引子

氣候變化已經(jīng)對我國城市的基礎(chǔ)設(shè)施造成了十分顯著的影響，其引發(fā)的災(zāi)害風(fēng)險不斷增加。當前我國尚未全面啟動氣候變化對基礎(chǔ)設(shè)施的潛在影響評估。如何評價氣候變化對基礎(chǔ)設(shè)施的影響，以提升其氣候變化應(yīng)對和防災(zāi)減災(zāi)能力，既是科學(xué)研究的熱點難點，也是國家可持續(xù)發(fā)展中的現(xiàn)實問題。本文從工作組織、科學(xué)研究和政策上提出相關(guān)政策建議，以期服務(wù)國家“十四五”期間應(yīng)對氣候變化對交通基礎(chǔ)設(shè)施的影響。

一、氣候變化對交通基礎(chǔ)設(shè)施的影響及國際經(jīng)驗

城市化和全球氣候變暖導(dǎo)致的極端天氣事件頻次增加、強度增強，已經(jīng)對交通基礎(chǔ)設(shè)施造成了嚴重危害。極端天氣導(dǎo)致的洪水、滑坡、泥石流、雪崩等影響著交通基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)及安全運營。例如，極端暴雨洪水沖毀路基橋梁，地下水位下降導(dǎo)致鐵路和公路設(shè)施結(jié)構(gòu)沉降，凍土融化造成“凍土帶”的鐵路和公路設(shè)施結(jié)構(gòu)破壞等。在致險成害機理上，以地面沉降對鐵路的影響為例，全球氣候變化導(dǎo)致水資源不均勻時空分布加劇，極端干旱事件頻繁發(fā)生，干旱程度加劇。干旱導(dǎo)致地下水的補給減少，同時引發(fā)地下水需求量增加，導(dǎo)致人為過量開采地下水。當前地下水位下降的地區(qū)日益增多。隨著地下水位下降，土層孔隙水壓力不斷減小，土體有效應(yīng)力增加，加之列車長期動力荷載的作用，導(dǎo)致土體壓縮，基礎(chǔ)承載力下降，鐵路線路基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)將會產(chǎn)生較大的不均勻沉降變形，影響軌道線路的平順，對線路的運營維護造成極大影響。

在國際上，氣候變化對基礎(chǔ)設(shè)施的影響評價問題已經(jīng)引起了國際各界的高度重視。例如，英國牛津大學(xué)環(huán)境變化研究中心自2012年以來，針對氣候變化下的國家基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)動態(tài)風(fēng)險評估與適應(yīng)性措施開展了一系列的研究，提出了基于復(fù)雜系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險評估方法，其研究成果為英國政府制定基礎(chǔ)設(shè)施長期規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。歐盟自2014年起，啟動了極端天氣事件下基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險評估項目，評估了歐洲近年來極端天氣事件對基礎(chǔ)設(shè)施造成的影響，并從監(jiān)測預(yù)警、風(fēng)險分析、情景模擬、降低風(fēng)險策略等諸多方面對基礎(chǔ)設(shè)施面臨的風(fēng)險進行了研究。

二、我國氣候變化事實及其對交通基礎(chǔ)設(shè)施的影響

（一）我國氣候變化事實

1951-2018年，我國地表氣溫顯著上升，平均增溫速率達0.24℃/10年。近20年是20世紀初以來的最暖時期。1961-2018年我國年累計暴雨站日數(shù)呈增加趨勢，平均每10年增加3.8%。1961-2018年，我國發(fā)生了178次區(qū)域性氣象干旱事件，呈上升趨勢，其中極端干旱事件16次，嚴重干旱事件37次，中度干旱事件73次。整體來看，我國氣候極端化發(fā)展明顯，嚴重威脅著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施及運營的安全。

