基于WSR的巖溶區燃氣管道災害風險管控措施研究*

李喬楚

（西南石油大學 經濟管理學院，成都 610500）

0 前 言

我國的巖溶塌陷主要集中在以貴州為中心的川、黔、滇以及與之毗鄰的湘、桂、鄂等碳酸巖成片地區。與此同時，獨具天然氣資源優勢的西南地區巖溶地貌廣布，輸氣管網系統發達，燃氣管道不可避免地穿越巖溶區域，在自然、人為因素耦合影響下若誘發巖溶塌陷則極易導致管道失效泄漏并進一步誘發火災、爆炸等次生災害[1]，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危害。

近年來，國內外學者針對輸氣管道災害的風險管控措施開展了一系列研究。Li 等[2]基于風險因素重要性（發生率、嚴重性和可檢測性）評估結果，針對安全教育、警告標志、應急計劃、腐蝕監測等方面提出老化輸氣管道的災害風險管控措施。Muniz 等[3]基于所構建的蝴蝶結圖，針對管道威脅、后果、預防或緩解屏障、退化因素等不足提出風險管控措施。吳軒等[4]結合2013 年“11·22青島管道爆炸事故”調查結果，從法律規范、組織調度、運行機理、平臺建設、搶險策略等維度提出輸氣管道重大突發災害的風險管控對策。梁開武等[5]采用事故模型（Thornton 模型、TNO多能法等）量化采取不同防護措施（砌筑防爆墻和加設套管）后的管道事故風險值，通過對標可接受準則，確定天然氣長輸管道典型災害（噴射火、蒸氣云爆炸）風險管控措施的實施效果。

現有研究針對巖溶塌陷這類特殊地質災害的分析有待完善，且研究對象主要集中于長輸管道，提出的措施大多屬于局部防控措施，并未形成完整的災害風險管控措施體系，缺乏立足于自然科學、社會科學、人文科學全領域，針對巖溶區燃氣管道災害全過程的風險管理控制措施研究。因此，本研究在準確把握巖溶區燃氣管道災害演化過程中“物理-事理-人理”（Wuli-Shili-Renli）三者交互關系的基礎上，遵循“災前-災中-災后”的演化邏輯提出基于WSR系統方法論的巖溶區燃氣管道災害風險管控措施，以期在系統性視角下深入剖析巖溶區域燃氣管道災害的安全管理問題。

1 WSR系統方法論概述

WSR（Wuli-Shili-Renli）系統方法論由學者顧基發和朱志昌共同提出[6]，該理論基于中國傳統哲學思想，從“物理-事理-人理”三個相互關聯的維度動態解構研究對象[7]，是一種解決復雜問題的系統工具。

WSR 系統方法論提出后，各界學者對其理論與實踐進行了積極探索[8-10]。“物理”是指客觀事物及其遵循的物理規律，它強調客觀性并對研究對象進行解釋；“事理”是指人對客觀事物的理性感知和處理機制，它強調如何面對事物并解釋應對問題的方式；“人理”是指組織中人與人之間的聯系以及人在處理問題中的作用，它強調人的主觀能動性并提供解決問題的改進方法[11]。由于兼顧“工程”與“哲學”雙重思想，并將協調理念貫穿于研究邏輯始終，WSR 系統方法論在管理科學與工程領域得到學者的廣泛應用。

2 巖溶區燃氣管道災害風險管控WSR 模型構建

近年來，WSR 系統方法論的應用拓展至油氣工程管理領域[12-13]。WSR方法將復雜系統和事物分解為客觀世界、管理系統和人類活動三個維度間的動態交互，具備分層和組織的優勢，因此能夠合理地協調事物之間的復雜聯系，并實現成效最大化。巖溶區燃氣管道災害的風險管控是一個復雜的綜合問題[14]，涉及自然、社會、人文方方面面，因此需要集成自然科學、社會科學、人文科學三個維度的知識、方法及手段，即與WSR 理論中的物理、事理、人理一一對應?；诖?，構建了巖溶區燃氣管道災害系統分析方法（見表1），并進一步建立了巖溶區燃氣管道災害風險管控WSR模型（如圖1所示）。

