賈召亮，許瑞杰，鄭 川，壯 延，趙至柔

（云南省地震局,昆明 650224）

0 引言

交通系統(tǒng)主要包括公路、鐵路、橋梁、隧道、車站、機(jī)場、港口碼頭和軌道交通等，是生命線工程的重要組成部分，是維系城鎮(zhèn)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)功能的基礎(chǔ)設(shè)施與工程系統(tǒng)[1]。地震發(fā)生后，交通系統(tǒng)是開展救援工作的基礎(chǔ)，也是電力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、供水系統(tǒng)等生命線系統(tǒng)功能恢復(fù)的保證，被譽(yù)為“生命線中的生命線”[2]。地震導(dǎo)致的交通系統(tǒng)功能損壞，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)影響抗震救災(zāi)工作的順利開展以及災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建[3]。交通系統(tǒng)地震災(zāi)害損失特征研究，對地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析、地震災(zāi)害損失預(yù)評估、防災(zāi)減災(zāi)對策制定和震后應(yīng)急指揮決策具有重要意義。

云南是中國大陸遭受地震災(zāi)害影響最為嚴(yán)重的省份之一，對云南交通系統(tǒng)震害的研究也是眾多相關(guān)學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。如王錫財(cái)?shù)萚4]分析了瀾滄-耿馬地震中橋梁和道路的震害特征；陳敬[5]根據(jù)云南1 624—1988年遭受地震破壞的67 座橋梁震害資料，總結(jié)了云南地區(qū)各類橋梁在不同烈度下的震害情況；郭恩棟等[6]詳細(xì)介紹了云南大姚6.1 級地震中交通系統(tǒng)的震害和功能狀態(tài)，并初步給出了震害成因；周光全等[7]以云南1993—2003年云南地震災(zāi)害損失評估報(bào)告為基礎(chǔ)，分析了云南地區(qū)含交通系統(tǒng)在內(nèi)的生命線工程震害損失特征；非明倫等[8]分析了鹽津5.1 級地震中交通系統(tǒng)的震害特征，并提出災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建的減災(zāi)措施和建議；劉愛文等[9]總結(jié)了魯?shù)?.5 級地震中交通系統(tǒng)的震害特點(diǎn)和應(yīng)急搶修情況，認(rèn)為強(qiáng)地震動(dòng)和地震地質(zhì)災(zāi)害是交通系統(tǒng)破壞嚴(yán)重的主要原因。前人的研究成果為云南交通系統(tǒng)震害研究積累了豐富的借鑒資料，為云南地震災(zāi)害預(yù)評估和震后應(yīng)急指揮工作提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。然而，目前關(guān)于云南交通系統(tǒng)震害損失特征的相關(guān)研究多以1 次地震為研究對象，或以生命線工程為整體進(jìn)行論述，對云南交通系統(tǒng)地震直接經(jīng)濟(jì)損失規(guī)律和區(qū)域震害特征的研究較少。

鑒于以上認(rèn)識(shí)，本文對1998—2018年云南地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，以歷年地震事件中交通系統(tǒng)震害情況為基礎(chǔ)，分析云南交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失規(guī)律，總結(jié)云南地區(qū)交通系統(tǒng)震害特征，為云南交通系統(tǒng)震害評估和應(yīng)急處置提供支持。

1 數(shù)據(jù)來源

本文采用的數(shù)據(jù)資料主要來源于《云南統(tǒng)計(jì)年鑒》（云南省統(tǒng)計(jì)局，1999—2019年）和1998—2018年云南地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失評估報(bào)告①云南省地震局.199 8—2018年地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失評估報(bào)告（云南災(zāi)區(qū)）[R].。云南省地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失評估工作開始于1992年4月23日緬甸6.7 級、6.9 級地震，但在1998年10月2日寧蒗5.3 級地震以前，地震災(zāi)害評估工作主要針對房屋建筑，交通系統(tǒng)震害描述不夠詳細(xì)，經(jīng)濟(jì)損失統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也比較粗略。因此，本文主要統(tǒng)計(jì)了1998—2018年對云南造成經(jīng)濟(jì)損失的61 次破壞性地震的直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)，其中存在震害疊加的多次地震以高震級作為統(tǒng)計(jì)震級，以經(jīng)濟(jì)損失的綜合評估結(jié)果統(tǒng)計(jì)經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)（表1）。

