狀態(tài)和演化狀態(tài)。當(dāng)外部環(huán)境作用影響之后，這些存在狀態(tài)將發(fā)生改變，即災(zāi)害的響應(yīng)；災(zāi)害的響應(yīng)必然會(huì)對(duì)其周邊環(huán)境發(fā)生作用關(guān)系，形成破壞，即災(zāi)害的對(duì)外行為;災(zāi)害演化災(zāi)變過(guò)程中表現(xiàn)出的各種響應(yīng)行為就構(gòu)成了災(zāi)害的自然屬性和社會(huì)屬性。因此，災(zāi)害鏈?zhǔn)巾憫?yīng)行為特征可概括為:災(zāi)害在外部環(huán)境作用影響下災(zāi)害自身內(nèi)部發(fā)生的鏈?zhǔn)巾憫?yīng)過(guò)程和災(zāi)害對(duì)周圍環(huán)境的反作用行為過(guò)程，體現(xiàn)了災(zāi)害的演化和破壞效應(yīng)。因而，

13、災(zāi)害的鏈?zhǔn)巾憫?yīng)行為可以采用相關(guān)的參數(shù)來(lái)描述其客觀演化運(yùn)動(dòng)過(guò)程。災(zāi)害的鏈?zhǔn)巾憫?yīng)行為參數(shù)一般具有以下特征：(1)不完備性特征：特征參數(shù)只能描述局部或部分的災(zāi)害鏈?zhǔn)巾憫?yīng)行為，無(wú)法準(zhǔn)確表示災(zāi)害鏈?zhǔn)巾憫?yīng)行為全過(guò)程；(2)未知性特征:特征參數(shù)是未知參數(shù)，是動(dòng)態(tài)的變化參量；(3)可知性特征：特征參數(shù)可以通過(guò)計(jì)算、演繹或測(cè)量實(shí)現(xiàn)定量化。 (2害鏈的主要類型特征: (1)崩裂滑移鏈:所謂“崩裂滑移”，是指客觀環(huán)境構(gòu)成了崩裂滑移的條件、地形地貌處于高山深谷或丘陵地區(qū)、巖石土體自身達(dá)到一定破裂狀態(tài)或隨重力作用具備了下滑的條件，加之環(huán)境水、溫、氣的影響從而形成了崩滑體，其鏈?zhǔn)筋愋蛯?duì)應(yīng)于一類山地滑坡、泥石流與巖崩等地質(zhì)

14、災(zāi)害，如圖2- 4所示。它們均從鏈源開始，在各自的內(nèi)因和外因影響下，形成了單一或串聯(lián)的崩塌、滑坡、泥石流等鏈?zhǔn)疥P(guān)系，當(dāng)產(chǎn)生破壞形態(tài)和破壞作用后，隨能量消失而暫處相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。B1崩潰C1巖石裸露節(jié)理裂縫D1滲水振動(dòng)能量沖擊E能量破壞C1巖土松散坡面滑移D1滲水?dāng)_動(dòng)能量轉(zhuǎn)換B1滑坡A1鏈源C1高切深溝沖刷巖土D1高切深溝沖刷巖土B1泥石流圖2-4 周期循環(huán)鏈?zhǔn)疽鈭D (2)周期循環(huán)鏈:周期循環(huán)鏈則主要表現(xiàn)在鏈的周期性反映，這種周期性不是鏈的斷續(xù)性，而是鏈?zhǔn)捷d體呈現(xiàn)的峰谷態(tài)勢(shì)，高峰期是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)強(qiáng)烈時(shí)期，低谷狀態(tài)則是鏈呈現(xiàn)潛存狀態(tài)，這種周期性反映主要取決于客觀環(huán)境因素的周期性，如洪水頻率具有定期一遇的

15、周期性，山洪暴發(fā)隨雨季到來(lái)而降臨，干早、季風(fēng)、凍融等等，其鏈?zhǔn)椒从扯季哂絮r明的季節(jié)性和區(qū)域性，圖2-5所示。始發(fā)期低谷期平穩(wěn)期成現(xiàn)期成現(xiàn)期 物 流 聚 集 物 流 耗 散 物 流 誘 發(fā) 物 流 耗 散過(guò)渡期災(zāi)變過(guò)程積蓄期過(guò)渡期災(zāi)變過(guò)程活躍期過(guò)渡期災(zāi)變過(guò)程平靜期潛存期過(guò)渡期災(zāi)變過(guò)程重發(fā)期潛存期圖2-5 周期循環(huán)鏈?zhǔn)疽鈭D(3)支干流域鏈:支干流域鏈?zhǔn)怯扇舾蓚€(gè)分支系統(tǒng)聚集成次一級(jí)干流，再由次級(jí)干流聚集成主干流，其鏈的量級(jí)態(tài)勢(shì)是逐級(jí)增大的，有著由小到大、由弱到強(qiáng)的發(fā)育趨勢(shì)，其鏈的數(shù)量則隨著分支的聚集而逐級(jí)減少，但其破壞能量將隨鏈的聚集而急劇增加，圖2- 6給出了支干流域鏈?zhǔn)疽鈭D。與支干流域鏈相應(yīng)的災(zāi)

16、害是洪水淹沒，上游支干水位提高，流速流t增加，將對(duì)中下游造成淹沒和威脅。此外，凡具有支干流域鏈?zhǔn)桨l(fā)育規(guī)律者，均屬于此鏈?zhǔn)椒懂牎?(4)樹枝葉脈鏈:樹枝葉脈鏈與支干流域鏈恰好相反，是由一個(gè)主干向若干分枝擴(kuò)展，再由分支向葉脈狀逐級(jí)細(xì)分，一般在形式上具有由強(qiáng)到弱、由大到小逐漸向葉脈尖端擴(kuò)展的趨勢(shì)，這種分支信息的交替與傳遞不一定意味事態(tài)的弱化，但它可遵循事物進(jìn)化的規(guī)律。具有繁殖性生態(tài)發(fā)育和擴(kuò)散性鏈?zhǔn)椒从车木哂袠渲θ~脈鏈?zhǔn)桨l(fā)育關(guān)系，凡能分級(jí)分層的分支系統(tǒng)，均屬于這類鏈?zhǔn)襟w系，圖2- 7給出了樹枝葉脈鏈?zhǔn)疽鈭D。A1A2A3A1AnB1BiBnCD輸 出匯合過(guò)程2匯合過(guò)程1災(zāi)變過(guò)程災(zāi)變迸發(fā)分支鏈源合成區(qū)段

