巖溶區燃氣管道災害系統多因素耦合作用機理研究*

李喬楚，陳軍華

(西南石油大學 經濟管理學院，四川 成都 610500)

巖溶塌陷主要源于地下土洞向上的逐步拓展，因此呈現顯著的“隱蔽性”和“突發性”特征[1]，對于通常采用埋地敷設的燃氣管道工程，其日常運行不可避免地受到此類地質活動影響，在諸多自然、人為因素影響下若誘發巖溶塌陷則極易導致管道災害，對燃氣管道的安全平穩運行和沿線人民的生命財產造成極大影響[2]。巖溶區燃氣管道災害系統的多因素耦合作用是指系統中各種自然-社會-經濟因素在災害鏈上逐步蔓延，激勵和阻礙作用同時存在，且多元因素不斷發生交互并改變自身對災害演化的影響程度和方向[3]，造成災害系統行為呈現復雜性和多樣性，并最終導致巖溶區燃氣管道致災可能性和后果嚴重性增加或降低的現象。

巖溶區燃氣管道災害系統是由孕災環境、災害因子、承災體、災情4大子系統構成的大型復雜結構，各子系統內部又呈現差異化的層次結構，因此子系統之間以及各子系統內部的多元因素均存在相互的耦合作用，并伴隨穿插于災害演化的全過程[4]。明晰災害系統多因素耦合的作用機理，對于遏制災害鏈的形成，降低災害后果嚴重程度，提高巖溶區燃氣管道災害的風險管控水平，具有研究價值。本文基于災害系統理論，從“孕災環境-災害因子-承災體-災情”系統性視角出發，結合系統動力學(System Dynamics，SD)模型探討巖溶區燃氣管道災害系統各子系統內部及子系統間的耦合關系，考慮多因素間的差異化傳導路徑，深度剖析災害演化過程中多因素耦合的作用機理和影響規律，以期為巖溶區燃氣管道災害的安全管理提供理論依據。

1 巖溶區燃氣管道災害系統多因素耦合作用機理分析

考慮到系統動力學模型對于多元因素因果回路關系的分析優勢，選用SD理論中的因果回路圖(圖中“+”“-”分別表示因素間存在正向促進、負向抑制作用)，針對巖溶區燃氣管道災害系統各子系統內部及子系統間的耦合關系進行分析。

1.1 子系統內多因素耦合作用機理

1.1.1 孕災環境子系統

孕災環境是災害因子的孕育場所，孕災環境活躍性與人員、管道、環境不安全狀態以及管理漏洞密切相關，其耦合作用關系見圖1。

圖1 孕災環境子系統多因素耦合關系示意圖

1)針對環境不安全狀態的耦合關系。自然環境方面，地下水活動、構造條件、地形地貌、氣象條件會影響巖溶地質發育速度，同時構造條件、地形地貌、氣象條件會改變地下水活動；社會環境方面，較高的經濟發展水平會帶動施工與震動、抽取地下水、交通運輸荷載等因素的出現[5]，而良好的法律法規環境可以有效限制不合理施工、違規地下水開采等行為，減少違規占壓現象。與此同時，巖溶區脆弱的自然環境極易受到社會環境影響，城鎮化推進引發的施工活動，以及居民日常生產生活行為均會擾亂自然環境的穩定性；自然環境也會限制或者促進社會環境的形成，例如巖溶地質發育程度較強的峰林平原、孤峰平原、一二級階地等地區，是城鎮化建設發展的主要用地[6]，為人類活動創造良好的外部環境，而風、云、雨、閃電、打雷等自然氣象會減小人類活動強度。

2)針對人員不安全狀態的耦合關系。受教育程度欠缺不僅會從知識水平、社會責任、接納能力、溝通能力等方面直接影響人員不安全狀態，還可能導致管道保護意識淡薄和安全意識薄弱，從而增大風險水平；而安全意識薄弱、安全宣傳不到位等，則會導致相關人員缺乏憂患和防范意識，缺乏參與災害應急培訓的主觀能動性，從而難以掌握有效的自救與他救能力，均會造成應急處置能力不足。