圖1 巖溶區燃氣管道災害風險管控WSR模型

表1 巖溶區燃氣管道災害系統分析方法

（1）物理層面

物理規律是災害風險管控中的通用性“道理”，是災害演化的規律和機理，以及風險應對、搶險救災、恢復重建等依托的理論、方法、原則等。巖溶區燃氣管道的不安全問題往往起始于自然和人為因素耦合作用下引發的失效，并在外部環境孕育下進一步演化為火災、爆炸等危害，最終造成沿線居民的生命財產損失。

（2）事理層面

巖溶區燃氣管道災害的風險管控主要取決于人對物的介入，人對物的問題屬于事理的研究范疇。巖溶區燃氣管道及其周邊環境構成的自然-社會-經濟系統隨著風險事件的發生瞬間趨于混亂、無序，此時為了防止災害勢態進一步演化或者降低災害危害程度，便需要發揮系統的自組織能力開展自救，或者借助應急處置、搶險救災等外部干預的影響增加系統負熵，在資源、信息的約束下探求最理性、最優化的應對措施，使系統逐漸趨于新的穩態。

（3）人理層面

人的行為觀念以及社會關系將對巖溶區燃氣管道災害的風險管控產生重要影響。首先是人自身的問題，當風險事件發生后，人在生存需求驅使下會本能性地趨利避害，但在長期的防災救災實踐中，管理者逐漸發現人的主觀能動性對于切斷風險隱患、控制危險傳播及災害演化的關鍵性作用，但與此同時，嚴重災害引發的恐懼、焦慮等情緒將對當事人造成較大的心理陰影甚至創傷，即“人理”要求風險管控在著眼于災害導致的身體損傷和財產損失的同時，還應重視人的精神需求。其次是人和人之間的問題，即關系問題，這里所指的人，既包括與作為個體的災害當事人，也包括與災害有關聯的政府部門、企業、社會機構等，以及與上述主體發生物質、信息、資源交換的組織。同樣在長期實踐中發現，提升個人或組織自身的安全意識和應災能力、加強不同主體之間的協調合作以及營造良好的外部環境，是打好巖溶區燃氣管道災害風險管控“組合拳”的關鍵，而人與人之間關系的塑造主要受到法規、制度、文化、傳統、價值、觀念等的作用。

3 基于WSR 模型的巖溶區燃氣管道災害風險管控措施

3.1 物理——厘清災害發生機理，夯實防災救災基礎

3.1.1 加強巖溶燃氣管道災害防護

（1）根據JGJ8-2016《建筑變形測量規范》，并結合場地實際條件建立管周土沉降監測系統，主要監測對象為燃氣管道兩側的地表移動情況，監測點逐日觀測1次，結合監測結果和概率積分法對剩余地表移動變形進行預測分析，為明確巖溶塌陷發展趨勢及其對管道危害程度提供數據支撐，并針對性合理選用土墊層法、樁基法等處理措施，建立巖溶區燃氣管道失效預警與維修機制。

（2）充分利用衛星系統、無人機、地質雷達、三維激光掃描、高精度傳感器等先進儀器和技術手段，結合管道實際情況，建立全方位的巖溶區燃氣管道災害監測信息系統，增加災害判別的準確性和及時性，并將重點區段納入系統管理，安排專人全天輪班值守，著力提升災害預警能力。

（3）考慮到巖溶區地質環境復雜多變，在生產建設活動耦合影響下高后果區情況變化快，因此應當加強巖溶區燃氣管道高后果區的識別周期管理；按照“一區一案”的原則，制定高后果區應急預案專篇；鼓勵管道企業對高后果區建立風險管控和管道安全保護包保責任制度，并按照屬地管理原則，由政府包保責任組負責督促管道保護和建設工作，協調解決巖溶區燃氣管道高后果區的各項突出事項。