17、1合成區(qū)段2匯合區(qū)段相對(duì)平穩(wěn)物質(zhì)能量信息流演繹過(guò)程破壞作用聚集與發(fā)生過(guò)程圖2-6 支干流域鏈?zhǔn)疽鈭D主干 A 鏈源BC1C2C3D1D1Di一層分支二層分支輸出 圖2-7 樹枝葉脈鏈?zhǔn)疽鈭D (5)蔓延侵蝕鏈:艾延侵蝕鏈?zhǔn)菑囊稽c(diǎn)或一個(gè)層面出發(fā)向周圍或深部逐漸延伸的鏈?zhǔn)疥P(guān)系，這種關(guān)系需具備如下條件:具有艾延的時(shí)空點(diǎn)或?qū)用妫邆鋽U(kuò)展艾延的啟動(dòng)條件;具有性態(tài)相同或相近且逐漸同化的連續(xù)蔓延載體擴(kuò)展條件。圖6. 8給出了蔓延侵蝕鏈?zhǔn)疽鈭D.(6)沖淤沉積鏈:沖淤沉積鏈具有非獨(dú)立的致災(zāi)因子，是其他災(zāi)害鏈?zhǔn)椒从车难永m(xù)作用，如山洪暴發(fā)、洪水沖刷淹沒等繼續(xù)延移所形成的結(jié)果，最為典型的是水土流失、泥沙沖刷淤積.其鏈?zhǔn)竭^(guò)

18、程需具備兩個(gè)條件:一是具有沖刷的延續(xù)啟動(dòng)條件，二是具有淤積消能的沉積條件.此外，近似沖刷淤積反映的地面沉陷，由于巖土基礎(chǔ)遭受水的侵蝕，或搬遷掏蝕，減小了對(duì)地面或構(gòu)筑物的承載作用而產(chǎn)生災(zāi)害性的沉陷，可歸結(jié)為沖淤沉積鏈?zhǔn)筋愋?。圖6. 9給出了沖淤沉積鏈?zhǔn)疽鈭D。致災(zāi)啟動(dòng)輸入a鏈源沖刷媒介流態(tài)載體b粒質(zhì)搬運(yùn)信息交換消能減速c搬運(yùn)受阻d重力沉積圖2-9 沖淤沉積鏈?zhǔn)疽鈭Da鏈源bbbbbbbbcccccccc圖2-8 蔓延侵蝕鏈?zhǔn)疽鈭D (7)波動(dòng)襲擊鏈:波動(dòng)襲擊鏈?zhǔn)菑?qiáng)烈振源產(chǎn)生的動(dòng)力作用，經(jīng)過(guò)物質(zhì)媒介將動(dòng)力波迅猛地在介質(zhì)中傳播而形成的巨大破壞力。這種波動(dòng)作用有地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的地震波激蕩、風(fēng)波襲擊、海嘯的強(qiáng)烈

19、波擊等，這些都是典型波動(dòng)襲擊鏈的反映。圖6-10給出了波動(dòng)襲擊鏈?zhǔn)疽鈭D。圖2-11 放射殺傷鏈?zhǔn)疽鈭D振動(dòng)波源放射擴(kuò)散載體反映放射擴(kuò)散載體反映空間圈層殺傷層殺傷層振動(dòng)波源波動(dòng)圖層媒質(zhì)傳播破壞作用媒質(zhì)傳播破壞作用圖2-10 波動(dòng)襲擊鏈?zhǔn)疽鈭D (C)放射殺傷鏈:放射殺傷鏈?zhǔn)侵妇哂蟹派湫缘脑?，通過(guò)擴(kuò)散產(chǎn)生巨大殺傷作用，這種鏈常通過(guò)放射性元素的擴(kuò)散或病毒的荃延與擴(kuò)展產(chǎn)生殺傷性，其殺傷作用異常迅猛。圖6-11給出了放射殺傷鏈?zhǔn)疽鈭D。 (D)災(zāi)害鏈?zhǔn)嚼碚摰目蚣?災(zāi)害鏈?zhǔn)筋愋吞卣骶哂兄庇^、形象特征鮮明的特點(diǎn)，而且與災(zāi)害容易形成直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，研究災(zāi)害鏈?zhǔn)揭?guī)律，從鏈?zhǔn)筋愋腿胧植皇槔硐氲耐黄瓶?從鏈?zhǔn)筋愋吞卣魅?/p>

20、手，構(gòu)建鏈?zhǔn)筋愋屠碚撃Ｐ头从碁?zāi)變的鏈?zhǔn)疥P(guān)系及其規(guī)律性是構(gòu)成鏈?zhǔn)嚼碚摰暮诵?，也是把握鏈?zhǔn)窖葑円?guī)律的關(guān)鍵，為此提出構(gòu)建鏈?zhǔn)绞嚼碚摽蚣艿囊c(diǎn)如下: 1)構(gòu)建鏈?zhǔn)筋愋屠碚撃Ｐ?理論模型是反映鏈?zhǔn)娇陀^本質(zhì)、演化規(guī)律、鏈?zhǔn)筋愋吞卣鞯闹匾獦?biāo)志，其模型可分為:能量轉(zhuǎn)化模型、物理力學(xué)模型、數(shù)學(xué)本構(gòu)模型、化學(xué)反應(yīng)模型、鏈?zhǔn)叫詰B(tài)模型等. 2)確定鏈?zhǔn)侥Ｐ蛥?shù) (1)模型參數(shù)的確定原則必須充分反映各類災(zāi)害的客觀本質(zhì); (2)模型參數(shù)與災(zāi)變機(jī)理必須形成密切對(duì)應(yīng)的內(nèi)涵關(guān)系: (3)描繪災(zāi)變機(jī)理的各指標(biāo)參數(shù)必須能反映災(zāi)害本性和不同災(zāi)變狀化指標(biāo)值; (4)不同鏈?zhǔn)桨l(fā)育期應(yīng)有對(duì)應(yīng)小同約量化指標(biāo)參數(shù)取值范圍。 根據(jù)災(zāi)變機(jī)理的分折