（二）氣候變化對我國交通基礎(chǔ)設(shè)施及安全運輸影響巨大

2018年，我國鐵路營業(yè)里程達到13.1萬公里，運送旅客發(fā)送量33.7億人次，運量接近全球人口的一半。2018年末，我國公路總里程達到484.7萬公里，高速公路達到14.26萬公里，位居世界第一，全年營業(yè)性客運量達136.7億人，貨運量達395.7億噸。隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，我國已形成了復(fù)雜的交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一旦局部的交通基礎(chǔ)設(shè)施受到氣候變化的影響，將使整個交通網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)成本增多，引發(fā)一系列的問題，造成嚴重的經(jīng)濟損失，甚至社會穩(wěn)定問題。在公路方面，2008年初，我國南方發(fā)生的歷史罕見的低溫雨雪冰凍極端災(zāi)害天氣造成部分地區(qū)交通運輸全面癱瘓，最多時21條國道近4萬公里路段通行不暢，上萬車輛和人員被困。2009年8月18日，陜西省寧陜縣遭遇歷史罕見的特大暴雨，造成西漢高速公路寧陜段發(fā)生特大泥石流災(zāi)害,導(dǎo)致交通雙向中斷，1300余輛車滯留。2011年7月28日,秦巴山區(qū)出現(xiàn)強降雨,導(dǎo)致210省道潘家灣至太白縣城段因暴雨多處發(fā)生塌方，交通中斷，108國道周至縣境內(nèi)因暴雨發(fā)生塌方，交通中斷。在鐵路方面，我國《時速300~350km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》中對基礎(chǔ)工后沉降做出了嚴格要求：有砟路基工后沉降不大于5 mm，無砟路基工后沉降不應(yīng)超過扣件允許的沉降調(diào)高量15 mm。然而鐵路往往跨越多種地貌地質(zhì)單元,沿線經(jīng)過的區(qū)域氣候、水文、植被等環(huán)境條件差異大，大部分地區(qū)不同程度的存在著地面沉降問題，不均勻沉降將直接造成幅值較大的軌道長波高低不平順，對高速鐵路的安全運營構(gòu)成了威脅。以華北地下水位下降顯著的漏斗沉降區(qū)為例，自2009年12月至2012年9月期間某高鐵連續(xù)梁和相鄰簡支梁橋墩差異沉降最大值達到54.6 mm，總沉降量最大值達到223.5 mm，沉降速率達21.1 mm/年～117 mm/年。西南地區(qū)某高速鐵路一座橋梁墩臺自2010年9月起連續(xù)3年的觀測數(shù)據(jù)表明，橋梁墩臺呈雨季上升、旱季下沉的規(guī)律性變化，橋墩的下沉量和上浮量分別達19.0 mm和38.6 mm。滬寧城際望虞河大橋由于周邊地區(qū)過量抽水，導(dǎo)致橋墩沉降過大，嚴重影響了高鐵軌道線路的平順性，采取了限速措施以確保安全運營。