表1 1998—2018年云南省交通系統(tǒng)地震直接經(jīng)濟(jì)損失統(tǒng)計(jì)

續(xù)表1

2 云南交通系統(tǒng)地震災(zāi)害損失分析

2.1 交通系統(tǒng)震害損失統(tǒng)計(jì)

1998—2018年，云南共遭受地震災(zāi)害61 次，平均每年2.9 次，造成直接經(jīng)濟(jì)損失620.87 億元；有56 次地震事件造成交通系統(tǒng)受損，造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失61.57 億元，占總損失的9.92%（表1，圖1）。其中，云南遭受地震災(zāi)害次數(shù)最多的年份為2001年，共遭受地震災(zāi)害8 次，造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失0.41 億元；造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失最多的年份為2014年，交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失44.29 億元，其中2014年8月3日魯?shù)?.5 級地震造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失35.1 億元，占當(dāng)年交通系統(tǒng)地震直接經(jīng)濟(jì)損失的79.25%。

圖1 1998—2018年云南省遭受地震災(zāi)害次數(shù)和交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失統(tǒng)計(jì)

從表1 可以看出，云南災(zāi)區(qū)的地震烈度越高，造成的交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失越高。云南災(zāi)區(qū)最高烈度為Ⅵ度的31 次地震中，交通系統(tǒng)成災(zāi)26 次，平均每次造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失0.13 億元；最高烈度為Ⅶ度的12 次地震中，交通系統(tǒng)成災(zāi)12 次，平均每次造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失0.24 億元；最高烈度為Ⅷ度的17 次地震中，交通系統(tǒng)成災(zāi)17 次，平均每次造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失1.19 億元；最高烈度為Ⅸ度的1 次地震中，造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失35.1 億元。

2.2 交通系統(tǒng)震害損失與震級

為討論云南交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失和震級的關(guān)系，剔除了云南省外地震、烈度圈跨省的地震、強(qiáng)余震、雙震和震群型地震的直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)了云南省內(nèi)28 次破壞性地震的交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)（表2）。受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響，物價(jià)水平隨時(shí)間不斷變化，不同時(shí)段地震所造成的經(jīng)濟(jì)損失可比性較差。為提高數(shù)據(jù)可比性，本文借鑒前人研究方法[10-11]，用1998—2018年縣級GDP 增長率將各地震事件中的交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)換算為2018年可比價(jià)（式(1)），使用換算后的可比價(jià)統(tǒng)計(jì)交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失與震級的關(guān)系。

表2 1998—2018年云南省內(nèi)地震交通系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)損失統(tǒng)計(jì)

式中：Li為發(fā)生在第i年地震事件的交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失；L2018-i為2018年相對于第i年的縣級GDP 增長率；L2018為該次地震事件交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失的2018年可比價(jià)。

通過擬合交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失和震級的關(guān)系（圖2）可以看出，交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失隨震級的增大而增加，二者呈二階多項(xiàng)式關(guān)系（式（2））。但通過表2 可以看出，相同震級下，不同地區(qū)交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失存在明顯差異，其原因主要與震源深度、交通系統(tǒng)建設(shè)情況、場地條件和地震地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模等的差異有關(guān)。

圖2 震級與交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失關(guān)系統(tǒng)計(jì)

式中：x為震級；f(x)為交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失（以2018年可比價(jià)計(jì)算）；R2為判決系數(shù)。

3 云南交通系統(tǒng)震害損失的區(qū)域差異

地震烈度是指地震引起的地面震動(dòng)及其影響的程度[12]。為分析相同地震烈度下云南交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失的區(qū)域差異，選擇表2 中最高地震烈度為Ⅵ度的18 次地震事件，采用自然斷點(diǎn)法將交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失（2018年可比價(jià)）分為3 級，制作Ⅵ度地震烈度下交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失空間分布圖（圖3）。