21、和指標(biāo)層次段落的劃分又可引申出災(zāi)害鏈?zhǔn)降碾A段性。災(zāi)害鏈?zhǔn)诫A段的劃分鏈?zhǔn)诫A段性是災(zāi)害發(fā)育過(guò)程的重要反映，是災(zāi)害形成破壞力對(duì)人類構(gòu)成威脅的程度表現(xiàn)，是物質(zhì)和能量信息聚集與轉(zhuǎn)化狀態(tài)的標(biāo)志，是人們認(rèn)識(shí)災(zāi)害、控制災(zāi)變發(fā)育的突破口。因此，對(duì)災(zāi)害鏈進(jìn)行科學(xué)的階段劃分是十分必要的。擬將災(zāi)變?cè)?、中、晚期的時(shí)間間隔，階段的發(fā)育特性，構(gòu)成破壞力的程度等作為劃分階段的重要依據(jù)，鏈?zhǔn)诫A段劃分如表s. i所示。表6.1 鏈?zhǔn)诫A段劃分階段劃分階段特征破壞程度載體信息時(shí)間比率應(yīng)對(duì)措施早期孕育階段破壞力尚未形成物質(zhì)與勢(shì)能聚集較長(zhǎng)，70%以上斷鏈中期潛存階段形成潛在破壞力物質(zhì)與勢(shì)能儲(chǔ)存25%左右防御晚期誘發(fā)階段破壞力強(qiáng)力爆發(fā)物質(zhì)

22、擴(kuò)散動(dòng)能迸發(fā)5%以下治理早期處于災(zāi)害的孕育階段，災(zāi)害破壞強(qiáng)度微弱或尚未形成破壞力，載體破壞能量處于聚集與禍合階段，本階段歷時(shí)較長(zhǎng)，時(shí)間比率約占整個(gè)災(zāi)害鏈形成時(shí)間的o%以上;中期處于災(zāi)害的潛存階段，破壞力己經(jīng)形成，載體以勢(shì)能方式儲(chǔ)備或聚集了強(qiáng)大能量信息，此階段為時(shí)較短，一旦誘發(fā)條件具備，災(zāi)害立即發(fā)生，此階段歷時(shí)為整個(gè)災(zāi)害鏈形成時(shí)間的25%左右;晚期為災(zāi)害的誘發(fā)階段，潛存的破壞力迅猛暴發(fā)，其載體的破壞能t由勢(shì)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能而進(jìn)發(fā)，災(zāi)害的破壞作用過(guò)程短暫且來(lái)勢(shì)洶涌，其暴發(fā)時(shí)間僅占災(zāi)害鏈形成時(shí)間的5%以下.針對(duì)鏈?zhǔn)诫A段特性，提出早期“斷鏈”、中期“防御”和晚期“治理”的技術(shù)舉措。通過(guò)對(duì)災(zāi)害鏈?zhǔn)诫A段的

23、劃分，不僅為認(rèn)識(shí)災(zāi)變規(guī)律提供了可循的依據(jù)，而且也為分階段進(jìn)一步量化災(zāi)害、控制災(zāi)害發(fā)育提供了可遵循的途徑。對(duì)處于中、晚期的災(zāi)變過(guò)程，可通過(guò)演繹進(jìn)行破壞力度和行為的量化;對(duì)早期孕育階段，可利用未構(gòu)成災(zāi)害破壞力的漫長(zhǎng)過(guò)程，為實(shí)施孕源斷鏈減災(zāi)提供機(jī)遇和條件。孕源斷鏈的減災(zāi)觀念 所謂“孕源斷鏈”就是在災(zāi)害鏈的形成初期，對(duì)于孕育階段，破壞作用力度極微弱或尚未形成破壞力，能t等信息也處于初始聚集或藕合階段，對(duì)于這種漫長(zhǎng)的災(zāi)變過(guò)程，進(jìn)行斷鏈減災(zāi)最為有效，不需要很大的投入，就可收到顯著的效果.要實(shí)施孕源斷鏈減災(zāi)機(jī)制，首先，必須認(rèn)識(shí)災(zāi)害鏈在形成初期的表現(xiàn)形態(tài)，弄清不同類型災(zāi)害所具備的主觀內(nèi)因、客觀影響因素以及災(zāi)容

24、的孕育過(guò)程演變形態(tài)的表現(xiàn)特征:然后，在認(rèn)識(shí)這些規(guī)律的荃礎(chǔ)上，建立孕源斷鏈減災(zāi)模式，確立斷鏈方式和途徑，采取有效的對(duì)策和可行的減災(zāi)機(jī)制。不同的災(zāi)害類型，其災(zāi)害的表現(xiàn)形式和影響因素不盡相同，因此要采取不同的斷鏈模式。相反，對(duì)于具有共同特性或相互有關(guān)聯(lián)的災(zāi)害鏈可建立區(qū)域性協(xié)同一體的綜合防災(zāi)體系，達(dá)到同時(shí)斷鏈減災(zāi)的目的.災(zāi)前預(yù)替是一種減少災(zāi)害損失的科學(xué)而有效的舉措，但總的說(shuō)來(lái)，一般預(yù)帶總是將著眼點(diǎn)放在災(zāi)害已經(jīng)形成并處于即將暴發(fā)的緊迫時(shí)刻。對(duì)于破壞作用大、來(lái)勢(shì)洶涌的災(zāi)害，給予回避和搬遷的時(shí)間太短，所以其重大災(zāi)害損失是難以避免的。為將損失減至最小，建議將災(zāi)害預(yù)替功能向?yàn)?zāi)變?cè)杏A段追蹤延伸，監(jiān)測(cè)災(zāi)害形成初期