3.1.2 推動技術設備研發應用

（1）政府部門應組織有關單位、高等院校、科研機構積極開展巖溶區管道災害應急防范與搶險方法等相關課題研究，加強災害監測、評估、趨勢預測等技術研發，密切跟蹤國際前沿科技，為巖溶區燃氣管道災害的科學決策、有效處置提供技術保障。

（2）開展巖溶勘探、水動力監測、地面沉降及構筑物變形監測等技術研發，具體包括：①巖溶塌陷聲波探測技術、巖溶塌陷光電傳感監測技術、地質雷達隱伏巖溶土洞探測識別技術等巖溶勘探技術；②巖溶管道系統水（氣）壓力變化和第四系孔隙水壓力變化監測技術、衛星光學/雷達遙感技術、無人機低空遙感技術等水動力監測技術；③精密水準測量技術、GPS技術、合成孔徑雷達干涉測量技術等地面沉降及構筑物變形監測技術。

（3）開展管道保護防控技術研發，具體包括：監控與數據采集（SCADA）系統、管道光纖預警技術、管道泄漏預警與監測技術、周界（視頻）預警技術、巖溶地質災害監測預警技術、管道內檢測技術、雜散電流干擾防護技術、遠程終端監控技術。

（4）開展災害探測技術研發，具體包括：復合傳感（感溫、感煙、感光等）探測技術、空氣采樣火災探測技術、氣體探測技術、圖像火災探測技術、可燃氣體爆炸極限檢測技術（半導體式、催化燃燒式、紅外線式和熱傳導式）。

3.1.3 推動信息化設施建設

（1）推進地下空間資料的信息化建設，基于先進的地下探測設備與技術形成準確的區域地下管網資料，與地下巖溶信息系統形成數據鏈接，建立健全動態更新與聯動響應的區域地下管網地理信息系統。

（2）管道保護主管部門應當組織建立區域管道信息綜合管理平臺，健全管道信息數據采集、管理和共享機制，為災害防護以及應急處置提供信息服務，提高巖溶區燃氣管道保護的信息化管理水平。

（3）鼓勵管道企業高標準、高質量打造數據集成、安全預警和綜合管理等多功能信息平臺，對巖溶區管道安全生產情況進行動態實時監控，并與區域管道信息綜合管理系統實現數據共享，以達到有效預防和控制災害發生的目的。

（4）推進管道數據信息化管理，要求企業按照區域統一的技術標準和要求定期向管道信息平臺報送信息，包括但不限于管道建設運行基本數據、隱患排查及治理情況、巖溶高后果區等。

3.1.4 開展災后評估、歸納和分析

（1）明確災后評估形式（組織專家評估、自我評估、相關機構鑒定或認定等）、評估方式（現場查驗、情況匯報、技術手段等）和評估結果（損壞程度或損害級別，恢復重建要求和時間等），查明災害發生的起因、經過，評估人員傷亡程度、建（構）筑物數量及受損率、受損管道長度及受損率、損失價值等。同時在“雙碳”目標背景下還應開展環境受損評估，最終認定災害性質和責任，總結災害防范措施和緊急救助方法，提交災害調查報告。

（2）以恢復重建為契機，消減區域燃氣發展瓶頸，提高燃氣利用水平，按照區域總體規劃遠期目標，適當提高重建規模和水平，以保證區域社會經濟持續發展；重新評估原有管道建設、災害防護、應急救援、環境保護等要求的適用性，完善或調整標準規范內容，提高巖溶區燃氣管道的災害抗災能力和應急能力，確保符合新的抗災設防要求。

3.2 事理——加強災害防治力度，做好災后處置工作

3.2.1 加強管道安全管理

（1）針對所轄高后果區定期開展巖溶地質條件影響排查工作，形成高后果區地質條件影響排查列表，開展“治早治小”，并及時立項治理高風險、較高風險管段。依據風險排查結果和高后果區實際情況，針對潛在塌陷區域管段采取視頻監控，安裝地表位移和應力應變監測裝置等措施[15]，確保巖溶區燃氣管道災害風險受控。