由圖3 可知，相同地震烈度下，云南交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失具有明顯的區(qū)域差異性，可以大致分為滇東北、滇西和滇南3 個(gè)分區(qū)，表現(xiàn)為滇東北地區(qū)交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失最高、滇西地區(qū)次之、滇南地區(qū)相對較低。

圖3 Ⅵ度地震烈度下交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失空間分布

震級是地震大小的量度[13]。為分析相同震級下云南交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失的區(qū)域差異，選擇表2 中震級為5.1 級的7 次地震事件和震級為5.0 級的8 次地震事件，采用自然斷點(diǎn)法將交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失（2018年可比價(jià)）分為2 級，制作5.1 級地震交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失空間分布圖（圖4）和5.0 級地震交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失空間分布圖（圖5）。

圖4 5.1 級地震交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失空間分布

圖5 5 級地震交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失空間分布

由圖4 可知，相同震級下，滇東北地區(qū)交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失較高，滇西地區(qū)相對較低。由圖5 可知，相同震級下，滇西地區(qū)交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失較高，滇南地區(qū)相對較低。不難得出，在震級相同的情況下，云南交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失具有明顯的區(qū)域差異性，表現(xiàn)為滇東北地區(qū)＞滇西地區(qū)＞滇南地區(qū)，這與相同地震烈度下交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失的區(qū)域差異性一致。

4 云南交通系統(tǒng)震害特征分析

根據(jù)云南歷史地震事件中交通系統(tǒng)的震害情況，受地震震級、地震烈度、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性等因素影響，不同發(fā)震地點(diǎn)和震級下交通系統(tǒng)震害差異較大，是交通系統(tǒng)地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失區(qū)域差異明顯的重要原因。根據(jù)云南地區(qū)交通系統(tǒng)歷史震害，按照0.5 級分檔總結(jié)了不同震級區(qū)間下云南地區(qū)交通系統(tǒng)的一般震害特征（表3）。由表3 可以看出，震級區(qū)間值越大，交通系統(tǒng)震害種類數(shù)量越多、震害越嚴(yán)重，造成交通中斷的可能性和范圍也越大。

表3 不同震級區(qū)間下云南地區(qū)交通系統(tǒng)震害特征

4.1 4.5≤M＜5.0

云南地區(qū)4.5～5.0 級地震一般不會(huì)造成交通系統(tǒng)設(shè)施損壞，少數(shù)地震可能造成交通系統(tǒng)輕微震害，經(jīng)濟(jì)損失也較少。交通系統(tǒng)震害主要為公路路面開裂、擋墻受損、路基下沉、路基塌方，個(gè)別橋梁和涵洞受損等。如2008年12月26日瑞麗4.9 級地震，最高烈度Ⅵ度，造成瑞麗市7 座橋梁受損、9 道涵洞受損、防護(hù)工程擋墻受損400 m3、公路坍塌81 處；隴川縣部分縣、鄉(xiāng)和村道公路路面開裂，個(gè)別橋梁和涵洞受損等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失700 萬元②云南省地震局.2008年12月26日瑞麗4.9 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2008.。