25、的災(zāi)變特征和表現(xiàn)形態(tài)，從而起到從源頭上減災(zāi)“尖頭兵”作用，立足于孕源斷鏈最為有效。應(yīng)當(dāng)指出的是: (1)鏈?zhǔn)揭?guī)律具有普適性，但對(duì)災(zāi)害的控制有難易之分，較容易控制的災(zāi)害，實(shí)施斷鏈較為容易，也將會(huì)取得顯著效果;而對(duì)難以控制的災(zāi)難，如地展、大氣災(zāi)害和海嘯等，必須加強(qiáng)預(yù)替預(yù)報(bào)，盡可能采取有效的回避措施或加強(qiáng)工程防護(hù)?！半y”與“易”是相對(duì)的，主要取決于對(duì)災(zāi)害鏈的認(rèn)識(shí)程度和科技發(fā)展水平，隨著人類科學(xué)技術(shù)水平的日益提高，難控災(zāi)害終究會(huì)被人們所征服。 (2)所謂“斷鏈”，就是實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧，因勢(shì)利導(dǎo)減輕災(zāi)害惡性循環(huán)，絕非是不平衡矛盾轉(zhuǎn)移的顧此失彼做法，不能在此時(shí)此地實(shí)施了斷鏈減災(zāi)，而又將災(zāi)害的損失轉(zhuǎn)移或加

26、倍在彼時(shí)彼地發(fā)生。例如，建造防護(hù)林帶是防御沙漠化的斷鏈途徑，退耕還林是減少水土流失的宏觀斷鏈舉措，構(gòu)建海岸屏障是阻止風(fēng)暴襲擊的斷鏈策略。6.2災(zāi)害鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)關(guān)系與模型分析 自然災(zāi)害所表現(xiàn)出的不均勻性、多樣性、差異性、隨機(jī)性、突發(fā)性、遲緩性、重現(xiàn)性以及無(wú)序性等復(fù)雜性特點(diǎn)，使得“簡(jiǎn)單”的理論和手段己不適宜于伴隨著人類活動(dòng)的開展而日趨復(fù)雜化的自然災(zāi)害的研究。6. 2. 1災(zāi)害的鏈?zhǔn)疥P(guān)系的結(jié)構(gòu) 各種自然災(zāi)害系統(tǒng)的演化變異表現(xiàn)出不同的過(guò)程規(guī)律，但在其結(jié)構(gòu)變化特征上卻體現(xiàn)了一致性。自然災(zāi)害系統(tǒng)的演化變異過(guò)程均表征為災(zāi)害系統(tǒng)在外部環(huán)境作用影響下其內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系變化、內(nèi)部狀態(tài)響應(yīng)和災(zāi)害系統(tǒng)對(duì)外作用(或?qū)ν馄?/p>

27、壞作用)過(guò)程等三方面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。自然災(zāi)害系統(tǒng)鏈?zhǔn)疥P(guān)系結(jié)構(gòu)包括自然災(zāi)害外部環(huán)境和自然災(zāi)害系加(n)本身，分析研究時(shí)可分為自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S(t)、存在(響應(yīng))狀態(tài)Sin或SZ (t)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系RZ (t)和對(duì)外行為(或破壞作用)HZ(t)，圖6. 12給出了自然災(zāi)害結(jié)構(gòu)特征示意圖。環(huán)境、狀態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系和對(duì)外行為構(gòu)成自然災(zāi)害系統(tǒng)的基本概念結(jié)構(gòu)，是建立自然災(zāi)害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系概念的基礎(chǔ).R(t) Sin Rz(t)Sz(t)E(S)Hz(t)環(huán)境（受災(zāi)體）圖6-12 自然災(zāi)害結(jié)構(gòu)特征示意圖自然災(zāi)害系統(tǒng)，都是由若干相互關(guān)聯(lián)的子部分組成的具有某種特有屬性的一個(gè)整體(集合)，且該整體(集合)不

28、斷與外部環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)、能量和信息的交換.例如，邊坡系統(tǒng)可視為由彈性區(qū)域和非彈性區(qū)域組成，泥石流系統(tǒng)可視為由固體顆粒和液體水組成等等。任意自然災(zāi)害系統(tǒng)可表示為由n個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子部分e(1)，e(i)， e(n)構(gòu)成的整體，記z(n)= e(i)i=1,2,n;n2 。顯然，自然災(zāi)害系統(tǒng)都是以某種狀態(tài)形式而客觀存在的，而這些存在狀態(tài)可以用子部分的狀態(tài)參量表示，令災(zāi)害系統(tǒng)各子部分狀態(tài)參量的集合(或總和)為災(zāi)害系統(tǒng)的存在狀態(tài)Sin，即 t時(shí)刻自然災(zāi)害系統(tǒng)在外部環(huán)境作用下存在狀態(tài)參量將發(fā)生變化，這部分發(fā)生變化的狀態(tài)參量集合即為狀態(tài)變量Sz(t)，或者稱為系統(tǒng)的響應(yīng)狀態(tài)，Sz(t)是環(huán)境和系統(tǒng)存在狀態(tài)S

29、in的函數(shù)，即式(6-la), (6-lb)中si，Ai次分別為任一子部分e(i)z(n)的狀態(tài)參量集合和狀態(tài)參量空間；S為自然災(zāi)害系統(tǒng)減z(n)所處環(huán)境的狀態(tài)；R(t)為環(huán)境與自然災(zāi)害系統(tǒng)的作用關(guān)系，也稱為環(huán)境輸入關(guān)系。同時(shí)，自然災(zāi)害系統(tǒng)與其周邊環(huán)境也產(chǎn)生作用關(guān)系Hz。例如，滑坡阻斷交通，即滑坡對(duì)周邊環(huán)境發(fā)生作用關(guān)系等，則Hz是系統(tǒng)的存在狀態(tài)Sin和環(huán)境與自然災(zāi)害的作用關(guān)系R(t)的函數(shù)(圖6.12)，即這種作用行為是對(duì)災(zāi)害在外部環(huán)境了作用下發(fā)生響應(yīng)之后反作用于外部環(huán)境的描述，體現(xiàn)了自然災(zāi)害的雙重屬性，即破壞效應(yīng)。自然災(zāi)害系統(tǒng)不僅體現(xiàn)在與環(huán)境整體上的響應(yīng)行為關(guān)系，而且災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部各子部分響應(yīng)

