基于能量質(zhì)環(huán)理論致災(zāi)循環(huán)關(guān)系演化與隔斷體系構(gòu)建分析

王洪存，高路恒，肖盛燮，高 瞻，時書寶

（1.重慶交通大學(xué)，重慶 400074；2.徐州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校，江蘇 徐州 221004；3.江蘇華盛興偉房地產(chǎn)評估造價咨詢有限公司，江蘇 南京 210009）

橋梁、公路、隧道、房屋建筑等基礎(chǔ)設(shè)施分布全球各種領(lǐng)域，各地區(qū)地質(zhì)狀況不盡相同，考慮到設(shè)計(jì)水平對于抵抗地質(zhì)災(zāi)害破壞力的影響，必須從地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)根源出發(fā)，探索地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)規(guī)律；傳統(tǒng)對于工程建設(shè)防災(zāi)減災(zāi)的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)還只停留在“事故后處理”階段，還沒有達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)“事故前處理”、“事故中處理”的先進(jìn)預(yù)警水平，這也就導(dǎo)致了我國基礎(chǔ)設(shè)施抗災(zāi)害能力弱。一旦災(zāi)害發(fā)生，對于基礎(chǔ)設(shè)施的破壞將是非常嚴(yán)重的，這也就導(dǎo)致了人類面臨災(zāi)害有時會“無能為力”的事實(shí)。如何才能做到真正意義上的防災(zāi)減災(zāi)，必須搞清楚這些災(zāi)害發(fā)生的根源，有針對性地加強(qiáng)對地震、洪水、泥石流等系列災(zāi)害所產(chǎn)生的災(zāi)害能量在介質(zhì)載體中傳播演化規(guī)律的研究。本文從災(zāi)害能量致災(zāi)角度出發(fā)研究各種災(zāi)害誘發(fā)規(guī)律，探索能量致災(zāi)本構(gòu)關(guān)系，從災(zāi)害誘發(fā)根源探索人與自然的和諧性，從根源出發(fā)，實(shí)事求是，強(qiáng)化人類對于災(zāi)害的本質(zhì)認(rèn)識，為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供有利的借鑒，在防災(zāi)減災(zāi)學(xué)科領(lǐng)域中將起到跨越式發(fā)展的推進(jìn)作用。

1 地質(zhì)災(zāi)害能量致災(zāi)演化階段分析

查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，人類對于災(zāi)害的預(yù)警還只停留在傳統(tǒng)的水平和經(jīng)驗(yàn)上，還沒有找到誘發(fā)災(zāi)害的根本原因。探究災(zāi)害孕育發(fā)展的本源應(yīng)從能量角度出發(fā)，找出災(zāi)害能量傳播演化的規(guī)律。本文將能量致災(zāi)大致分為5個階段，現(xiàn)分別對各個階段進(jìn)行闡述。

1.1 能量質(zhì)點(diǎn)形成階段

縱觀歷史各地區(qū)災(zāi)害發(fā)生相關(guān)資料，可以發(fā)現(xiàn)災(zāi)害的產(chǎn)生存在一定的條件，即能量傳播、聚集、演化、發(fā)展等過程，各類地質(zhì)災(zāi)害在爆發(fā)過程中與爆發(fā)后，災(zāi)害能量將按照一定的傳播方式在介質(zhì)載體中不斷的傳播，而災(zāi)害能量的傳播將以波的形式表現(xiàn)出來，這就存在能量波在介質(zhì)載體中傳播發(fā)生一系列的疊加關(guān)系，各種能量波疊加過程將是能量傳播演化的量化階段，此過程只是災(zāi)害孕育的開始，能量波的傳遞疊合，將會導(dǎo)致在介質(zhì)載體中出現(xiàn)大量的災(zāi)害能量值最大的階段，即能量極值點(diǎn)的出現(xiàn)，區(qū)域能量極值點(diǎn)標(biāo)志著能量質(zhì)點(diǎn)階段量化形式告一段落。

1.2 能量環(huán)鏈發(fā)展階段

對于地質(zhì)災(zāi)害能量質(zhì)點(diǎn)的出現(xiàn)，將導(dǎo)致災(zāi)害能量致災(zāi)由量變階段向質(zhì)變階段發(fā)展，無數(shù)能量質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)載體中的傳播形式很復(fù)雜，其可以是靜態(tài)形式，也可以是動態(tài)形式，但是災(zāi)害能量致災(zāi)規(guī)律仍保持一定的規(guī)律性；當(dāng)能量質(zhì)點(diǎn)的能量不斷的聚集發(fā)展，各個能量質(zhì)點(diǎn)將存在一種能量質(zhì)點(diǎn)引力，這種引力促使各個質(zhì)點(diǎn)之間互相連為一體，這將說明能量質(zhì)點(diǎn)并非是以某種單一的形式出現(xiàn)在介質(zhì)載體中，最終將以能量環(huán)鏈的形式表現(xiàn)出來，此階段的形成將災(zāi)害孕育又提到了一個更高的階段。

