苏幼坡刘瑞兴
袁茂仑
(河北省地震工程研究中心唐山063009)
(唐山建设集团公司)
一、前言
电力、煤气、交通、给排水、通信等城市生命线系统,虽然各成网络且各网络独立运行,但它们之间存在种种相关性。因此,大的地震灾害发生后,各生命线的震害相互影响,使震害更趋严重。对中国唐山地震、美国北岭地震、13本兵库县南部地震等大的地震灾害城市生命线震害的研究表明,探讨城市生命线震后的相互影响,有不容忽视的理论与实用价值。
二、相互影响的主要原因
(1)互用性与相互制约性城市生命线系统传递的是确保居民基本生活条件与维持城市重要机能的物资、情报与人流,各类生命线之间存在提供机能动力、情报保障、必备物资的传递途径与载体等密切关系。因此,一种生命线遭受严重震害丧失机能后,必不同程度地影响相关的生命线。换言之,一种生命线的机能制约着相关生命线的机能,形成连锁性震害关系; 一种生命线的严重震害,有可能使相关生命线处于半瘫痪甚至瘫痪状态。如果电力系统因震害失去供电
完全停止运作,电力系统的震害立即连锁性地殃及到其它生命线;而若排水系统严重震害,必将影响给水系统的使用机能,如果强行使用,有可能给城市的卫生环境和疫病流行带来不堪设想的后果。
(2)相互替代性有一些城市生命线具有相同的使用机能,为达到相同的使用目的,可以选择这种生命线也可以选择另一种生命线,或者从一种生命线的几种构成因素中选择一种或几种,即这些生命线或构成因素之间存在相互替代性。电和煤气都是能源,在某些场合下,具有相互替代功能。在交通系统中,几种构成因素—咄路、公路、水运、航空之间的替代功能尤为明显。唐山地震后,铁路系统的运输机能完全瘫痪,震后的一段时间内,陆地运输主要靠公路;而平时只供军用的唐山军用机场,利用飞机运进了大量紧急救灾物资并向其它城市输送了大批重伤员“3。北岭地震时,因公路震害严重,震后铁路运输吸收了公路运输的交通需求121。兵库县南部地震发生后.以舰艇、民用给水船等为运输工具,通过海路为
交通堵塞的干扰,效果明显”J。
(3)近距离共存性近距离共存是各城市生命线之间发生震害相互影响的重要空间条件,也是产生连锁性构造震害的重要原因之一。最明显的例子是多个城市生命线的地下管路、管线同沟(渠)铺设,一种生命线的管路、管线遭受严重震害发生破损或泄漏,有可能导致其它生命线发生连锁性震害或次生灾害。例如:煤气泄漏发生爆炸,将使爆炸地点附近的其它生命线遭受极为严重的破坏。近些年来,一些交通设施现代化程度高的大城市,在原有街道的基础上,建造了许多城市轻轨铁路、快速路的高架桥,使交通向上层空间发展,形成了多层次的立体空间交通网络。这些高架桥一旦遭受震害而落拱、落桥等,必严重影响其下方道路的通行状况。
三、相互影响的主要形式
唐山地震、北岭地震和兵库县南部地震生命线震害的大量事实表明,城市生命线相互影响的主要形式包括构造影响、机能影响、恢复障碍影响与产生次生灾害等(如表I)。
生命线相互影响的主要形式
表1
※交通系统发生震害影响各生命线系统的恢复人员进人恢复作业区。并造成物资运输困难。
给水机能发生严重障碍。北岭地震亦因停电使500万电话用户受到影响,其中国际电话用户190万。
(3)恢复机能影响这种影响的主要表现形西是一种生命线震害影响其它生命线震后的恢复进程。或者说,一种生命线震害成为其它生命线震后恢复的障碍。研究表明“,有一些城市生命线的震后恢复是在即时救助阶段即发生地震的当天就开始的。因此,交通系统的震害对于其它系统的震后实时恢复影响很大。唐山地震与兵库县南部地震分别发生在夜间和凌晨,因为交通堵塞或中断,各个生命线管理部门的领导、技术人员与职工不能正常上班,难以紧急形成较强的恢复人员队伍。例如:兵库县南部地震当天,阪神地区利用公共交通出勤的职工只占出勤人数的lO%左右,而且出勤率也不高。就是有了比较充足的恢复人员队伍,如果交通十分拥堵或者根本无法进入恢复现场,也会严重影响生命线的恢复进程。在兵库县南部地震时,有些给排水管路破损,泄漏的水夹带泥沙进入停止供气的煤气管道内,煤气管路只有清除这些水与泥砂后,才能进一步开展恢复作业。至于煤气爆炸对周围生命线的破坏,更增加了恢复的难度。在北岭地震中,一家较大的私人通信网络,备用发电机上方的水管破裂,大量的水淋在机器上,失去发电机能,严重影响了停电环境下网络机能的恢复。
(4)产生次生灾害一种生命线发生震害后,使其它生命线失去原有的机能。并引发次生灾害。如果煤气管路震害,泄漏的煤气与高温电器与高压电线落线接触发生火灾,给水系统又因停电而瘫痪,不能提供消防用水,且去火灾现场的道路堵塞或中断,火势必不能控制而扩大、蔓延。兵库县南部地震震后3天共发生火灾179起,其中22起是煤气泄漏引起的,30起与电力系统震