3)針對管道不安全狀態的耦合關系。建設工藝不達標的耦合活躍度較高，會加劇PE管材易損性、管道老化以及安全設施失效；投產時間長短與安全設施隱患相掛鉤，同時缺乏有效的安全設施保護以及表面老化問題，會顯著降低PE管材的抗外載能力。PE管材易損性對孕災環境活躍性的耦合驅動最強，一方面作為其他因素驅動作用的有效媒介，另一方面對管道不安全狀態產生關鍵的直接影響。

4)針對管理漏洞的耦合關系。企業規章制度通常涉及安全宣傳機制、日常監管辦法和應急保障措施，規章制度不合理將不可避免地導致對應工作流程的欠缺，因此其耦合活躍度最高，通過與其他因素的自發耦合，推動孕災環境的形成；安全監管欠缺、安全宣傳不到位、應急保障不完善則在耦合關系中主要呈現依賴特性，與其他因素產生聯動。

5)整體孕災環境的耦合關系中，管理漏洞與人員不安全因素的耦合，會顯著加劇巖溶區燃氣管道的不安全狀態，例如培訓制度不完善不利于提高工作人員的專業技能、安全防護以及應急處置能力，安全宣傳不到位不利于在后天彌補沿線居民管道保護意識淡薄等問題；管理漏洞還會因安全監管的欠缺，與管道和環境因素發生耦合，例如高后果區評價或巡線制度的欠缺，不利于及時發現強巖溶發育地段、第三方違規施工等環境風險，或者忽略管道老化、工藝缺陷、安全設施失效等隱患。與此同時，以法律法規為代表的環境因素也會與管理因素發生耦合，針對不達標管道工程的實際處罰力度有助于顯著控制建設工藝缺陷；同時，有效的法律法規約束有助于推動企業重視安全監管欠缺的問題，從而提升應急保障能力并建立更加完善的規章制度[7]，成為彌補管理漏洞的關鍵驅動力。

1.1.2 災害因子子系統

巖溶區燃氣管道災害因子的風險性主要受到火災和爆炸危害的概率、強度、范圍、持續時間等的共同作用與影響，其耦合作用關系見圖2。巖溶區燃氣管道失效泄漏所導致的各類災害因子中，單一災害的發生均能夠導致其他次生災害的相繼發生，故巖溶區燃氣管道災害因子呈現鏈式的形成過程?；馂呐c爆炸風險性均受到“危害性-發生概率-影響范圍”三者的耦合影響。火源與燃氣泄漏是火災與爆炸發生的必要條件，而空間受限情況與延遲點燃則針對不同災害因子存在差異化的影響作用。當空間受限與延遲點燃時，更容易導致爆炸，反之則更容易導致火災?；馂奈：π允艿綗彷椛渫?、輻射時間、煙塵以及有毒煙氣四者的耦合影響，爆炸危害性受到沖擊波超壓、噪聲、有毒煙氣三者的耦合影響[8]。火災與爆炸的耦合作用將推動彼此的影響范圍持續蔓延，并均隨著燃氣泄漏量的增大而不斷擴大。可以看出，火源、空間受限情況、燃氣泄漏類型、延遲點燃是影響兩類災害因子發生概率的聯合致因，而距離災害的遠近則是影響危害性的共同因素，上述因素即為控制災害因子的首要抓手。

圖2 災害因子子系統多因素耦合關系示意圖

1.1.3 承災體子系統

承災體脆弱性主要受到“社會-經濟-自然承災體”三者的耦合影響，同時考慮到承災能力對于降低承災體脆弱性的有效作用，其耦合作用關系見圖3。社會承災體脆弱性是最薄弱的環節，自然承災體脆弱性是基本組成部分，兩者的惡化會聯動加劇經濟承災體的脆弱性[9]。經濟承災體脆弱性的耦合作用最為強烈，巖溶區燃氣管道災害影響社會承災體導致的人員傷亡、建(構)筑物破壞，以及影響自然承災體導致的動植物危害，均會面臨相應的經濟賠償，同時生命線工程破壞則易誘發停產停業，影響居民日常生產生活、增大工商業銷售額損失。承災能力的提升則是彌補承災體脆弱性的重要因素，主要包括災前預警、災中救災和抗災，以及災后恢復能力。預警能力包括用于巖溶評估的地球物理勘探技術，用于管道失效評價的應力應變監測裝置，用于火災識別的煙霧報警裝置等，有效的預警能力有助于從源頭遏制災害發生，通過預先解耦，降低危害影響[10]?？篂哪芰Πňo急截斷閥等管道安全保護裝置，沿線居民的緊急處置能力，企業的專業維修能力，以及健全的應急管理值班機制等；救災能力則包括當地的消防和醫療能力，受災人員的自救與他救能力，完善的搶險救災隊伍、預案以及物資等[11]。救災和抗災能力與政府、企業的資源投入密切相關，通過及時斷鏈，有效降低各類人員財產損失、資源浪費和環境破壞，控制災害蔓延[12]。災后恢復能力主要通過與多元承災體發生耦合，加快沿線自然環境、工商業活動和居民日常生活的災后恢復。