30、狀態(tài)也存在不同的作用關(guān)系。自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S(t)作用下，設(shè)t時(shí)刻其內(nèi)部任一子部分e(i)通過(guò)作用因子Ri,j(t)對(duì)e(j)產(chǎn)生作用，令Ri,j(t)是e(i)與e(j)間的直線關(guān)聯(lián)關(guān)系(見圖6. 13)，系統(tǒng)內(nèi)任意2個(gè)子部分e(i)和e(j)之間必存在關(guān)系式中：si(t)，sj (t)分別為在t時(shí)刻部分e(i)和e(j)的狀態(tài)量集合。Si(t)Sj(t)e(i)e(j)Ri,j(t)圖2-13 2個(gè)自然災(zāi)害部分結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖對(duì)于某一具體的自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)，關(guān)系式f (si(t),Ri,j(t),sj (t) = 0，是由子部分e(i)和e(j)作用的客觀規(guī)律決定的，反映了不同子部

31、分存在狀態(tài)和響應(yīng)狀態(tài)的相關(guān)性，可能是物理力學(xué)規(guī)律方程，也可能是化學(xué)反應(yīng)規(guī)律方程等。令t時(shí)刻自然災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)各子部分之間所有直線關(guān)系Ri,j(t)(i1,jn,n2)的集合為RZ (t) ,稱為自然災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系，即與式(6-3)同理，由系統(tǒng)理論可知，必存在一個(gè)包含自然災(zāi)害系統(tǒng)和災(zāi)害環(huán)境系統(tǒng)的更大系統(tǒng)，則恒有如下關(guān)系： 子部分之間直線關(guān)系的多種不同形式組成就構(gòu)成了多種作用關(guān)系的輻合。推而廣之，環(huán)境的多種狀態(tài)因素同時(shí)與災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)某一子部分發(fā)生直線作用關(guān)系時(shí)就是變成了多種因素輻合作用問(wèn)題了。自然災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)各子部分不僅存在兩者之間的直線關(guān)聯(lián)關(guān)系，而且還可能存在多個(gè)直線關(guān)聯(lián)關(guān)系組合而成的鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)Y

32、(k)（見圖6. 3）。鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)的組成部分可能都是災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)的子部分（見圖6. 14(a)），也可能存在環(huán)境參與了環(huán)狀作用關(guān)系（見圖6. 14 (b)）。定義如下：在自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S)中，自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)在t時(shí)刻各組成部分可能具有k個(gè)如圖6. 14所示的鏈?zhǔn)疥P(guān)系。（a）鏈?zhǔn)疥P(guān)系內(nèi)環(huán)（b）鏈?zhǔn)疥P(guān)系外環(huán)圖2-14 鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)Y(k)示意圖關(guān)系Ri-1,i(t)或Rp+i-1,p+i(t)的集合稱為鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)，記為Y(k)，并將前者稱為鏈?zhǔn)疥P(guān)系內(nèi)環(huán)，后者稱為鏈?zhǔn)疥P(guān)系外環(huán)，即 （6-6）若t時(shí)刻有個(gè)不同的鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)則自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)內(nèi)就存在個(gè)鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)數(shù)。鏈?zhǔn)疥P(guān)系外環(huán)是災(zāi)害系統(tǒng)與外部

33、環(huán)境相互作用產(chǎn)生的關(guān)系結(jié)構(gòu)，這種關(guān)系結(jié)構(gòu)在化學(xué)反映過(guò)程中普遍存在，而在物理力學(xué)過(guò)程中也存在，例如結(jié)構(gòu)的幾何非線性等。災(zāi)害系統(tǒng)鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)的存在意味著災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部鏈?zhǔn)阶饔藐P(guān)系可以無(wú)限的發(fā)展演化下去，產(chǎn)生復(fù)雜的動(dòng)態(tài)現(xiàn)象。自然災(zāi)害系統(tǒng)中各子部分的作用關(guān)系都是通過(guò)一定路徑建立的，形成一種直接和間接關(guān)聯(lián)關(guān)系。令自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)中的任意兩個(gè)子部分e(i)和e(j)間的作用距離(路徑)為L(zhǎng)(i,j)，則自然災(zāi)害系統(tǒng)的作用直徑為 自然災(zāi)害系統(tǒng)的作用直徑反映了災(zāi)害系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)范圍，也說(shuō)明要使整個(gè)災(zāi)害系統(tǒng)產(chǎn)生響應(yīng)行為需要一段時(shí)間才能完成。設(shè)Ri,j(t)在子部分e(i)和e(j)間傳遞(作用)的速度為vij

34、(t)經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，災(zāi)害系統(tǒng)達(dá)到整體響應(yīng)狀態(tài)，則時(shí)間t滿足方程例如，洪水災(zāi)害的洪峰以及臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度等。推而廣之，若環(huán)境與災(zāi)害系統(tǒng)作用過(guò)程也存在關(guān)系傳遞速度vEz (t)和作用路徑L(E,z)，那么環(huán)境的變化致使災(zāi)害產(chǎn)生響應(yīng)的行為一定滿足方程： 的滯后作用時(shí)間t'。至此就完成了運(yùn)用系統(tǒng)觀點(diǎn)對(duì)自然災(zāi)害系統(tǒng)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)關(guān)系的分析，建立了基本的結(jié)構(gòu)概念?；谝陨系幕鞠到y(tǒng)概念，可以推出自然災(zāi)害系統(tǒng)的響應(yīng)行為關(guān)系式。顯然，推而廣之，運(yùn)用以上的方法、原理可以研究災(zāi)害鏈的結(jié)構(gòu)關(guān)系，從而建立類似結(jié)構(gòu)理論的數(shù)學(xué)關(guān)系模型。6. 2. 2災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型在自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S)中，設(shè)自然