（2）結合巖溶地貌特點，根據管線走向針對性開展分區管理，并合理委托村（居）民委員會、專業企業或者個人承擔管道巡護、隱患信息收集等工作，建立專業隊伍月巡查、巡線隊周巡檢、屬地巡線工日報告的“四位一體”巡護體系，采用人防、物防相結合的措施，確保巡線質量。

（3）加強對第三方施工擾動、道路交通荷載等方面的監督與管控，協同建設管理部門嚴控在建地下工程（基坑、隧道等）對周邊道路、管線等影響，協同交管部門嚴查區域道路超載超限現象，減少巖溶塌陷人為誘因的出現。

（4）設專門機構負責管道安全技術管理，同時配備專業技術管理人員。加強職工的日常安全教育和考核培訓，包括燃氣管道的工藝流程、設備結構及工作原理、崗位操作規程、設備日常維護及保養知識、消防器材的使用與保養等培訓，做到應知應會。

3.2.2 遏制災害演化進程

（2）嚴格控制著火源，撲滅已有著火源，避免產生新的著火源。常見緊急處理措施包括關閉閥門、停止作業、倒罐、臨時改變工藝流程、降低生產負荷、停止營業等。

（3）嚴格控制可燃物?？刂瓶扇嘉锬軌蚱茐臑暮Πl生的基礎，泄漏燃氣一方面在遇到引火源后被直接點燃形成火災，另一方面與和空氣混合形成蒸氣云，當達到極限后遇到火源即可發生破壞性爆炸，因此應當定期開展管道完整性檢測，實時開展管道泄漏監測以及燃氣濃度監測等，在接收到報警信息后及時采取關閥堵漏、通風稀釋等應對措施。

（4）控制密閉空間。巖溶區燃氣管道發生爆炸的前提是存在可供燃氣聚集的密閉空間，由于燃氣管網體系往往十分龐大，長度可達上千公里，日常巡查往往又是有周期性的，因此燃氣泄漏具有隱蔽性，當聚集到臨界濃度時遇到火源即易產生爆炸危害。為了減少或消除密閉空間危害，可從以下幾個方面入手：①燃氣企業應嚴格按規范施工，不應穿過密閉空間，當穿越不可避免時，應經過有資質的機構開展評估并采取有效的防護措施；②加強對第三方施工的監督巡查，防止施工作業將已鋪設的燃氣管道砌入密閉空間內。同時，采用高精度的燃氣泄漏檢測儀進行檢測，并將檢測范圍擴大至管道附近的各種溝/井。

（5）阻止災害蔓延。阻止災害蔓延能夠限制新的燃燒條件產生，防止災害影響擴大。首先，應當確保管道與居民建（構）筑物、公路鐵路、電力通信線路、河流、農田植物等的安全距離符合相關法律和標準規范要求；其次，當災害已經發生時，現場公眾和工作人員應當及時研判火災、爆炸災害蔓延路徑，合理處置煙塵及有毒煙氣，通過使用干粉滅火器以隔絕助燃物、加強通風以保持空氣的流通性等，充分發揮主觀能動性以控制災害蔓延趨勢。

（6）開展疏散轉移。依據災害規模、風向風速、蔓延方向、危險源分布、交通、周邊情況、地勢等確定疏散方案，遵循“先人后物，以人為本”的原則及時有效開展人員財產的疏散與轉移，最大程度控制熱輻射、沖擊波直接危害時間。

3.2.3 構建災害應急救援機制

（1）立足于巖溶區實際，根據可能發生的燃氣管道災害趨勢及特點，制定切實可行的應急救援預案，包括救援組織、分工、報警、各種事故情景（如燃氣少量泄漏、大量泄漏、火災、爆炸等）、各類建筑傷情（玻璃結構、木制結構、塑料結構、合成材料、鋼制結構等）、各類人員傷情（燒傷、聽器損傷、腦震蕩、軟組織損傷、內臟損傷出血等）的處置方法等，并定期進行演練，適時組織專家進行觀摩和交流，有效減小應急搶險響應時間，不斷完善、修訂預案并形成制度。