圖3 承災體子系統多因素耦合關系示意圖

1.1.4 災情子系統

災情嚴重性主要包含人員傷亡、經濟損失及環境破壞程度三個方面，其耦合作用關系見圖4。災情與承災體相對應，人口傷亡、經濟損失、環境破壞中任一災情的加劇，均可能誘發其他災情的相繼加劇。人員傷亡程度取決于危害半徑和人口密度，并與經濟損失程度耦合密切，傷亡情況會直接影響傷亡賠償及誤工賠償額度，以及由于勞動力健康受損所導致的營業中斷時間；人口密度較大的區域通常財產密度相應較大，且人口密度能夠通過改變地區消費能力影響沿線商戶的日營業收入，以及與市場相關聯的燃氣價格，從而進一步影響營業中斷和燃氣泄漏造成的經濟損失；人員傷亡程度也通過人口密度變量對環境破壞程度產生耦合影響，人類具有主觀能動性，歷史發展進程即為由野生動植物為主導的自然環境，進化到以人類為主導的社會環境，人口密度越大則自然生物密度相應越小[13]。與此同時，人口密度越大的區域日常生產生活要素越活躍，越容易誘發火源、提供可燃物，從而進一步推動災情擴大。災害破壞半徑的增大在直接影響人員財產損失數量的同時，還可能加劇燃氣泄漏與燃燒，從而產生更多CO2、CH4、N2O等溫室氣體，通過增強區域“溫室效應”加劇環境破壞程度[14]。

圖4 災情子系統多因素耦合關系示意圖

1.2 兩個子系統間多因素耦合作用機理

1.2.1 孕災環境-災害因子子系統

災害因子時刻受到孕災環境影響，孕災環境活躍度越高，災害因子風險性也隨之增加。兩者間的耦合作用表現為：①孕災環境活躍度的增加，導致火災爆炸危險性、發生概率及影響范圍相應提升。例如人員安全意識淡薄、PE管材易損性、環境中的施工震動、管理中的安全宣傳不到位等，均會加劇災害的發生概率；沿線居民應急處置能力不足、工作人員專業技能欠缺、企業應急保障機制不完善等，則會限制災害應對能力，進一步加劇災害的危險性以及影響范圍；災害在經濟發達區域表現出來的危害性顯著大于人煙稀少區域；氣象因素一方面可能通過降雨減小災害發生概率，另一方面可能通過風加劇火災蔓延從而擴大危害范圍。②災害因子風險性的提升，會反作用于孕災環境。例如火災、爆炸造成的熱輻射與沖擊波超壓危害，會降低沿線人員對災害的反應與抵抗能力，通過二次破壞增大管道的失效損傷程度，從而加劇人員和管道的不安全狀態；災害造成的人員傷亡、交通癱瘓、工商業停產等會降低社會環境活躍度，在一定程度上限制災害進一步演化或者災害鏈形成[15]；災害的發生不可避免地造成社會影響，嚴重災情會引起人們對燃氣安全的重視并帶動國家政策改變、行政體制完善、企業運行制度革新等[16]，從而有效彌補管理漏洞，降低孕災環境活躍性。