三、我國在氣候變化對交通基礎(chǔ)設(shè)施影響方面的進展與不足

我國在氣候變化對交通基礎(chǔ)設(shè)施影響方面的研究工作起步相對較晚，主要是交通部門和氣象部門的一些合作，重點關(guān)注不同高速公路或高等級公路交通氣象災(zāi)害防御問題。例如，北京市公路局開展了“高速公路霧警自動限速標志系統(tǒng)”的研究；江蘇省氣象局與江蘇寧滬高速公路公司聯(lián)合完成了“寧滬高速公路(江蘇段)秋冬季大霧災(zāi)害研究”；交通部公路科研所等開展了對京珠北高速公路紅云霧區(qū)安全保障技術(shù)方面的研究。為了積極應(yīng)對氣候變化,統(tǒng)籌開展適應(yīng)氣候變化工作，2013年11月，國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運輸部、水利部、農(nóng)業(yè)部、林業(yè)局、海洋局、中國氣象局共9部(局)共同制定并印發(fā)了《國家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略》，指出當前我國“采礦、建筑、交通、旅游等行業(yè)部門防范極端天氣氣候事件能力不足”。但當前我國科學(xué)研究更多從宏觀尺度研究氣候變化對交通基礎(chǔ)設(shè)施的潛在影響，缺乏長期數(shù)據(jù)觀測的定量研究，且更多關(guān)注交通基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生破壞后對城市基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及經(jīng)濟、社會的影響。在政策和管理上，由于具體政策落實緩慢，交通部門和其他部門之間存在潛在的數(shù)據(jù)和行動壁壘，且科研界和實務(wù)界的深層次溝通和協(xié)作不足，導(dǎo)致在認識上存在欠缺和不重視，甚至出現(xiàn)科學(xué)研究成果無法落地和指導(dǎo)實踐，而一線實務(wù)具體需求無人問津的困局。因此，未來亟待加強上述問題在科研界和實務(wù)界的深入溝通與合作。

四、政策建議

（1）在工作組織上，建議由交通運輸部、科技部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合牽頭，協(xié)同國家發(fā)展改革委員會、應(yīng)急管理部、財政部、水利部、中國氣象局等相關(guān)部委，成立由科研界和實務(wù)界廣泛參與的“氣候變化交通安全影響委員會”，設(shè)立“新時代中國綜合減災(zāi)十年計劃”，發(fā)起重點排查我國鐵路和公路在當前全球氣候變化影響下的風(fēng)險隱患的行動計劃，并將其納入“國家十四五綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃”之中。

（2）在科學(xué)研究上，通過科研界和實務(wù)界的深入溝通與合作，以需求為導(dǎo)向，精準開展氣候變化對交通基礎(chǔ)設(shè)施的影響研究。其一，重點開展我國東部地區(qū)高鐵沿線和沿海地區(qū)重點公路段的地下水位動態(tài)變化和地面沉降監(jiān)測。其二，以氣候變化影響下的交通基礎(chǔ)設(shè)施沉降問題為出發(fā)點，發(fā)展交通線路沉降風(fēng)險的定量評估模型和方法。重點發(fā)展和構(gòu)建地下水位動態(tài)變化與車輛長期往復(fù)荷載協(xié)同作用對高鐵軌道和公路基礎(chǔ)設(shè)施沉降變形和動力穩(wěn)定性影響的模型。其三，對于已有的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)防標準要開展科學(xué)評估，厘定其在不同氣候變化背景下的效力。尤其是在極端天氣事件對重點地區(qū)和重點時段的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施影響上，各大城市要精準制定應(yīng)對措施和預(yù)案。

（3）在政策上，鼓勵科研界和實務(wù)界的精準合作。其一，通過合理評估和科學(xué)規(guī)劃，制定鐵路和公路沿線區(qū)域地下水開采的政策，并納入法律法規(guī)體系，同時將其作為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的考核指標。其二，制定一體化的國家、行業(yè)和地方標準，嚴格規(guī)范氣候變化背景下交通基礎(chǔ)設(shè)施的工程設(shè)計措施，有效提升地面沉降的科學(xué)防治對策。其三，在科研項目上，規(guī)劃開展“未來不同情景下氣候變化對我國重點地段、重點時段鐵路和公路的綜合影響研究”。在導(dǎo)向上鼓勵科研界和實務(wù)界的深層次合作，并將其納入國家“十四五”期間的重點科技攻關(guān)項目。其四，建議各省市、自治區(qū)、直轄市等地方科技部門和交通部門協(xié)同設(shè)立地方氣候變化對當?shù)亟煌ɑA(chǔ)設(shè)施影響的科研項目。

（本文受北京市社科基金研究基地項目（19JDGLA008）和中國博士后科學(xué)基金資助項目（2019T120114;2019M650756）資助）

作者簡介：

孔鋒，清華大學(xué)公共管理學(xué)院助理研究員。