胡四一：最嚴格水資源管理制度控制指標的確定，既考慮了我國國情和水情，也參照了水資源可持續利用的國際先進水平。所謂最嚴格的水資源管理目標，實際體現在“三條紅線”上?！凹t”就意味著是最嚴格，“線”是一個管控的目標，最嚴格的水資源管理制度的核心實際上是最嚴格的水資源管控目標?！叭龡l紅線”是我們水資源開發利用的一個底線，一旦突破這樣的底線，經濟社會發展就要受損，生態環境就要受到嚴重影響。

（2）加強消防設施管理，重點對消防水池（罐）、消防泵、干粉滅火設施、可燃氣體報警設施定期檢修。確保搶險隊伍配備必要的應急設施、裝備和物資，包括搶險設備、通訊設備、防護用具、消防器材、警戒交通管制器材、檢測儀器、防爆工具等裝備，以及標志明顯的服裝或標志、標識等，并處于完好待命狀態。

（3）建立多方協作機制，推動區域燃氣企業緊密合作，采用就近原則與有資質的災害搶險隊伍簽訂協議，同時依托管道沿線地區的消防、公安、供電、供水、醫療、電信、氣象等力量，以數字化城鄉管理指揮中心為信息平臺，按照分工形成高效的多方主體聯防、聯控機制，實現部門銜接、資源協調、信息共享，發揮綜合優勢，攜手推進巖溶區燃氣管道災害的應急救援工作。基于多方協作機制，建立完善巖溶區燃氣管道災害應急救援程序。

3.2.4 開展災后恢復處理

（1）委托第三方建筑工程質量檢測中心，對災害涉及建（構）筑物進行安全鑒定；盡快恢復區域燃氣基礎設施的功能，明確緊急恢復供氣時間、基本恢復供氣（原有能力的70%以上）時間、全面恢復供氣時間，保證各階段需要技術、材料和資金支援，積極、穩妥地恢復災區人民生活、生產、學習和工作等條件。

（2）災害發生地人民政府、有關部門和單位要及時調撥資金和物資，按照規定程序及生產工藝要求開展現場自然和社會環境的清理、檢查和恢復；災害傷亡人員按照國家有關規定給予治療和撫恤；在搶險過程中緊急調用的物資、設備、運輸車輛和占用的場地，由征用部門按照國家相關標準提出費用明細。

（3）災害發生地人民政府統籌巖溶區燃氣管道災害社會救助工作，會同縣民政局做好受災群眾生活安排等工作，保障群眾基本生活；紅十字會、慈善總會等群眾團體、社會公益性組織，積極開展互助互濟救災捐贈活動；工會、共青團、婦聯等群眾團體協助開展心理咨詢、撫慰等干預工作。

3.3 人理——發揮多方主體作用，營造良好外部環境

3.3.1 增強人員安全意識

（1）營造重視管道安全的良好社會環境。積極宣傳有關法律法規和突發事件預防、避險、自救、互救常識，使公眾樹立強烈的管道保護意識，不斷提高沿線居民防災減災意識和應對處置能力，并形成輔助性救援力量。

（2）加強基層燃氣管道災害認識、調查和處置隊伍的建設。拓寬公眾參與渠道，例如雇傭屬地化巡線工，同時重獎舉報管道周邊亂建亂挖亂鉆問題、破壞損害管道及其附屬設施行為的，以及報告重大險情、重大隱患的有功人員，爭取社會廣泛參與管道保護工作，構建巖溶區燃氣管道災害多主體群防群策網絡。

