云南地区交通系统地震灾害损失特征

贾召亮，许瑞杰，郑 川，壮 延，赵至柔

（云南省地震局,昆明 650224）

0 引言

交通系统主要包括公路、铁路、桥梁、隧道、车站、机场、港口码头和轨道交通等，是生命线工程的重要组成部分，是维系城镇与区域经济、社会功能的基础设施与工程系统[1]。地震发生后，交通系统是开展救援工作的基础，也是电力系统、通讯系统、供水系统等生命线系统功能恢复的保证，被誉为“生命线中的生命线”[2]。地震导致的交通系统功能损坏，不仅会造成严重的经济损失，而且会影响抗震救灾工作的顺利开展以及灾区恢复重建[3]。交通系统地震灾害损失特征研究，对地震灾害风险分析、地震灾害损失预评估、防灾减灾对策制定和震后应急指挥决策具有重要意义。

云南是中国大陆遭受地震灾害影响最为严重的省份之一，对云南交通系统震害的研究也是众多相关学者关注的焦点。如王锡财等[4]分析了澜沧-耿马地震中桥梁和道路的震害特征；陈敬[5]根据云南1 624—1988年遭受地震破坏的67 座桥梁震害资料，总结了云南地区各类桥梁在不同烈度下的震害情况；郭恩栋等[6]详细介绍了云南大姚6.1 级地震中交通系统的震害和功能状态，并初步给出了震害成因；周光全等[7]以云南1993—2003年云南地震灾害损失评估报告为基础，分析了云南地区含交通系统在内的生命线工程震害损失特征；非明伦等[8]分析了盐津5.1 级地震中交通系统的震害特征，并提出灾区恢复重建的减灾措施和建议；刘爱文等[9]总结了鲁甸6.5 级地震中交通系统的震害特点和应急抢修情况，认为强地震动和地震地质灾害是交通系统破坏严重的主要原因。前人的研究成果为云南交通系统震害研究积累了丰富的借鉴资料，为云南地震灾害预评估和震后应急指挥工作提供了重要的数据支撑。然而，目前关于云南交通系统震害损失特征的相关研究多以1 次地震为研究对象，或以生命线工程为整体进行论述，对云南交通系统地震直接经济损失规律和区域震害特征的研究较少。

鉴于以上认识，本文对1998—2018年云南地震灾害直接经济损失数据进行了统计，以历年地震事件中交通系统震害情况为基础，分析云南交通系统地震灾害直接经济损失规律，总结云南地区交通系统震害特征，为云南交通系统震害评估和应急处置提供支持。

1 数据来源

本文采用的数据资料主要来源于《云南统计年鉴》（云南省统计局，1999—2019年）和1998—2018年云南地震灾害直接经济损失评估报告①云南省地震局.199 8—2018年地震灾害直接经济损失评估报告（云南灾区）[R].。云南省地震灾害直接经济损失评估工作开始于1992年4月23日缅甸6.7 级、6.9 级地震，但在1998年10月2日宁蒗5.3 级地震以前，地震灾害评估工作主要针对房屋建筑，交通系统震害描述不够详细，经济损失统计数据也比较粗略。因此，本文主要统计了1998—2018年对云南造成经济损失的61 次破坏性地震的直接经济损失数据，其中存在震害叠加的多次地震以高震级作为统计震级，以经济损失的综合评估结果统计经济损失数据（表1）。

表1 1998—2018年云南省交通系统地震直接经济损失统计

续表1

2 云南交通系统地震灾害损失分析

2.1 交通系统震害损失统计

1998—2018年，云南共遭受地震灾害61 次，平均每年2.9 次，造成直接经济损失620.87 亿元；有56 次地震事件造成交通系统受损，造成交通系统直接经济损失61.57 亿元，占总损失的9.92%（表1，图1）。其中，云南遭受地震灾害次数最多的年份为2001年，共遭受地震灾害8 次，造成交通系统直接经济损失0.41 亿元；造成交通系统直接经济损失最多的年份为2014年，交通系统直接经济损失44.29 亿元，其中2014年8月3日鲁甸6.5 级地震造成交通系统直接经济损失35.1 亿元，占当年交通系统地震直接经济损失的79.25%。

