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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)害從全球消

2、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。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: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;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;通過(guò)對(duì)災(zāi)害鏈形成的機(jī)理分析、理論模

3、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: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;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表征,這就是災(zāi)害鏈的 載體反映,這種載體

4、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(jiàn)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)災(zāi)害鏈?zhǔn)叫纬蛇^(guò)程也同樣具有不同物質(zhì)體

5、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(jiàn)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)椒从骋矊?duì)災(zāi)害起重要的伴生作用等

6、等。災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體反映規(guī)律固態(tài)液態(tài)氣態(tài)物質(zhì)反映演繹聚集耦臺(tái)匕目匕量臺(tái)匕目匕量臺(tái)匕目匕量光電聲磁波聚耦轉(zhuǎn)集4合換輻射轉(zhuǎn)化傳播吸斥干涉能量反映信息反映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)律性態(tài)演化階延周間潛放段續(xù)期斷在射性性性性性性禍疊聚離傳轉(zhuǎn)擴(kuò)4合加集散遞化增性性性性性性性量級(jí)演化圖2-2災(zāi)害鏈?zhǔn)捷d體演化規(guī)律框圖性態(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。階段性反映了災(zāi)害鏈發(fā)育不同階段的特征,

7、不同鏈 式階段構(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)烈殺傷作用的災(zāi)害類型。量級(jí)演

8、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)化為另一 種鏈?zhǔn)疥P(guān)系,轉(zhuǎn)化

9、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)、沙塵暴、暴雨、冰川

10、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;樹(shù)枝葉脈鏈;(5)艾延侵蝕鏈佝沖淤沉積鏈;(7)波動(dòng)襲 擊鏈;(8)放射殺傷鏈.鏈?zhǔn)筋愋吞卣鞅懒鸦奇溨逼谘h(huán)鏈支干流域鏈樹(shù)枝葉脈鏈延蝕蔓侵動(dòng)襲皮中放射余傷鏈地震風(fēng)震海嘯波擊沖刷淤積沉陷火災(zāi)腐蝕碳化風(fēng)化 繁殖擴(kuò)散洪水淹沒(méi)山洪爆發(fā)崩滑體病毒放射元素放射對(duì)應(yīng)的災(zāi)害關(guān)系圖2-3鏈?zhǔn)綖?zāi)害類型特

11、征框圖災(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) 害是一種自然生態(tài)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象,災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?/p>

12、應(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)?響應(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,災(zāi)害的鏈?zhǔn)?響應(yīng)行為可以

13、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)災(zāi) 害,如圖2-

14、 4所示。它們均從鏈源開(kāi)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)。滑坡鏈源石流C1高切深溝 沖刷巖土破壞圖2-4周期循環(huán)鏈小意圖D1高切深溝 沖刷巖土IC1巖土松散 坡面滑移D1滲水?dāng)_動(dòng) 能量轉(zhuǎn)換Di滲水振動(dòng) 能量沖擊C巖-石裸露 節(jié)理裂縫周期循環(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周期性,山洪暴發(fā)隨雨 季到來(lái)而降臨

15、,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。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)害是洪水淹沒(méi),上游支干水位提高,流速流t增加,將對(duì)中下游造成淹沒(méi)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?。?shù)枝葉脈鏈:樹(shù)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)

16、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?shù)枝葉脈鏈?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(shù)枝葉脈鏈?zhǔn)疽鈭D。分支鏈源合成區(qū)段1 | 合成區(qū)段2 |匯合區(qū)段|土相對(duì)平穩(wěn)112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e(k 一)i +1)(b)鏈?zhǔn)疥P(guān)系外環(huán)e( p 4-k 1)e(a)鏈?zhǔn)疥P(guān)系內(nèi)環(huán)圖2-14鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)Y(k)示意關(guān)系Ri-i,i(t)或Rp+i-i,p+i(t)的集合稱為鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán),記為丫),并將前者稱為鏈?zhǔn)疥P(guān)系內(nèi)環(huán),后者 稱為

17、鏈?zhǔn)疥P(guān)系外環(huán),即丫(k)=%沁=1,2,.,k; 2;e(p+k)= e(p) 丫(k)=R-i(t) |i =1,2,.,k;k色 2;E(S)= e(k)若t時(shí)刻有9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9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)結(jié)kJ, , (kJ, , “(kJ, , 丫,心)(Yj(kJ = Y(kJ;i,r 1,2,Lj)作用關(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

18、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沖的任意兩個(gè)子部分e(i)和 e(j)間的作用距離(路徑)為L(zhǎng)(i,j),貝怛然 災(zāi)害系統(tǒng)的作用直徑為maxu、di)i, J =1,2/ ,n i=j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tVij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),貝U時(shí)間t滿足方程.cVy(t) dt=d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)