3.3.2 提升專業技能水平

（1）加快制定巖溶區燃氣管道維護、搶修培訓規程，積極開展燃氣安全維修人員的職業技能測試工作，提升操作員、巡線員、維修員、信息員的業務理論和實操水平，提高應對突發事件的決策和處置能力。培育企業應急管理文化，建立健全應急管理值班機制，完善人員獎懲制度并嚴格執行。

（2）優選管道安全保護專業技術服務隊伍，提高巖溶塌陷風險評價水平。服務隊伍的業務水平決定評價工作的深度與效果，政府主管部門應該規范管道安全保護專業技術服務行為，加強第三方專業技術服務機構建設，建立巖溶區燃氣管道第三方安全（風險）評價、審查項目清單，明確評價、審查依據、要求等具體內容；管道企業應該依托專業技術支撐單位，建立行業協會、專業學會和能源類高校科研院所參與管道災害評價工作的長效機制，利用科技手段提高巖溶區燃氣管道災害的風險評價能力。

3.3.3 做好災后人員安撫工作

（1）構建經濟高效的糾紛解決多元化機制。司法是解決糾紛的有效途徑，但隨著經濟社會持續高速發展，利益主體更加多元化，由災害引發的各種矛盾和糾紛層出不窮，從而造整體司法能力與公眾司法需求之間的矛盾日益突出。因此，鼓勵受災主體結合實際收入水平和區域價格水平，以及傷亡賠償、誤工賠償、房屋補償等現行國家、行業、區域標準條例，在理性預估應得賠償的前提下，自主與災害責任方進行協商，或通過人民調解、仲裁的形式予以解決；對于大案難案，人民法院應當優先立案、優先審理、優先執行，以公正、高效地解決糾紛。

（2）將心理救援融入整個救援體系。派遣專業的心理救援團隊，及時針對災害幸存者、遇難者家屬及親人，親臨災難現場的一線救援人員，災害事件相關從業者、耳聞目睹災后畫面的群眾開展分類心理援助，并特別關注老年人、兒童和孕婦群體，通過對援助對象的全面評估和精準干預，持續開展危機干預（心理急救）、哀傷輔導、創傷治療等工作，注重援助質量的細節提升，確保心理援助科學有效。

4 結 論

本研究在辯證分析巖溶區燃氣管道災害演化過程中“物理-事理-人理”三者交互關系的基礎上，遵循“災前-災中-災后”的演化邏輯，通過多維重組和360°全方位分析最終提出WSR 系統方法論視角下巖溶區燃氣管道災害的風險管控措施，使物理、事理和人理三者構成統一的、辯證的整體，在巖溶區燃氣管道災害安全管理領域發揮“1+1＞2”的系統涌現作用。研究表明：

（1）物理是事理研究的基礎，只有理性、科學、全面地掌握地下巖溶發育、管道失效泄漏、火災爆炸演化的規律和機理，以及全生命周期災害應對的理論、方法、原則等，才能對巖溶區燃氣管道災害進行有效的預測、防護、評價、控制和恢復，并在突發緊急狀態下進行高效及時的決策指揮。

（2）事理是鏈接物理和人理的媒介，人可以從安全生產實踐中發現問題，結合物理知識利用事理手段認識和解決問題，并將事理實踐過程中的經驗教訓上升為新的物理內容。巖溶區燃氣管道災害的風險管控主要取決于人對物的介入，通過發揮系統的自組織能力開展自救，或者借助應急處置、搶險救災等外部干預的影響增加系統負熵，在資源、信息的約束下探求最“理性”、最優化的應對措施。

（3）人理是物理和事理的行為主體，也是兩者的研究對象（例如心理學、社會網絡分析、復雜適應網絡等），人理的自然主觀性與物理、事理的客觀性相互補充，其更加關注文化、道德、法律、價值層面的內涵，對社會和諧穩定和高質量發展起到積極作用，是對災害風險管理內涵的豐富和完善，只有規范燃氣經營活動相關主體人的行為，加強不同主體之間的協調合作，營造重視安全、合理合法的外部環境，崇尚“以人為本”的理念和方針，才能促使物理和事理落到實處。