1.2.2 孕災環境-承災體子系統

承災體通常處于孕災環境中，在承受災害損傷的同時通過耦合作用影響災害發生的外部環境。兩者間的耦合作用表現為：①人員不安全狀態會直接加劇社會和經濟承災體的脆弱性，同時從人的層面限制系統的承災能力。②PE燃氣管道及其附屬設施的不安全狀態會加劇災害過程中的燃氣泄漏量和“停氣”時間，從而增大經濟承災體的脆弱性，降低承災體的預警和抗災能力。③環境不安全狀態與承災體脆弱性的耦合作用尤為復雜，一方面經濟-社會-人口發展水平越高，災害可能造成的損失也就越大，但發展水平較高時人類保護自身生命財產安全的需求更為強烈，往往通過主動提高資源投入，以進一步完善承災能力；另一方面巖溶區特殊的地質構造具有顯著脆弱性，在災害過程中將加劇建筑設施損壞和動植物危害，即增大社會與自然承災體的脆弱性；與此同時，法律法規的約束與激勵作用有助于增強相關主體的承災能力。④管理漏洞與承災體的耦合作用主要表現為由于應急保障、安全監管、安全宣傳、規章制度的欠缺，導致承災體預警、抗災、救災以及恢復能力的相應降低。值得注意的是，在孕災環境-承災體子系統的耦合關系中存在交互耦合路徑，例如“溫室效應”會誘發極端氣候變化進而危害自然承災體，而雨、雪等氣候現象則有助于降低大氣環境中的污染氣體濃度，對粉塵顆粒也起到有效的清除作用；如經濟社會活動強度越高，對自然環境的影響破壞也就越大，環境承載力相應降低，環境脆弱性增強誘發的氣候惡化和自然災害等，又會反過來限制經濟社會發展，由此可以看出，協同推進區域高質量發展與生態環境高水平保護具有重要意義。

1.2.3 孕災環境-災情子系統

孕災環境活躍性與災情嚴重性相互影響、相互促進。兩者間的耦合作用表現為：①人員不安全狀態會直接加大災害造成的人員傷亡程度，應急處置能力和專業技能不足所導致的抗災、救災能力欠缺會擴大災害破壞范圍，同時難以有效制止燃氣泄漏燃燒，甚至還會由于安全意識薄弱、未及時規避明火等危險因素，誘發更為嚴重的災害。②管道的不安全狀態尤其是脆弱的PE管材會加劇管道力學失效后的損傷破裂程度、增大燃氣泄漏量，造成更多的資源浪費，并且導致維檢修難度加大，增加“停氣”持續時間。③環境不安全狀態一方面由于經濟發展水平、人類活動強度等社會因素帶動人口密度、財產密度、營業收入的增加，從而加劇災害后的經濟損失程度；另一方面可能由于氣象條件、巖溶地質發育等自然因素影響災情嚴重性，例如風、雨、雪等氣象條件會直接促使系統狀態遠離火災爆炸極限，而巖溶塌陷則易與火災、爆炸危害產生疊加作用，在鏈式效應下造成更為嚴重的人員財產損失與環境破壞。④管理漏洞與災情嚴重性的耦合作用涉及災害全過程，在災前由于識別能力不足易忽略重要風險因素、推動災害演化；在災中易導致缺乏應對能力，難以采取有效措施；在災后則易限制系統的恢復能力。與此同時，較為嚴重的災情又會營造更為活躍的孕災環境，例如沿線人員的應災處置能力會隨著自身傷亡程度的增大而相應降低，有限的應急保障能力也難以匹配災情持續擴大帶來的嚴峻挑戰。

1.2.4 災害因子-承災體子系統

災害因子-承災體子系統的耦合作用體現了災害發生的直接過程。兩者間的耦合作用表現為：巖溶區燃氣管道災害因子主要包括火災、爆炸等，其直接作用于“社會-經濟-自然”承災體，造成人員傷亡、物體損壞、財產損失、社會停擺、大氣污染、生物危害等影響，與此同時，較為脆弱的社會和自然承災體更有利于災害因子發育，導致火災、爆炸的影響范圍進一步擴大。然而，災害因子的影響效應并非毫無限制地增長，作為社會承災體核心的人類具有主觀能動性，能夠根據災害演化的實際階段及時采取針對性的控制措施，即綜合承災能力為不同階段承災體反作用于災害因子的重要表現：①災前的預警能力。有效規避火源等重要誘導因素，及時檢測管道失效缺陷，將災害遏制于萌芽階段；②災中的救災和抗災能力。通過及時維修減少燃氣泄漏時間，采取有力措施削減熱輻射、沖擊波超壓、有毒煙氣等的危害強度，同時保證有效的安全距離，將火災、爆炸的影響區域控制在可接受的范圍內。