19、系傳遞速度Vez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:cVEz(t)dt=L(E,z)的滯后作用時(shí)間to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.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)(j工p)使得e(p)與e(j)仍間

20、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(pj =e(i),則自然災(zāi)害系統(tǒng)任一子部分e(j k)必由與自然災(zāi)害環(huán)境存在的關(guān)系(見(jiàn)圖6.16)和與內(nèi)部其他部分 存在的關(guān)系(見(jiàn)圖6.17)組成。對(duì)于每一子部分e(j),環(huán)境E(S)與e(j)間存在如圖6.16所示鏈?zhǔn)疥P(guān)系。由式(6-3)有:從式(6-7)可 得:* =戀旦%/=屹(6-7)(2)對(duì)于每一一子部分e(i)存在一個(gè)子部分e(j)與e(i)間存在鏈?zhǔn)疥P(guān)系,如圖式(6-3)有:f6.17所示。由f (S,R,S1j(l)八f2(Sj(2),Rj(2),Sj

21、(2)Lft(Sj(t),Rj(t),Sj(t)二0lj一),Rj(ij一),Sj(ij一)= 0rf1( Sj,Ri(), %)= 0f2 (Si(1),Ri(1),i(o),Si(2) = 0(6-8)ft(Si (t 一 1),Ri(t - 1 ), j(t),Si (t) )J.j (Si (lj_1) , Ri (lj_1), j (lj) , Si( j )(6-9)則從式(6-9)可得:由式(6-8 )和(6-10)可得:_Si i(R i(t-1),i(t) t =1,2,1 Sj i(Rz,SJ(6 TO)由式(6-8)和(6-11)可得 Sin=Fin(S,R,Rz),再由

22、式(6-1)可得 Sz=Fz (S, R(t), Rz),因此,可得到:s 判(6-11)(6-12)徭艮服)=0 5(S,Rz(t)JSz(t) =o 3(r,Rz(t),Sz(t) = 0由式(6-1), (6-2)和(6-5)可得:I 二 Fh(S,Sz);氏二 Fh(R,Sz)(6-13)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: 1(S(t),R(t),Rz(t) = 0 S(S(t),Rz(t),Sz(t) =0(6-14)3(S(t),Rz(t),Hz(t) = 0.或J(S(t),R(t)

23、,RZ(t) 7J(S(t),Rz(t),Sz(t) 7(6-15)(理)皿)也(切二0. 3式(6-14) (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

24、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:(6-16)RZd(t)川 1(S(t),R(t)Sz(t)二; (S(t),Rzd(t)Hz(t)=*3(S(t)Rzd(t)或:血二 i(S(t),R(t)(6-17)Sz(t)二 2(R(t),Rzd(t)Hz(t),3(R(t)Rzd(t)J在t時(shí)刻,若9 d,則可以證明對(duì)于任意子部分e(i)和 e(j)間的

25、關(guān)系恒有:R(t) = i(S(t) gw =K) .) E 或Ri,j(t)NiJR(t); Sz(t)“2(R(t)(6-19)中 z(t) =3(R(t)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.自然災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)復(fù)雜性規(guī)律及其本質(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

26、 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)系日的支配。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,

27、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)9 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

28、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 工 0 或 dR(t)/d 0 時(shí),貝 U d Rz(t)/ dt 工 0,由式(6-16), (6-17),自然災(zāi)害系統(tǒng) 的響應(yīng)狀態(tài)Sz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)/ dt三0和dHz /dt三0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)

29、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9 d? 1,那么其響應(yīng)將具有如下演化意義上的復(fù)雜性:系統(tǒng)在t時(shí)刻具有與初始系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd(t。),初始響應(yīng)狀態(tài)Sz(t)或初始對(duì)外行為Hz (t) 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或Hz不能返回初始態(tài)或保持不變,貝哨然災(zāi)害系統(tǒng)z(n)具有記憶 性。自然災(zāi)害系統(tǒng)

30、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或?qū)ν庑袨镠z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 t, 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。在恒定的自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S) (d Sz(t)/ dt三0)或恒定的環(huán)境與自然災(zāi)害的作用關(guān) 系R(t) (d R/ dt三0)中,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd (t)、響應(yīng)狀態(tài)又Sz或?qū)ν庑袨镠z具有動(dòng)態(tài)過(guò)程:d Hz/dt工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

31、的狀態(tài)。若在不同自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E (S(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Si (t)=S2(t)時(shí),存在關(guān)系 Rzd1(t)工 Rzd2 (t ,Sz1 (t)工 Sz2 (t )或 Hzi (t)工 Hz2 (t ),則蠟然 災(zāi)害系統(tǒng)z(n)的響應(yīng)行為具有環(huán)境路徑敏感性。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。在自然災(zāi)害系統(tǒng)的環(huán)境E(S), S B,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