35、災(zāi)害系統(tǒng)z(n)在t時(shí)刻有k子部分e(pi)(i=1, 2,，k)，并且至少存在一個(gè)子部分e(j)z(n)(jpi)，使得e(pi)與e(j)仍間必然存在如圖6.15所示鏈?zhǔn)疥P(guān)系，否則e(pi)z(n)。對(duì)n個(gè)子部分e(i) (i =1, 2,，n)重新編號(hào)，令e(pi)=e(i)，則自然災(zāi)害系統(tǒng)任一子部分e(j) (jk)必由與自然災(zāi)害環(huán)境存在的關(guān)系(見圖6.16)和與內(nèi)部其他部分存在的關(guān)系(見圖6.17)組成。圖6.15 子部分間的關(guān)系示意圖圖6.16 自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境與子部分間的鏈?zhǔn)疥P(guān)系示意圖圖6.17 子部分間的鏈?zhǔn)疥P(guān)系示意圖（1） 對(duì)于每一子部分e(j)，環(huán)境E(S)與e(j)間存

36、在如圖6.16所示鏈?zhǔn)疥P(guān)系。由式(6-3)有：從式(6-7)可得： (6-7)（2）對(duì)于每一子部分e(i)存在一個(gè)子部分e(j)與e(i)間存在鏈?zhǔn)疥P(guān)系，如圖6.17所示。由式(6-3)有： （6-8） （6-9）則從式(6-9)可得：由式(6-8)和(6-10)可得：由式(6-8)和(6-11)可得Sin =Fin(S,R,Rz)，再由式(6-1)可得Sz=Fz (S, R(t), Rz)，因此，可得到： 由式(6-1)，(6-2)和(6-5)可得：因此，可得3(S, Rz (t), Hz (t) = 0或3(R, Rz (t), Hz (t) = 0，從而可得到如下固有方程組：或 式(6-

37、14) (6-15)即為自然災(zāi)害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，反映了系統(tǒng)在外部環(huán)境作用影響下的響應(yīng)行為關(guān)系。在自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S)作用影響下t時(shí)刻某些自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)的響應(yīng)狀態(tài)Sz(t)和系統(tǒng)對(duì)外行為Hz(t)都僅僅是自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系Rz(t)的函數(shù)。例如洪水災(zāi)害，河流流域基本不變(即環(huán)境輸入關(guān)系不變)，那么發(fā)生洪水只與環(huán)境降雨和河道結(jié)構(gòu)有關(guān)；而一些災(zāi)害系統(tǒng)的響應(yīng)行為是環(huán)境與自然災(zāi)害的作用關(guān)系R(t)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系Rz(t)的函數(shù)。例如，結(jié)構(gòu)的隔震減震措施、邊坡治理中的防止降雨滲透處理以及金屬結(jié)構(gòu)防腐處理等都是改變環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的輸入關(guān)系以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。由系統(tǒng)理論

38、可知，自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)一般具有層次結(jié)構(gòu)，因此，R(t)，Rz(t)和Hz(t)一定是自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S)和某一個(gè)支配層次Hd上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd(t)的函數(shù)，即:或：在t時(shí)刻，若d，則可以證明對(duì)于任意子部分e(i)和e(j)間的關(guān)系恒有：或至此，基于系統(tǒng)理論，從數(shù)學(xué)上建立了自然災(zāi)害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)關(guān)系模型。這些理論模型是一種面向問(wèn)題、采用數(shù)學(xué)表達(dá)的自然災(zāi)害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系理論，是自然災(zāi)害系統(tǒng)演化過(guò)程共性的數(shù)學(xué)抽象，也即從數(shù)學(xué)層面上證明了所有自然災(zāi)害系統(tǒng)演化過(guò)程存在以上關(guān)系。通過(guò)對(duì)以上關(guān)系模型的數(shù)學(xué)分析研究，可以獲得自然災(zāi)害復(fù)雜演化過(guò)程定性的共同規(guī)律。6. 2. 3自然災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)復(fù)雜性規(guī)律及

39、其本質(zhì)自然災(zāi)害系統(tǒng)響應(yīng)行為不僅與作用環(huán)境有關(guān)，而且災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系也是一個(gè)重要的方面，體現(xiàn)了災(zāi)害演化的多樣性和復(fù)雜性。下面通過(guò)對(duì)以上結(jié)構(gòu)模型的數(shù)學(xué)分析，從數(shù)學(xué)上揭示自然災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)復(fù)雜性規(guī)律及其本質(zhì)。（A）環(huán)境作用影響基本規(guī)律式(6-16)，(6-17)表明，當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rz(t)恒定，即d Rz(t)/ dt =0時(shí)，災(zāi)害系統(tǒng)的響應(yīng)狀態(tài)Sz(t)和對(duì)外行為Hz(t)僅是受自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(s) 或環(huán)境與自然災(zāi)害的作用關(guān)系R(t)的支配。災(zāi)害的演化變異規(guī)律與環(huán)境狀態(tài)和環(huán)境作用影響關(guān)系存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即災(zāi)害復(fù)雜響應(yīng)行為是由環(huán)境狀態(tài)復(fù)雜變化或環(huán)境復(fù)雜輸入關(guān)系引起的。各種災(zāi)害系統(tǒng)在受復(fù)雜外

40、部環(huán)境作用的影響下表現(xiàn)出隨機(jī)性、(準(zhǔn))周期性、區(qū)域性、季節(jié)性以及突發(fā)性等動(dòng)態(tài)演化特性，并且當(dāng)外部環(huán)境作用的影響消失時(shí)，相應(yīng)的響應(yīng)行為也將隨之消失。例如山洪暴發(fā)、洪水災(zāi)害等，其響應(yīng)行為往往表現(xiàn)出與作用環(huán)境的一致關(guān)系，具有季節(jié)性、周期性、區(qū)域性和突發(fā)性等特征。因此，對(duì)這類災(zāi)容的研究可以忽略災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，只需準(zhǔn)確描述作用環(huán)境的變化規(guī)律就可以得到災(zāi)害的演化變異過(guò)程，并且可以運(yùn)用環(huán)境作用與災(zāi)害系統(tǒng)的響應(yīng)行為存在的滯后性實(shí)現(xiàn)災(zāi)前預(yù)警。由式(6-18)，(6-19)可知，當(dāng)d=0，t時(shí)刻災(zāi)容系統(tǒng)的響應(yīng)行為只受外部環(huán)境的狀態(tài)或環(huán)境輸入關(guān)系支配，即災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)存在是災(zāi)害系統(tǒng)只受災(zāi)害環(huán)境作用影