图1 1998—2018年云南省遭受地震灾害次数和交通系统直接经济损失统计

从表1 可以看出，云南灾区的地震烈度越高，造成的交通系统直接经济损失越高。云南灾区最高烈度为Ⅵ度的31 次地震中，交通系统成灾26 次，平均每次造成交通系统直接经济损失0.13 亿元；最高烈度为Ⅶ度的12 次地震中，交通系统成灾12 次，平均每次造成交通系统直接经济损失0.24 亿元；最高烈度为Ⅷ度的17 次地震中，交通系统成灾17 次，平均每次造成交通系统直接经济损失1.19 亿元；最高烈度为Ⅸ度的1 次地震中，造成交通系统直接经济损失35.1 亿元。

2.2 交通系统震害损失与震级

为讨论云南交通系统地震灾害直接经济损失和震级的关系，剔除了云南省外地震、烈度圈跨省的地震、强余震、双震和震群型地震的直接经济损失数据，统计了云南省内28 次破坏性地震的交通系统直接经济损失数据（表2）。受社会经济发展影响，物价水平随时间不断变化，不同时段地震所造成的经济损失可比性较差。为提高数据可比性，本文借鉴前人研究方法[10-11]，用1998—2018年县级GDP 增长率将各地震事件中的交通系统直接经济损失数据换算为2018年可比价（式(1)），使用换算后的可比价统计交通系统地震灾害直接经济损失与震级的关系。

表2 1998—2018年云南省内地震交通系统经济损失统计

式中：Li为发生在第i年地震事件的交通系统直接经济损失；L2018-i为2018年相对于第i年的县级GDP 增长率；L2018为该次地震事件交通系统直接经济损失的2018年可比价。

通过拟合交通系统直接经济损失和震级的关系（图2）可以看出，交通系统地震灾害直接经济损失随震级的增大而增加，二者呈二阶多项式关系（式（2））。但通过表2 可以看出，相同震级下，不同地区交通系统地震灾害直接经济损失存在明显差异，其原因主要与震源深度、交通系统建设情况、场地条件和地震地质灾害规模等的差异有关。

图2 震级与交通系统直接经济损失关系统计

式中：x为震级；f(x)为交通系统直接经济损失（以2018年可比价计算）；R2为判决系数。

3 云南交通系统震害损失的区域差异

地震烈度是指地震引起的地面震动及其影响的程度[12]。为分析相同地震烈度下云南交通系统地震灾害直接经济损失的区域差异，选择表2 中最高地震烈度为Ⅵ度的18 次地震事件，采用自然断点法将交通系统地震灾害直接经济损失（2018年可比价）分为3 级，制作Ⅵ度地震烈度下交通系统直接经济损失空间分布图（图3）。

由图3 可知，相同地震烈度下，云南交通系统地震灾害直接经济损失具有明显的区域差异性，可以大致分为滇东北、滇西和滇南3 个分区，表现为滇东北地区交通系统地震灾害直接经济损失最高、滇西地区次之、滇南地区相对较低。

图3 Ⅵ度地震烈度下交通系统直接经济损失空间分布

震级是地震大小的量度[13]。为分析相同震级下云南交通系统地震灾害直接经济损失的区域差异，选择表2 中震级为5.1 级的7 次地震事件和震级为5.0 级的8 次地震事件，采用自然断点法将交通系统地震灾害直接经济损失（2018年可比价）分为2 级，制作5.1 级地震交通系统直接经济损失空间分布图（图4）和5.0 级地震交通系统直接经济损失空间分布图（图5）。

图4 5.1 级地震交通系统直接经济损失空间分布

图5 5 级地震交通系统直接经济损失空间分布

由图4 可知，相同震级下，滇东北地区交通系统地震灾害直接经济损失较高，滇西地区相对较低。由图5 可知，相同震级下，滇西地区交通系统地震灾害直接经济损失较高，滇南地区相对较低。不难得出，在震级相同的情况下，云南交通系统地震灾害直接经济损失具有明显的区域差异性，表现为滇东北地区＞滇西地区＞滇南地区，这与相同地震烈度下交通系统地震灾害直接经济损失的区域差异性一致。

