能量致災(zāi)循環(huán)演化與環(huán)鏈效應(yīng)相關(guān)性分析

凌 祺，高路恒，肖盛燮，李彩華，高 瞻

（1.蘇州立誠建筑設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 蘇州 215200；2.重慶交通大學(xué)，重慶 400074；3.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）

目前，橋梁公路等基礎(chǔ)設(shè)施對于抗擊災(zāi)害能力還沒有達(dá)到更高的水平，地質(zhì)災(zāi)害影響基礎(chǔ)設(shè)施的強(qiáng)度與耐久性主要是設(shè)計(jì)規(guī)范對于災(zāi)害誘發(fā)的整個過程沒有一個明顯的概念，沒能理清災(zāi)害誘發(fā)的根源所在，也就不能對設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，達(dá)到抗災(zāi)害能力要求。為了做到真正的防災(zāi)減災(zāi)，必須清楚災(zāi)害誘發(fā)演化過程，針對誘發(fā)過程進(jìn)行理論研究以及模型建立與分析計(jì)算，找到災(zāi)害誘發(fā)弱勢環(huán)節(jié)，針對災(zāi)害誘發(fā)演化弱勢環(huán)節(jié)采取有效措施，這個過程體現(xiàn)出災(zāi)害預(yù)防的斷鏈階段，將災(zāi)害誘發(fā)破壞程度降到最低，對于防災(zāi)減災(zāi)具有重要研究意義。

1 能量致災(zāi)演化本質(zhì)過程分析

地質(zhì)災(zāi)害是對能量在介質(zhì)載體中傳輸演化過程進(jìn)行的深度分析，了解能量致災(zāi)過程存在量變與質(zhì)變關(guān)系的轉(zhuǎn)換。但對于地質(zhì)災(zāi)害能量致災(zāi)環(huán)節(jié)并非單純的能量質(zhì)點(diǎn)、能量環(huán)鏈等的疊加與演化發(fā)展過程，還存在災(zāi)害能量之間的耦合、聚集、轉(zhuǎn)化、再傳遞以及不斷的擴(kuò)增發(fā)展，其表現(xiàn)形態(tài)是多種多樣的。

地質(zhì)災(zāi)害能量致災(zāi)演化發(fā)展機(jī)理主要表現(xiàn)為能量致災(zāi)過程存在循環(huán)性、連續(xù)性、疊合性、激進(jìn)作用等特性，其表觀態(tài)勢可以體現(xiàn)在能量載體存在多種形式。主要表現(xiàn)形式有固態(tài)、液態(tài)以及氣態(tài)等不同體態(tài)，也存在有形與無形態(tài)勢。這些體態(tài)均以物質(zhì)形態(tài)作為能量載體，在災(zāi)害誘發(fā)演化過程中體現(xiàn)了能量由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)；再由氣態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)等多種形式。但最終能量傳遞演化發(fā)展主要以物質(zhì)形態(tài)表現(xiàn)出來，這也體現(xiàn)出相對論原理中能量與物質(zhì)之間存在某種轉(zhuǎn)化發(fā)展關(guān)系。能量在介質(zhì)載體的傳播演化過程中，能量載體還反映在能量的聚集、傳輸和轉(zhuǎn)換過程中，能量轉(zhuǎn)換和傳輸構(gòu)成了災(zāi)害之間和內(nèi)部作用結(jié)構(gòu)的耦合與嵌套關(guān)系。

能量致災(zāi)演化環(huán)鏈形態(tài)主要表征為各個因素間的和能量與介質(zhì)間的作用關(guān)系結(jié)構(gòu)，主要包括能量主觀體現(xiàn)出的耦合性、疊合性、離散型、傳遞與轉(zhuǎn)化性，以及最后一個階段能量存在激進(jìn)變形狀況，發(fā)生災(zāi)害的爆發(fā)質(zhì)變階段等。耦合性反映了多種災(zāi)害能量之間和因素之間的耦合作用形成的量化關(guān)系，這種耦合作用顯示了各災(zāi)種能量單一演化與系列災(zāi)害演化之間所體現(xiàn)的相關(guān)性。

2 能量環(huán)鏈效應(yīng)的表征形態(tài)

災(zāi)害能量環(huán)鏈效應(yīng)是對各系列災(zāi)害能量與災(zāi)害介質(zhì)環(huán)境的作用影響關(guān)系的災(zāi)變演化描述：一方面表現(xiàn)出災(zāi)害能量致災(zāi)過程所體現(xiàn)出的自然屬性；另一方面，自然災(zāi)害誘發(fā)形式很復(fù)雜，主要表現(xiàn)在災(zāi)害能量在介質(zhì)載體中傳輸演化發(fā)展過程存在很多不確定因素，而這些因素將決定能量環(huán)鏈效應(yīng)對于災(zāi)害誘發(fā)深化研究結(jié)果能否達(dá)到最終目的要求，這就需要我們能夠明白災(zāi)害能量環(huán)鏈效應(yīng)所表現(xiàn)出的各種實(shí)質(zhì)性的致災(zāi)形態(tài)。