41、響支配的必要條件。（B）結(jié)構(gòu)演化基本規(guī)律在實(shí)際災(zāi)害研究中發(fā)現(xiàn)，災(zāi)害系統(tǒng)的演化變異過(guò)程并不是與作用環(huán)境存在絕對(duì)的一致性，其響應(yīng)行為表現(xiàn)出自組織、突變、混沌以及非線性等復(fù)雜動(dòng)態(tài)過(guò)程，而產(chǎn)生這些復(fù)雜現(xiàn)象的原因則是災(zāi)害環(huán)境作用和內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系發(fā)生變化的共同結(jié)果。當(dāng)dS(t) l/dt 0或dR(t) /dt0時(shí)，則d Rz(t)/ dt 0，由式(6-16)，(6-17)，自然災(zāi)害系統(tǒng)的響應(yīng)狀態(tài)Sz (t)和對(duì)外行為Hz(t)將發(fā)生變化，系統(tǒng)發(fā)生演化運(yùn)動(dòng)，但也存在d Sz(t)/ dt0和dHz (t) /dt0的解，即災(zāi)害系統(tǒng)z(n)能夠在一定程度上調(diào)節(jié)支配層Hd上的結(jié)構(gòu)Rz(t)以阻止自然災(zāi)害系統(tǒng)的

42、環(huán)境E(S(t)或環(huán)境輸入關(guān)系R(t)的變化對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)狀態(tài)和系統(tǒng)對(duì)外行為的影響，體現(xiàn)了自然災(zāi)害系統(tǒng)對(duì)于某些漲落具有自適應(yīng)能力。例如，當(dāng)災(zāi)害系統(tǒng)是耗散系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)不會(huì)因微漲落而變化。對(duì)于任一給定的自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)，如果支配層次Hd上至少具有一個(gè)鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)，即d1，那么其響應(yīng)將具有如下演化意義上的復(fù)雜性：（1）系統(tǒng)在t時(shí)刻具有與初始系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd(t0)，初始響應(yīng)狀態(tài)Sz(t0)或初始對(duì)外行為Hz (t0)不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd(t)、響應(yīng)狀態(tài)Sz(t)或?qū)ν庑袨镠z (t)，并且，當(dāng)自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(s(t)在t時(shí)刻消失后，Rzd (t) ，Sz (t)或Hz (t)不能返回初始

43、態(tài)或保持不變，則自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)具有記憶性。（2）自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)在t時(shí)刻具有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd (t)，響應(yīng)狀態(tài)Sz (t)或?qū)ν庑袨镠z (t)與其過(guò)去的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系Rzd (t')、響應(yīng)狀態(tài)Sz (t')或?qū)ν庑袨镠z (t')(t' t0, t)有關(guān)，特別是與其初始狀態(tài)有關(guān)，則自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)的響應(yīng)行為具有不可逆性。（3）在恒定的自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S)（d Sz(t)/ dt0）或恒定的環(huán)境與自然災(zāi)害的作用關(guān)系R(t)（d R/ dt0）中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd (t)、響應(yīng)狀態(tài)又Sz (t)或?qū)ν庑袨镠z (t)具有動(dòng)態(tài)過(guò)程：d Hz (t)/

44、dt 0或dRzd /dt0，則自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)具有自組織性。根據(jù)系統(tǒng)演化的趨極性原理，災(zāi)害系統(tǒng)的自組織結(jié)果是使系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。（4）若在不同自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E (S1(t)和E (S2(t)中，自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)在t時(shí)刻分別具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd1 (t)，Rzd2 (t)，響應(yīng)狀態(tài)Sz1(t)，Sz2(t)和對(duì)外行為Hz1 (t)，Hz2 (t)，并且對(duì)于S1(t')=S2(t')時(shí)，存在關(guān)系Rzd1 (t')Rzd2 (t)，Sz1 (t')Sz2 (t)或Hz1 (t')Hz2 (t)，則自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)的響應(yīng)行為具有環(huán)境路徑

45、敏感性。同理，自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)的響應(yīng)行為也具有環(huán)境作用關(guān)系路徑敏感性。 （5）在自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S)，SB，自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)在t時(shí)刻具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、響應(yīng)狀態(tài)或?qū)ν庑袨?，并且至少存在一個(gè)SB，使得Rzd (t) ，Sz (t)或Hz (t)在S=S'上不連續(xù)，則自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)的響應(yīng)行為具有不連續(xù)性(間斷性或突變性)。（C）自然災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)復(fù)雜性本質(zhì)可見，自然災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)恒定是災(zāi)害響應(yīng)行為與作用環(huán)境一致的充要條件，相應(yīng)地，也只有當(dāng)災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)在環(huán)境作用影響過(guò)程中基本保持不變時(shí)，才能將災(zāi)害系統(tǒng)的響應(yīng)行為視為作用環(huán)境的一一對(duì)應(yīng)結(jié)果，即可以用環(huán)境作用影響規(guī)律預(yù)測(cè)災(zāi)害的演

46、化變異過(guò)程。而災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系往往是伴隨著外部環(huán)境作用影響同時(shí)變化的，即災(zāi)害的演化變異過(guò)程反映了環(huán)境作用和內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的綜合結(jié)果。因此，當(dāng)災(zāi)害系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化過(guò)程表現(xiàn)出一些復(fù)雜的現(xiàn)象時(shí)，不僅要考慮環(huán)境作用的規(guī)律性，而且還應(yīng)該從內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系的變化出發(fā)來(lái)研究災(zāi)害的演化過(guò)程。自然災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)復(fù)雜性不僅是外部環(huán)境復(fù)雜性所致，更主要是自然災(zāi)害系統(tǒng)支配層次上的鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)引起的，即自然災(zāi)害系統(tǒng)支配層次上的鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)是自然災(zāi)害復(fù)雜性的主要根源。正是由于自然災(zāi)害系統(tǒng)鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)的存在使得自然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)能夠支配其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd (t)的變化以致響應(yīng)狀態(tài)Sz (t)和對(duì)外行為Hz (t)的改變，從而災(zāi)害系統(tǒng)具有