1.3 能量破壞面形成階段

隨著系列災(zāi)害能量在介質(zhì)載體中不斷的傳播演化，災(zāi)害能量所表現(xiàn)出的形式也在不斷的變化，能量環(huán)鏈的產(chǎn)生與不斷發(fā)展，使能量環(huán)鏈所附帶的破壞能量也在不斷的聚集，這個階段既存在能量演化發(fā)展的量變關(guān)系，也存在能量演化發(fā)展的質(zhì)變關(guān)系。無數(shù)能量環(huán)鏈交織在一起，由于能量質(zhì)點(diǎn)引力的存在，各條能量環(huán)鏈將形成一個整體，即形成所謂的能量破壞面；這個能量破壞面的表觀形態(tài)也是不確定的，也分靜態(tài)和動態(tài)兩種形式，還可以存在規(guī)則與不規(guī)則的形式，但是最終的形式還需要不斷的變形演化，由量變轉(zhuǎn)為質(zhì)變，再由質(zhì)變轉(zhuǎn)向量變，該過程是個源源不斷的過程，直至能量破壞面形成階段的結(jié)束。

1.4 能量破壞體形成階段

各種地質(zhì)災(zāi)害能量在介質(zhì)載體的傳輸過程中，形成了無數(shù)能量破壞體，而無數(shù)能量破壞體之間又存在著面的疊加與相交，最終在介質(zhì)載體中形成無數(shù)能量破壞體，這種能量破壞體的表現(xiàn)形態(tài)可以形象的表述為：“天上即將下雨的云彩”、“海里翻滾的波浪”等，表現(xiàn)形態(tài)也存在靜態(tài)和動態(tài)，規(guī)則與不規(guī)則；能量破壞體的形成階段表現(xiàn)出能量演化由量變轉(zhuǎn)向質(zhì)變現(xiàn)象更為突出，這個階段標(biāo)志著災(zāi)害能量致災(zāi)階段即將結(jié)束。

1.5 能量破壞體繼續(xù)演化階段

在介質(zhì)載體中，能量破壞體的存在將導(dǎo)致介質(zhì)顆粒出現(xiàn)更為明顯的位移，抽象的將介質(zhì)可以的變形形式比喻為能量演化過程，隨著能量破壞體積蓄不斷的演化發(fā)展，能量破壞體的能量也存在著能量質(zhì)的最大階段，這個階段將能量質(zhì)轉(zhuǎn)化為有效作用力，最終這種作用力導(dǎo)致介質(zhì)顆粒的過大變形，災(zāi)害爆發(fā)；能量破壞體繼續(xù)演化過程表現(xiàn)為能量致災(zāi)演化的完全質(zhì)變關(guān)系。

2 能量演化對基礎(chǔ)設(shè)施的影響

地質(zhì)災(zāi)害能量致災(zāi)規(guī)律的研究揭示了災(zāi)害破壞的根源所在，加強(qiáng)人們對于能量傳輸演化對基礎(chǔ)設(shè)施影響的認(rèn)識，規(guī)范傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)能量致災(zāi)規(guī)律認(rèn)識的根本目的，提高基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，擬進(jìn)行下列研究：

1）運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建能量傳輸演化的框架模型?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為能量致災(zāi)規(guī)律的研究提供了有力工具。為了更加形象化的認(rèn)識能量致災(zāi)演化過程，找出能量致災(zāi)演化過程的薄弱環(huán)節(jié)，必須運(yùn)用計(jì)算機(jī)這一輔助手段，模擬災(zāi)害能量致災(zāi)演化過程，對薄弱環(huán)節(jié)采取斷鏈?zhǔn)侄渭捌渌行Ц魯啻胧?，最終構(gòu)建能量傳輸演化的框架模型。

2）推算能量致災(zāi)對基礎(chǔ)設(shè)施影響程度的計(jì)算公式。通過采用計(jì)算機(jī)對能量致災(zāi)演化過程的模擬研究，實(shí)現(xiàn)了對災(zāi)害能量致災(zāi)規(guī)律的根本性認(rèn)識，將能量演化過程中存在的量變與質(zhì)變關(guān)系轉(zhuǎn)化為有效的作用力，即找出能量演化過程能量聚集、激進(jìn)膨脹所抽象出的作用力估算方法，將其考慮到設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中，提高基礎(chǔ)設(shè)施抗災(zāi)害能力的水準(zhǔn)。