災(zāi)害能量致災(zāi)形態(tài)是災(zāi)害能量內(nèi)部結(jié)構(gòu)和介質(zhì)環(huán)節(jié)共同決定的，它對應(yīng)了一個或多個自然災(zāi)害極值，是災(zāi)害多要趨向的一個最終狀態(tài)。但從災(zāi)害能量本質(zhì)致災(zāi)角度出發(fā)，透析能量致災(zāi)演化的每一個環(huán)節(jié)可以發(fā)現(xiàn)，災(zāi)害能量極值存在多種形態(tài)，主要可以從能量致災(zāi)各個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析闡明。例如在能量致災(zāi)演化能量質(zhì)點(diǎn)發(fā)展過程中，災(zāi)害能量致災(zāi)形態(tài)主要表現(xiàn)在能量將以點(diǎn)的形式表現(xiàn)出來，而這種點(diǎn)的形式存在能量值得聚集與量化擴(kuò)增。在能量致災(zāi)演化發(fā)展的第二個階段，將體現(xiàn)能量災(zāi)害演化量變和質(zhì)變的本質(zhì)形態(tài)，量變與質(zhì)變均存在，但將會隨著介質(zhì)環(huán)境的變化表現(xiàn)出不同的形態(tài)，這個階段主要是說明災(zāi)害能量環(huán)鏈效應(yīng)主要以鏈的形式表現(xiàn)出來，這種以鏈的形式演化過程決定了災(zāi)害誘發(fā)速度的快慢，更能體現(xiàn)災(zāi)害能量致災(zāi)規(guī)律的復(fù)雜性和災(zāi)害誘發(fā)破壞的災(zāi)害性，以及災(zāi)害能量環(huán)鏈效應(yīng)與其演化發(fā)展循環(huán)過程存在一定的相關(guān)性。

3 循環(huán)演化與環(huán)鏈效應(yīng)相關(guān)性的體現(xiàn)

自然災(zāi)害能量循環(huán)演化與環(huán)鏈效應(yīng)構(gòu)成一一對應(yīng)的外延關(guān)系，環(huán)鏈效應(yīng)形態(tài)是對災(zāi)害能量循環(huán)演化過程的抽象，災(zāi)害能量循環(huán)演化是對環(huán)鏈效應(yīng)形態(tài)的依托。而災(zāi)害環(huán)鏈效應(yīng)體現(xiàn)了災(zāi)害誘發(fā)所具有的自然性和社會性，決定了環(huán)鏈效應(yīng)形態(tài)具有雙重性。

設(shè)在演化因子E（S）中，災(zāi)害系統(tǒng)Z（n）t時刻各組成子部分可能具有k個如圖1所示的鏈?zhǔn)阶饔藐P(guān)系Rp＋i－1，p＋i（t）（i＝1，2，…，k；k≥2；e（p＋k）＝e（p）） 或Ri－1，i（t）（i＝ 1，…，k；k≥ 2；e（k） ＝E（S）），那么，作用關(guān)系Rp＋i－1，p＋i（t）或Ri－1，i（t）的集合稱為鏈?zhǔn)疥P(guān)系環(huán)，記為Y（k），并將前者稱為鏈?zhǔn)疥P(guān)系內(nèi)環(huán)，后者稱為鏈?zhǔn)疥P(guān)系外環(huán)（見圖1），即

在災(zāi)害環(huán)鏈模型結(jié)構(gòu)中，各系列災(zāi)害能量的輸出將以介質(zhì)載體為傳輸媒介，將各種能量進(jìn)行一系列的傳輸、疊合、演化、激進(jìn)發(fā)展，在傳輸演化等循環(huán)過程中這種能量演化是以物質(zhì)形態(tài)、能量形態(tài)以及各種信息形態(tài)表現(xiàn)出來，體現(xiàn)了災(zāi)害能量演繹致災(zāi)將從單一災(zāi)害能量演繹向多重災(zāi)害能量演化發(fā)展過程顯現(xiàn)出來，這種形式必須以物質(zhì)能量載體為基礎(chǔ)條件，演繹了能量與物質(zhì)之間在介質(zhì)載體中傳播演化的轉(zhuǎn)換形式，也體現(xiàn)了能量演化發(fā)展過程所表現(xiàn)出的量變過程與質(zhì)變過程等形態(tài)。

物質(zhì)和能量在介質(zhì)載體中轉(zhuǎn)化傳播的同時，并不斷以某種形式與介質(zhì)環(huán)境發(fā)生交換，這就使得環(huán)鏈效應(yīng)形態(tài)除了具有災(zāi)害能量循環(huán)演化過程所具有的規(guī)律性外，還使得災(zāi)害能量環(huán)鏈效應(yīng)的破壞程度在一定的時空環(huán)境下體現(xiàn)出離散性、擴(kuò)散性、聚集性、相關(guān)性等特征。

4 結(jié)束語

災(zāi)害能量循環(huán)演化與環(huán)鏈效應(yīng)在某種程度上存在相互制約的表現(xiàn)特征，災(zāi)害能量傳輸演化發(fā)展隨著不同的介質(zhì)載體而表現(xiàn)出不同的效果，這也就擺明災(zāi)害能量致災(zāi)過程并非屬于線性關(guān)系，其演化模式隨著時間、空間的變化將不斷的改變，體現(xiàn)了災(zāi)害能量循環(huán)演化與環(huán)鏈效應(yīng)之間存在的不確定性。災(zāi)害能量雖然在各種類型介質(zhì)載體中所體現(xiàn)的表現(xiàn)形態(tài)不一樣，但從總體致災(zāi)體系來講，其能量演化過程與系列災(zāi)害循環(huán)演化過程均表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。綜上所述，災(zāi)害能量循環(huán)演繹與環(huán)鏈效應(yīng)將具有一定的相關(guān)性。

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