4.2 5.0≤M＜5.5

云南地區(qū)5.0～5.5 級地震，交通系統(tǒng)震害主要為公路邊坡塌方、擋墻受損、路基下沉、路面開裂，橋梁橋面開裂，涵洞開裂等；地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地區(qū)震害較嚴(yán)重，極震區(qū)塌方、滾石阻塞交通，導(dǎo)致區(qū)域交通中斷。如2006年7月22日鹽津5.1 級地震，最高烈度Ⅵ度，造成成都鐵路局內(nèi)六線工務(wù)段接觸電網(wǎng)、電務(wù)通訊設(shè)備和房屋建筑受損，滾石和滑坡砸壞路肩墻、鋼軌，中斷行車17 小時(shí)50 分鐘[8]；鹽津縣和大關(guān)縣境內(nèi)國道、縣道、鄉(xiāng)道及村組道路等不同程度受損，主要為公路路基塌方、路基沉陷、擋墻損壞、橋梁受損、涵洞受損等；交通系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)總損失2 260 萬元③云南省地震局.2011年3月10日盈江5.8 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2011.。2011年6月20日騰沖5.2 級地震，最高烈度Ⅵ度，造成騰沖縣和隆陽區(qū)境內(nèi)的公路、橋梁和涵洞不同程度受損，主要為路基坍塌、擋土墻破壞、路基下沉、路面開裂，橋梁和涵洞開裂等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)總損失1 220 萬元④云南省地震局.2011年6月20日騰沖5.2 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2011.。2018年8月13日、14日通海2 次5.0 級地震，最高烈度Ⅵ度，造成通?？h和江川區(qū)境內(nèi)部分道路、橋梁和涵洞受損，主要為公路邊坡塌方、擋墻受損、路基塌方，橋梁和涵洞出現(xiàn)裂縫等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失約1 900 萬元⑤云南省地震局.2018年8月13日、14日通海兩次5.0 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2018.。

4.3 5.5≤M＜6.0

云南地區(qū)5.5～6.0 級地震，交通系統(tǒng)震害主要為公路路面開裂，路基下沉、開裂，路基塌方、擋墻開裂；橋梁橋面、路基、橋拱開裂，護(hù)欄損毀；涵洞開裂等。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地區(qū)震害嚴(yán)重，滑坡、塌方、落石阻塞交通，導(dǎo)致區(qū)域交通中斷。如2011年3月10日盈江5.8 級地震，最高烈度Ⅷ度，造成盈江縣、梁河縣和隴川縣境內(nèi)公路、橋梁、涵洞不同程度受損，主要為公路路基塌方、路面開裂、邊溝塌方，橋梁橋面、橋拱開裂，涵洞受損等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)總損失約7 780 萬元⑥云南省地震局.2011年3月10日盈江5.8 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2011.。2013年8月31日香格里拉5.9 級地震，最高烈度Ⅷ度，造成香格里拉縣、德欽縣境內(nèi)公路和橋梁不同程度受損，主要為滑坡、塌方、落石阻塞交通，路面開裂，路基下沉、開裂，路基塌方，擋墻開裂、垮塌，邊坡塌方，山體落石、塌方導(dǎo)致部分路段路基、路面、擋墻及邊坡?lián)p毀，橋梁受損等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失17 940 萬元⑦云南省地震局.2013年8月31日香格里拉5.9 級地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失評估報(bào)告（云南災(zāi)區(qū)）[R].2013.。2018年9月8日墨江5.9 級地震，最高烈度Ⅷ度，造成墨江縣境內(nèi)元磨高速隧道、橋梁、隧管站、服務(wù)區(qū)等不同程度受損，主要為防震擋塊開裂脫落、橡膠支座錯(cuò)位、橋墩地基開裂等；墨江縣、寧洱縣和元江縣境內(nèi)國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道及村組道路等不同程度受損，主要為路基下沉、路面開裂、邊坡坍塌、擋墻損毀、涵洞損毀等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失約13 280 萬元⑧云南省地震局.2018年9月8日墨江5.9 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2018.。