32、對(duì)外行為,并且至少存在一個(gè)S B,使得Rzd,Sz或Hz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)。(。)自然災(zāi)害鏈?zhǔn)叫?yīng)復(fù)雜性本質(zhì)可見(jiàn),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

33、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 式關(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的變化以致響應(yīng)狀態(tài)Sz和對(duì)外行為Hz的改變,從而災(zāi)害系統(tǒng)具有記憶性、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

34、式關(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)

35、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(kāi)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, 會(huì)收到事半功倍的效果。*!狀態(tài)變量R(t)QHz(t)S inSi(t)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

36、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

37、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,是所導(dǎo)致的量值。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。Sz(t) SGi圖6.18災(zāi)害鏈S(n)模式圖(6 - 20)圖619災(zāi)害鏈S(n)鏈發(fā)行為示意圖在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)

38、兩者的相互關(guān)聯(lián)又使氣(n)的S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(jiàn)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(jiàn)圖6. 20),恒有如下關(guān)系: (S,R(t),Rz(t) = O、 焰叫如)=0 J(S,Rz(t),Hz(t) =0式中R(t)為在t時(shí)刻環(huán)境E與災(zāi)害鏈S(n)間的關(guān)系或稱之為環(huán)境E對(duì)災(zāi)害鏈S(n)的輸入。Sz(t)snSmRz(t)圖6.20災(zāi)害鏈S(n)在環(huán)境E中災(zāi)害鏈S(n)在t時(shí)刻具有某一層次Hd上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd(t),災(zāi)害鏈狀態(tài)Sz和災(zāi)害 鏈的對(duì)外表現(xiàn)行為Hz (t

39、),當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)于層次電的每一要素SG(n)S(n),它的狀態(tài)Sp僅是災(zāi)害鏈SG(n)S(n)的狀態(tài) Sp(i=1 ,所處環(huán)境E以及與它存在關(guān)系的其他要素 2, , k; k? 0)的函數(shù)即:(6 - 21)Sp(SQ, %.,Spk)(6 - 22)(6 - 22)(6 - 23)時(shí)存在如下關(guān)系:(S(t),R(t)Rd(t) - 0(S(t),Sz(t),Rzd(t)7(S(t),Hz(t),Rzd(t) -0這時(shí)層次Hd稱為支配層次,并且在環(huán)境E中,災(zāi)害鏈S(n)在t時(shí)刻具有支配層次兒上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(6-25)Rzd(t),若關(guān)系環(huán)數(shù)為0,即B d=0時(shí)對(duì)于任一關(guān)系凡冏R(shí)zd(t)恒有:R

40、(t) .(S(t)(R (t)E RJt)0 21,2 niI ij|zd 日 d-,j ,j,jz; -(6-26)R(t)- S(t)Cd-0)式(6-22)(6-26 )即為災(zāi)害鏈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式。災(zāi)害鏈減災(zāi)模式分析由式(6-22) (6-26)五個(gè)方程可知,對(duì)于具有層次結(jié)構(gòu)的災(zāi)害鏈S( n)來(lái)說(shuō)它與所處環(huán)境E之間的關(guān)系R(t)災(zāi)害鏈存在的狀態(tài)Sz(t)和災(zāi)害鏈的外部表現(xiàn)行為Hz都僅僅是災(zāi)害鏈所處環(huán)境E和支配層次Hd上災(zāi)害鏈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd(t)的函數(shù),即(6-27)(6 - 27)(6 - 27)R(tp侶售)Sz(t)=2( S(t),&d(t)Hz(tp 3(S(t),Rzd(t)因此,斷鏈減災(zāi)過(guò)程中應(yīng)極力控制災(zāi)害鏈所處環(huán)境E的狀態(tài)S和災(zāi)害鏈內(nèi)災(zāi)害與災(zāi)害之間的 相互關(guān)聯(lián)關(guān)系,目的是給予一個(gè)不利于災(zāi)害鏈發(fā)生的輸入R(t)提高鏈內(nèi)各要素發(fā)生災(zāi)變的臨界閾值,即可通過(guò)改善災(zāi)害鏈存在的狀態(tài)Sz(t)進(jìn)而可使災(zāi)害鏈最終表現(xiàn)出來(lái)的危害性 Hz(t)減弱。下面具體討論斷鏈減災(zāi)舉措。(1)對(duì)于災(zāi)害鏈S(n )式(6-22)可具有下列解冬(S(t),R(t),Rzd(t) =0 dS(t)/dt=0 (tf)(6- 30)dR(t)/dt 式0(“出血)(It)dRzd(t)/dt八0日dJ在恒定的環(huán)境E(dS(t)/dt三0)中其支配層次Hd上的災(zāi)害鏈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Rzd(t

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