1.2.5 災害因子-災情子系統

災害因子-災情子系統的耦合作用表征了災害后果及其危害程度的關聯關系。兩者間的耦合作用表現為：火災、爆炸危險性與災害嚴重性同步提升，災害影響范圍擴大會帶動人員傷亡、物體破壞和環境危害半徑增大，更大的損失程度需要更多的維修與恢復時間，從而加劇營業中斷事件的嚴重性；火源的出現在增大火災、爆炸發生概率的同時，易造成更多的泄漏燃氣燃燒，從而排放更多的溫室氣體及粉塵，加劇大氣環境污染。與此同時，災情的嚴重程度也會對災害因子產生一定影響，環境破壞程度提升可能推動災害因子進一步發育，例如災害誘發的地面土壤及植被破壞會顯著降低外部環境對燃氣擴散的限制作用，從而加劇火災、爆炸等災害因子的影響范圍。因此，災害因子-災情子系統的耦合作用加劇了巖溶區燃氣管道災害演化的復雜性。

1.2.6 承災體-災情子系統

承災體-災情子系統的耦合作用表征了災害影響程度與危害主體間的對應關系，以及災情嚴重性的關聯因素如何與承災體的脆弱程度產生聯動。兩者間的耦合作用表現為：在巖溶區燃氣管道災害演化的過程中，人員傷亡、建(構)筑物破壞、動植物危害等社會-環境脆弱性因素的受災程度直接對應于各種危害半徑范圍，同時還通過與停產營業、經濟賠償等經濟脆弱性因素的耦合作用，加劇災害造成的社會停擺時間、損失賠償額度等，而承災能力則是降低災情嚴重性的關鍵抓手。但與此同時，災情嚴重性的關聯因素也將通過耦合作用影響承災體的脆弱程度，例如通過控制人口、財產以及自然生物密度，可以直接降低承災體脆弱性，由此說明管道高后果區識別及管理工作的必要性；控制溫室氣體排放因子能夠減緩氣候變暖對環境脆弱性的激勵作用，由此說明碳捕捉與封存等先進技術研發普及的緊迫性；燃氣泄漏與燃燒的及時控制有助于增強承災體穩定性，限制災害承受體演化為災害激發體，確保有效的承災能力，由此說明安全保護裝置和應急保障機制的重要性。

1.3 三個子系統間多因素耦合作用機理

1.3.1 孕災環境-災害因子-承災體子系統

巖溶區特殊的地質構造導致外部環境復雜脆弱，同時燃氣管道通常位于人口、財產稠密區，活躍的孕災環境更易造成管道失效泄漏、加劇燃氣擴散，并進一步誘發火災、爆炸等災害因子，在承災能力的限制下單獨、先后或者同時作用于承災體，最終誘發災害鏈的形成。三者間的關鍵耦合路徑包括：①孕災環境活躍性→災害因子風險性(+)→社會/經濟/自然承災體脆弱性(+)路徑，反映巖溶區燃氣管道災害從孕育、形成到作用于承災體的具體過程。例如，在巖溶塌陷作用下，埋地PE燃氣管道發生斷裂泄漏，接觸到外部火源后誘發火災事故，危害沿線居民的生命財產安全。②承災能力→孕災環境活躍性(-)→災害因子風險性(-)路徑，反映承災能力能夠通過對致災關聯因子的有效預測及應對，降低孕災環境的活躍性，控制災害因子的形成、嚴重程度以及影響范圍。例如，通過智能監測發現管道破損后，及時通過截斷閥遏制燃氣的進一步泄漏，或者災害發生后第一時間開展消防及救援響應，最大化降低人員財產損失。③社會/經濟承災體脆弱性→孕災環境活躍性(+)→災害因子風險性(+)路徑，反映承災體受到危害后，通過反作用營造更為活躍的孕災環境，從而進一步推動火災、爆炸等災害因子的形成與蔓延，即鏈式災害的形成過程。例如，人員受傷后，其應災響應與自救他救能力顯著降低；又如，火災、爆炸會增大管道破損面積或破壞安全保護措施，加劇燃氣泄漏、提供更多燃燒源，從而擴大災害影響范圍。