4.4 M≥6.0

云南地區(qū)6.0 級以上地震交通系統(tǒng)震害主要為公路路面開裂，路基下沉、開裂，路基塌方，擋墻開裂、垮塌；橋梁橋面、橋臺(tái)、梁板位移、橋拱開裂、護(hù)欄損毀；涵洞開裂等。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地區(qū)震害嚴(yán)重，滾石砸壞路面、滑坡阻塞交通，導(dǎo)致大范圍交通中斷。如2014年8月3日魯?shù)?.5 級地震，最高烈度Ⅸ度，造成昭通民航機(jī)場跑道路面開裂、路肩擠壓拱起，航站樓墻體開裂、屋頂防水層受損漏雨，飛行區(qū)圍墻倒塌等；魯?shù)榭h昭巧二級公路，沙壩至龍頭山至樂紅、魯?shù)橹零U廠、新店至小河等234 條公路2 453 km 受損，損毀嚴(yán)重路段中斷452 條次；4 條隧道局部受損，68 座橋梁受損；巧家縣、昭陽區(qū)、永善縣、會(huì)澤縣等境內(nèi)的國道、縣道、鄉(xiāng)道及村組道路不同程度受損，主要為大規(guī)模坍塌、滑坡阻斷交通，公路擋墻垮塌、路基路面損毀、橋梁受損、涵洞受損等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失約351 020 萬元⑨云南省地震局.2014年8月3日魯?shù)?.5 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2014.。2014年10月7日景谷6.6 級地震，最高烈度Ⅷ度，造成景谷縣、寧洱縣、思茅區(qū)、鎮(zhèn)沅縣、瀾滄縣、景東縣、臨翔區(qū)、雙江縣、云縣等境內(nèi)的國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道及村組道路不同程度受損，橋梁、涵洞不同程度受損；主要為公路塌方、擋墻開裂、路基坍塌、路基下沉、道路邊坡坍塌，橋梁橋面位移、橋墩開裂、橋體開裂等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)總損失約40 440 萬元⑩云南省地震局.2014年10月7日景谷6.6 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2014.。2021年5月21日漾濞6.4 級地震，最高烈度Ⅷ度，造成大保高速公路、在建的大理至漾濞至云龍高速公路因邊坡塌方、落石造成路面及沿線設(shè)施不同程度損壞，其中K2580+500、K2585+200 和K2586+200 共3 處道路損壞嚴(yán)重，造成交通阻斷；G215 線平坡至順濞方向大量落石塌方造成交通阻斷；造成大理市、洱源縣、巍山縣、云龍縣、永平縣等境內(nèi)的國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道及村組道路不同程度受損，主要為路基沉陷、路面拉裂、擋墻開裂、邊坡塌方、管涵損壞、橋梁損壞等；交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失約51 030 萬元?云南省地震局.2021年5月21日漾濞6.4 級地震災(zāi)害直接損失評估報(bào)告[R].2021.。

5 結(jié)論

通過統(tǒng)計(jì)分析1998—2018年對云南造成經(jīng)濟(jì)損失的61 次地震的直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)，研究了云南交通系統(tǒng)地震直接經(jīng)濟(jì)損失規(guī)律；基于交通系統(tǒng)歷史地震震害，總結(jié)了云南交通系統(tǒng)震害特征。

1）1998—2018年，云南共遭受地震災(zāi)害61 次，平均每年2.9 次，造成交通系統(tǒng)直接經(jīng)濟(jì)損失61.57 億元。最高烈度為Ⅵ度的地震，平均損失0.13 億元；最高烈度為Ⅶ度的地震，平均損失0.24 億元；最高烈度為Ⅷ度的地震，平均損失1.19 億元；最高烈度為Ⅸ度的地震，造成損失35.1 億元。交通系統(tǒng)地震直接經(jīng)濟(jì)損失隨震級的增大而增加，但二者并不是簡單的線性關(guān)系，而是呈二階多項(xiàng)式關(guān)系。

2）在相同地震震級和烈度下，云南地區(qū)交通系統(tǒng)地震直接經(jīng)濟(jì)損失區(qū)域差異顯著，可以大致分為滇東北、滇西和滇南3 個(gè)分區(qū)，表現(xiàn)為滇東北地區(qū)＞滇西地區(qū)＞滇南地區(qū)。

3）地震誘發(fā)的崩塌、滑坡、滾石等地質(zhì)災(zāi)害是加重交通系統(tǒng)震害、導(dǎo)致交通中斷的重要原因。

交通系統(tǒng)震害受地震震情，交通系統(tǒng)分布情況、抗震能力，場地條件，地質(zhì)條件等多種因素影響。因參考資料有限，本文只是對云南地區(qū)交通系統(tǒng)震害和經(jīng)濟(jì)損失的一般規(guī)律進(jìn)行了初步分析。