3 “災(zāi)害隔斷體系”構(gòu)建新思路

如果想有效地實(shí)現(xiàn)自然災(zāi)害的提前預(yù)警與防災(zāi)、減災(zāi)目標(biāo)，必須在對待各種災(zāi)害防治的基礎(chǔ)上，運(yùn)用能量環(huán)鏈模型對某一地區(qū)災(zāi)害能量的傳輸、疊合、演變、激進(jìn)變形等演繹規(guī)律進(jìn)行本質(zhì)研究；通過查閱相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害資料找尋規(guī)律并進(jìn)行系統(tǒng)分析，對各種災(zāi)害誘發(fā)的時間與區(qū)域?qū)Ρ确治?，探尋出?zāi)害能量傳輸演變致災(zāi)的實(shí)質(zhì)。然后，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研、收集相關(guān)資料、建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)基地，并做一定的模擬實(shí)驗(yàn)，理論分析建模、提出對于若干系列災(zāi)害相應(yīng)的隔斷處理措施以及其他有效途徑，最終利用相關(guān)災(zāi)害實(shí)例數(shù)據(jù)建立計(jì)算機(jī)災(zāi)害隔斷系統(tǒng)模型。此模型主要從災(zāi)害誘發(fā)各個階段中能量演繹過程的透析，初步建立起計(jì)算機(jī)災(zāi)害隔斷模型，并對以往災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證對比，對系統(tǒng)誤差進(jìn)行若干次的校核分析，使構(gòu)建的隔斷系統(tǒng)具有一定的精度。這種措施反映了災(zāi)害能量誘發(fā)災(zāi)害的“實(shí)踐－理論－實(shí)踐”體系；此隔斷系統(tǒng)模型的實(shí)現(xiàn)，將以往發(fā)生的自然災(zāi)害的區(qū)域、時間、災(zāi)害等級等相關(guān)信息輸入系統(tǒng)，我們就可以準(zhǔn)確地對全球地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行模擬分析與演繹，爭取最大精度地準(zhǔn)確定位下一地災(zāi)害區(qū)域、何時發(fā)生災(zāi)害、等級程度、相關(guān)的防災(zāi)措施大小程度等信息都可以提前得知，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害提前預(yù)警的信息化水平。

4 “災(zāi)害隔斷體系”構(gòu)建的研究意義

地質(zhì)災(zāi)害能量致災(zāi)原理是從災(zāi)害誘發(fā)的根源對系列災(zāi)害能量傳播演繹進(jìn)行深層次的透析。若想從能量致災(zāi)演繹過程角度進(jìn)行隔斷體系的建立，必須搞清楚災(zāi)害誘發(fā)的根源所在，對災(zāi)害能量傳遞、疊合、演化和激進(jìn)變形等各個階段進(jìn)行分析，并不斷采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，透析災(zāi)害能量在介質(zhì)載體中傳輸演化的本構(gòu)模型，進(jìn)行過程分析，找出薄弱環(huán)節(jié)，“對癥下藥”，從最薄弱環(huán)節(jié)來進(jìn)行處理。

隨著多年來全球所發(fā)生的各種地震、洪水、泥石流、海嘯等自然災(zāi)害數(shù)據(jù)顯示，地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)根源在于能量在介質(zhì)載體中傳輸過程的復(fù)雜演繹。由于單一災(zāi)害能量在介質(zhì)的傳播演化過程不能夠反應(yīng)能量致災(zāi)的實(shí)質(zhì)，必須從多災(zāi)害或系列災(zāi)害能量傳播演化發(fā)展過程進(jìn)行分析論證，提出若干單一災(zāi)害的誘發(fā)發(fā)展必將為下一災(zāi)害的孕育積蓄條件，以自然災(zāi)害能量在介質(zhì)載體中傳播演化致災(zāi)根源為研究導(dǎo)向，從表觀災(zāi)害形成機(jī)理的基礎(chǔ)上升到以災(zāi)害能量環(huán)鏈模型對地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)根源的進(jìn)一步探索。運(yùn)用能量環(huán)鏈模型有針對性地加強(qiáng)對于地震、洪水、泥石流等各種地質(zhì)災(zāi)害能量在介質(zhì)載體中傳播演化規(guī)律的深度研究；構(gòu)建災(zāi)害能量傳輸、聚集成無數(shù)能量“質(zhì)點(diǎn)”、質(zhì)點(diǎn)相吸形成環(huán)鏈、環(huán)鏈相交形成能量斷面，各個能量斷面疊加形成能量破壞體，能量破壞體不斷的傳輸與演化直至最終誘發(fā)下一次災(zāi)害等全過程循環(huán)系統(tǒng)，此過程體現(xiàn)了災(zāi)害能量致災(zāi)的循環(huán)性、周期性、連續(xù)性等特點(diǎn)。