1.3.2 孕災環境-災害因子-災情子系統

巖溶區燃氣管道災害的危害情況受到孕災環境活躍性和災害因子風險性的耦合作用，同時災情對社會及自然環境造成的影響又將推動新的孕災環境和災害因子形成。三者間的關鍵耦合路徑包括：①孕災環境活躍性/災害因子風險性→災情嚴重性(+)路徑，反映災害因子的直接作用和孕災環境的外部激勵對于加劇災害后果嚴重程度的聯動作用。例如，人員傷亡程度不僅受到熱輻射、沖擊波超壓等外在因素的直接影響，同時還取決于安全意識、身體素質、應急能力等內在因素。②災情嚴重性→孕災環境活躍性(-)→災害因子風險性(-)路徑，反映嚴重災情的警示作用將帶動人員心理、企業管理和社會體制的變化，從而顯著降低災害的發生概率和嚴重程度。③災情嚴重性→災害因子風險性(+)→孕災環境活躍性(+)路徑，反映巖溶區燃氣管道災害自身的延展性，災害后果越嚴重，造成的危害范圍越大，災害誘發因子也相應增加，從而增大已產生災害因子的風險性，并進一步營造更為活躍敏感的孕災環境，即形成災害演化的惡性循環。

1.3.3 孕災環境-承災體-災情子系統

孕災環境-承災體-災情子系統間耦合關系復雜且緊密，災害危害程度受到孕災環境活躍性和承災體脆弱性的共同影響，同時嚴重災情又將推動新的孕災環境形成并加劇承災體狀態惡化。三者間的關鍵耦合路徑包括：①孕災環境活躍性→承災體脆弱性(+)→災情嚴重性(+)路徑和孕災環境活躍性→災情嚴重性(+)→承災體脆弱性(+)路徑，反映孕災環境既能通過加劇承災體易損水平，間接增大災害危害程度，又能直接引發更為嚴重的災情，從而進一步危害承災體，即導致“災情嚴重性加劇承災體脆弱性加劇”相互激發的惡性循環。②災情嚴重性→孕災環境活躍性(-)→承災體脆弱性(-)路徑，反映嚴重災情引發的社會輿論與變革能在一定程度上削減孕災環境的活躍性，進而增強承災體的抵抗能力，由此凸顯了災害調查制度的重要性。通過查明災害發生的經過、原因、人員傷亡和經濟損失情況，提出針對性的風險防范措施，能夠有效規避災害的再次發生。

1.3.4 災害因子-承災體-災情子系統

災害因子風險性和承災體脆弱性直接影響災害危害程度，同時嚴重災情又將推動新的災害因子形成，對承災體造成鏈式破壞。三者間的關鍵耦合路徑包括：①災害因子風險性→承災體脆弱性(+)→災情嚴重性(+)路徑，反映高風險災害因子直接作用于脆弱承災體，并進而引發嚴重災情的演化邏輯。②災情嚴重性→社會/自然承災體脆弱性(+)→災害因子風險性(+)路徑和災情嚴重性→承災能力(+)→災害因子風險性(-)路徑，反映“災情嚴重性→承災體脆弱性→災害因子風險性”耦合作用的差異化傳導效應。一方面，災害造成的人員傷亡和環境破壞程度越嚴重，越有可能導致本就脆弱的承災體發生進一步惡化。例如，災害引發人員健康水平和身體素質降低、外部環境對燃氣擴散的限制作用減弱等因素的出現，會促使災害因子風險性進一步增大；另一方面，針對嚴重災情的調查認定和責任追溯，將有效激發公眾安全意識提升和企業應急保障機制完善，從而增強承災能力并降低災害因子的危害強度。

1.4 四個子系統間多因素耦合作用機理

巖溶區燃氣管道災害的孕育和演化是孕災環境活躍性、災害因子風險性、承災體脆弱性和災情嚴重性共同作用的結果，子系統兩兩之間以及三者之間的耦合作用主要表征災害的不同階段，而四個子系統間的耦合作用則是對整個災害過程的描述。