47、記憶性、不可逆性、自組織性、路徑敏感性和不連續(xù)性，以及與此相關(guān)的一切復(fù)雜自然災(zāi)害系統(tǒng)現(xiàn)象，如非線性、突變以及混沌等現(xiàn)象。在研究具體自然災(zāi)害系統(tǒng)時(shí)，正確標(biāo)識(shí)自然災(zāi)害系統(tǒng)支配層次Hd上的鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)，并研究該鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)的變化規(guī)律，則可以正確理解和控制自然災(zāi)害表現(xiàn)出的復(fù)雜現(xiàn)象。6.3自然災(zāi)害鏈斷鏈減災(zāi)模式分析無(wú)論何種類型的災(zāi)害鏈S(n)，所包含的災(zāi)害以及變量往往是很多的。災(zāi)害鏈表現(xiàn)出來(lái)的宏觀層次上的性質(zhì)并不能完全從災(zāi)害災(zāi)變的微觀性質(zhì)上得到，因?yàn)槲⒂^層次過(guò)渡到宏觀層次時(shí)，災(zāi)害鏈會(huì)出現(xiàn)新的特征，比如整體表現(xiàn)行為(危害性)大于鏈中所包含的所有災(zāi)害表現(xiàn)行為(危害性)之和等。災(zāi)害鏈往往加劇災(zāi)害本身的致災(zāi)作用并易

48、于引發(fā)新的災(zāi)害，通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鏈?zhǔn)诪?zāi)害的加劇必然導(dǎo)致鏈節(jié)點(diǎn)災(zāi)害加劇。所以在災(zāi)害的防治中，應(yīng)該從災(zāi)害鏈這個(gè)大局來(lái)考慮：1）在災(zāi)害防御中，根據(jù)災(zāi)害鏈?zhǔn)揭?guī)律，充分考慮災(zāi)害的各種鏈發(fā)可能性，預(yù)測(cè)其時(shí)、空、強(qiáng)范圍，制定全面防災(zāi)規(guī)劃，避免只從一事、一時(shí)、一地的看問(wèn)題。2）在災(zāi)害治理中，也要運(yùn)用災(zāi)害鏈?zhǔn)揭?guī)律，在治理直接災(zāi)害目標(biāo)的同時(shí)，必須充分考慮伴生和派生的其他災(zāi)害，特別是由派生的母源災(zāi)害治理，對(duì)于直接災(zāi)害目標(biāo)的防治，具有治本的意義。3）在一切工程開發(fā)活動(dòng)中，要根據(jù)災(zāi)害的鏈?zhǔn)揭?guī)律，從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā)，搞好災(zāi)害環(huán)境的損益論證。所以，災(zāi)害的防御與治理工作都應(yīng)該以鏈的規(guī)律為依據(jù)，力爭(zhēng)從災(zāi)害源頭或者鏈?zhǔn)诪?zāi)害加以控制

49、，會(huì)收到事半功倍的效果。源頭斷鏈減災(zāi)模式與機(jī)制的形成災(zāi)害鏈?zhǔn)且粋€(gè)自然的、客觀實(shí)際存在綜合體系，各災(zāi)害之間相互滲透、作用、影響，相互之間以及環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)、能量和信息交換，形成相互聯(lián)系、相互制約的復(fù)雜的反饋系統(tǒng)。在災(zāi)害鏈S(n)=(G,R,E)的斷鏈減災(zāi)過(guò)程中，需要從災(zāi)害鏈的災(zāi)害要素集合SG(n)、災(zāi)害之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系R和災(zāi)害鏈所處的環(huán)境E這三個(gè)環(huán)節(jié)著手，對(duì)這些環(huán)節(jié)分別實(shí)測(cè)預(yù)警、綜合治理、切斷等措施，從而阻止災(zāi)害要素的傳遞路徑。由6. 3小節(jié)對(duì)災(zāi)害鏈結(jié)構(gòu)的建立的數(shù)學(xué)模型可知，研究災(zāi)害鏈系統(tǒng)的過(guò)程中可把所涉及的變量分為輸入變量、狀態(tài)變量和輸出變量。輸入變量是研究災(zāi)害鏈之外的環(huán)境(也可稱為某個(gè)系統(tǒng))所

50、給出的，是環(huán)境對(duì)災(zāi)害鏈所施加的影響，是R的量值表述；狀態(tài)變量是表示災(zāi)害鏈內(nèi)部狀態(tài)的量，也就是Sin所表示的量。在對(duì)災(zāi)害的實(shí)際分析中，選擇狀態(tài)變量的方法不是唯一的，根據(jù)研究問(wèn)題的不同可以有多種選擇方法；輸出變量表示災(zāi)害鏈某種外部活動(dòng)或表現(xiàn)引起的某種變化的量或定義為人為控制災(zāi)害有關(guān)的量，是Hz所導(dǎo)致的量值。輸入變量輸出變量狀態(tài)變量圖6.18 災(zāi)害鏈S(n)模式圖E圖6.19 災(zāi)害鏈S(n)鏈發(fā)行為示意圖采用上面的3種變量可以把災(zāi)害鏈表示成如圖6. 18所示模式圖中輸入端(左端)表示輸入變量的集合狀態(tài)變盆的集合包含在災(zāi)害鏈系統(tǒng)內(nèi)部一般不直接出現(xiàn)在災(zāi)害鏈系統(tǒng)的外部輸出端(右端)表示輸出變量的集合。在t時(shí)刻環(huán)境對(duì)災(zāi)害鏈的輸R(t)導(dǎo)致災(zāi)害鏈內(nèi)要素SGi(n)，狀態(tài)Si(t)改變，而作為SGj(n)外部環(huán)境的SGi(n)通過(guò)兩者的相互關(guān)聯(lián)Ri,j(t)又使氣(n)的S (t)狀態(tài)發(fā)生改變，依次往下延續(xù)最終災(zāi)害鏈會(huì)有一個(gè)外部破壞表現(xiàn)行為Hz(t)(見圖6. 19)。在環(huán)境E中災(zāi)害鏈S(n)在t時(shí)刻具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rz(t)和災(zāi)害鏈的外部破壞表現(xiàn)行為Hz(t)(見圖6. 20)，恒有如下關(guān)系：式中