因此，從地質(zhì)災(zāi)害能量致災(zāi)角度進(jìn)行開拓創(chuàng)新及規(guī)律性的研究創(chuàng)建，此種方法順應(yīng)社會的發(fā)展，符合當(dāng)前社會致力于防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)的基本要求。地質(zhì)災(zāi)害能量環(huán)鏈模型的出現(xiàn)和形成正是應(yīng)運(yùn)而生，順應(yīng)了當(dāng)今多形態(tài)地質(zhì)災(zāi)害之間誘發(fā)演化態(tài)勢，是對客觀世界規(guī)律認(rèn)識發(fā)展的必然，適應(yīng)了科學(xué)時代的新潮流，是災(zāi)害學(xué)科理論以及邊緣學(xué)科向前推進(jìn)的不以主觀意志為轉(zhuǎn)移的客觀規(guī)律和發(fā)展態(tài)勢。因此，開展從能量傳輸演化致災(zāi)循環(huán)規(guī)律的研究是構(gòu)建災(zāi)害隔斷預(yù)警體系的理論基點(diǎn)和實(shí)踐開端，是對災(zāi)害誘發(fā)本構(gòu)機(jī)理實(shí)質(zhì)探索的新發(fā)現(xiàn)，在能量環(huán)鏈模型的向?qū)拢Y(jié)合現(xiàn)有科技手段建立災(zāi)害隔斷系統(tǒng)模型，這將推動地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警向著信息化、遠(yuǎn)程控制化的道路發(fā)展，為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供有利的借鑒，在防災(zāi)減災(zāi)學(xué)科領(lǐng)域中起到跨越式發(fā)展的推進(jìn)作用。

5 結(jié)束語

1）地質(zhì)災(zāi)害能量質(zhì)環(huán)理論從探究能量致災(zāi)根源入手并不斷的發(fā)展與成熟，打破傳統(tǒng)非根源防災(zāi)模式，以反映各災(zāi)害能量致災(zāi)演化全過程，加強(qiáng)人類對于當(dāng)今地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)本質(zhì)的規(guī)律性認(rèn)識。

2）以相對論為導(dǎo)向，從能量致災(zāi)演化的角度，探索能量演化過程的弱勢環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，建立災(zāi)害隔斷系統(tǒng)及其他有效治理途徑。

3）深化地質(zhì)災(zāi)害能量環(huán)鏈模型，研究災(zāi)害誘發(fā)根源，實(shí)事求是，探索能量致災(zāi)渠道，徹底透析多災(zāi)害能量傳輸演化規(guī)律，加強(qiáng)人類對地質(zhì)災(zāi)害本質(zhì)認(rèn)識，從而加快對災(zāi)害的處理和根治進(jìn)程。

4）災(zāi)害誘發(fā)的根源并不是能量作為致災(zāi)載體，而是以物質(zhì)的形式來表現(xiàn)，這種表現(xiàn)形式體現(xiàn)了能量與物質(zhì)之間是可以轉(zhuǎn)化的關(guān)系，表觀上是以能量的形式在介質(zhì)載體中不斷的演化發(fā)展，所以，本文從能量致災(zāi)較低對構(gòu)建災(zāi)害隔斷體系進(jìn)行初步的探討。而加強(qiáng)對于各種地質(zhì)災(zāi)害能量在介質(zhì)載體中的傳輸演變規(guī)律的研究，找出各種地質(zhì)災(zāi)害所爆發(fā)的能量在介質(zhì)載體中的傳輸及演化機(jī)理，才是構(gòu)建災(zāi)害隔斷體系的前提條件，以理論來指導(dǎo)實(shí)踐，才能不斷的強(qiáng)化人類對于災(zāi)害誘發(fā)本質(zhì)的認(rèn)識，真正從能量致災(zāi)角度構(gòu)建能量傳輸演變及隔斷模型。對基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)提出相應(yīng)的有益建議，這將推動全球在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域中的進(jìn)步。

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