巖溶區燃氣管道災害系統內部多因素耦合作用強烈，孕災環境促進災害因子的形成及發育，災害因子作用于承災體產生各種危害效應，危害程度則以災情的形式表征。孕災環境是災害發生的基礎，其中人員不安全狀態主要源于沿線居民和燃氣工作人員在思想意識、專業技能、身體素質等方面的不足，管道不安全狀態主要源于PE燃氣管道及其附屬設施先天或后天存在的缺陷，環境不安全狀態主要源于社會經濟發展引發的人類活動、社會氛圍等，以及自然環境演化引發的地質特征、氣象條件等，管理漏洞主要源于燃氣企業在安全應急層面的運行機制和規章制度缺陷，活躍的孕災環境是誘發災害的外在原因。災害因子是災害發生時異變能量的直接來源，火災、爆炸造成的熱輻射和沖擊波超壓是導致危害后果的直接原因。承災體是災害因子能量的主要接收者，承災體脆弱性主要取決于災害影響下承災對象可能出現的破壞形式及其本身對于災害的抵御能力，提升承災能力能夠有效遏制災害發生，但其依賴于足夠的人力、物力及財力投入，然而不合理的資源投入會影響區域經濟社會發展進程。災情的嚴重性是衡量災害危害水平的重要標準，孕災環境越活躍、災害因子越危險、承災體越脆弱，災害的破壞程度也就越大。

2 結論與建議

1)巖溶區燃氣管道災害的孕育和演化是孕災環境活躍性、災害因子風險性、承災體脆弱性和災情嚴重性共同作用的結果。其中，孕災環境是災害因子的孕育場所，其活躍性與人員、管道、環境不安全狀態以及管理漏洞密切相關；災害因子風險性主要取決于火災、爆炸的危害強度-影響范圍-發生概率-持續時間四者共同組成的客觀現實；承災體脆弱性主要受到社會-經濟-自然承災體三者脆弱性的耦合影響；巖溶區燃氣管道災情嚴重性主要包含人員傷亡程度、經濟損失程度及環境破壞程度三個維度。

2)災害因子時刻受到孕災環境的影響，孕災環境的活躍度越高，災害因子風險性也隨之增加；承災體通常處于孕災環境中，在承受災害損傷的同時通過耦合作用影響災害發生的外部環境；孕災環境活躍性與災情嚴重性相互影響、相互促進；災害因子與承災體的耦合作用體現了災害發生的直接過程；災害因子與災情的耦合作用表征了災害后果及其危害程度的耦合關系；承災體與災情的耦合作用表征了災害影響程度與危害主體間的對應關系，以及災情嚴重性的關聯因素如何與承災體的脆弱程度產生聯動。

基于以上對災害系統多因素耦合作用機理的研究，提出以下巖溶區燃氣管道災害風險管控建議：

1)厘清多元耦合致災機理，夯實災害監測防控基礎。推進巖溶塌陷勘探評估工作，降低自然孕災環境不安全狀態；提升PE燃氣管道應險能力，降低管道本體易損性水平；加強巖溶區燃氣管道災害監測，精準控制孕災環境活躍性；推動信息化管理設施建設，破解巖溶塌陷“隱蔽性”和管道災害“突發性”難題；建立搶險搶修組織機構，彌補應急保障管理漏洞；開展災情評估分析，明確抗災設防新要求。

2)遏制災害鏈式演化進程，提升災害應急處置能力。加強巖溶區燃氣管道巡查管理，切斷多元致災演化風險萌芽；控制火災、爆炸等關鍵災害因子，遏制災害形成蔓延；制定災害應急救援預案并定期演練，及時阻止災害勢態擴大；開展災后恢復處理，推動承災體正常運轉，控制災情子系統要素共振。

3)發揮多方主體協調作用，營造良好防災減災環境。加強管道保護行政執法力度，降低社會孕災環境不安全狀態；增強人員安全意識和管道保護意識，破解承災體脆弱性與人員不安全狀態的惡性循環；推動專業技能提升和隊伍建設，增強承災主體抗災救災能力；做好災后相關主體安撫工作，減弱嚴重災情與承災體間的耦合激勵。