4 云南交通系统震害特征分析

根据云南历史地震事件中交通系统的震害情况，受地震震级、地震烈度、地质灾害易发性等因素影响，不同发震地点和震级下交通系统震害差异较大，是交通系统地震灾害直接经济损失区域差异明显的重要原因。根据云南地区交通系统历史震害，按照0.5 级分档总结了不同震级区间下云南地区交通系统的一般震害特征（表3）。由表3 可以看出，震级区间值越大，交通系统震害种类数量越多、震害越严重，造成交通中断的可能性和范围也越大。

表3 不同震级区间下云南地区交通系统震害特征

4.1 4.5≤M＜5.0

云南地区4.5～5.0 级地震一般不会造成交通系统设施损坏，少数地震可能造成交通系统轻微震害，经济损失也较少。交通系统震害主要为公路路面开裂、挡墙受损、路基下沉、路基塌方，个别桥梁和涵洞受损等。如2008年12月26日瑞丽4.9 级地震，最高烈度Ⅵ度，造成瑞丽市7 座桥梁受损、9 道涵洞受损、防护工程挡墙受损400 m3、公路坍塌81 处；陇川县部分县、乡和村道公路路面开裂，个别桥梁和涵洞受损等；交通系统直接经济损失700 万元②云南省地震局.2008年12月26日瑞丽4.9 级地震灾害直接损失评估报告[R].2008.。

4.2 5.0≤M＜5.5

云南地区5.0～5.5 级地震，交通系统震害主要为公路边坡塌方、挡墙受损、路基下沉、路面开裂，桥梁桥面开裂，涵洞开裂等；地质灾害易发地区震害较严重，极震区塌方、滚石阻塞交通，导致区域交通中断。如2006年7月22日盐津5.1 级地震，最高烈度Ⅵ度，造成成都铁路局内六线工务段接触电网、电务通讯设备和房屋建筑受损，滚石和滑坡砸坏路肩墙、钢轨，中断行车17 小时50 分钟[8]；盐津县和大关县境内国道、县道、乡道及村组道路等不同程度受损，主要为公路路基塌方、路基沉陷、挡墙损坏、桥梁受损、涵洞受损等；交通系统经济总损失2 260 万元③云南省地震局.2011年3月10日盈江5.8 级地震灾害直接损失评估报告[R].2011.。2011年6月20日腾冲5.2 级地震，最高烈度Ⅵ度，造成腾冲县和隆阳区境内的公路、桥梁和涵洞不同程度受损，主要为路基坍塌、挡土墙破坏、路基下沉、路面开裂，桥梁和涵洞开裂等；交通系统直接经济总损失1 220 万元④云南省地震局.2011年6月20日腾冲5.2 级地震灾害直接损失评估报告[R].2011.。2018年8月13日、14日通海2 次5.0 级地震，最高烈度Ⅵ度，造成通海县和江川区境内部分道路、桥梁和涵洞受损，主要为公路边坡塌方、挡墙受损、路基塌方，桥梁和涵洞出现裂缝等；交通系统直接经济损失约1 900 万元⑤云南省地震局.2018年8月13日、14日通海两次5.0 级地震灾害直接损失评估报告[R].2018.。

4.3 5.5≤M＜6.0

云南地区5.5～6.0 级地震，交通系统震害主要为公路路面开裂，路基下沉、开裂，路基塌方、挡墙开裂；桥梁桥面、路基、桥拱开裂，护栏损毁；涵洞开裂等。地质灾害易发地区震害严重，滑坡、塌方、落石阻塞交通，导致区域交通中断。如2011年3月10日盈江5.8 级地震，最高烈度Ⅷ度，造成盈江县、梁河县和陇川县境内公路、桥梁、涵洞不同程度受损，主要为公路路基塌方、路面开裂、边沟塌方，桥梁桥面、桥拱开裂，涵洞受损等；交通系统直接经济总损失约7 780 万元⑥云南省地震局.2011年3月10日盈江5.8 级地震灾害直接损失评估报告[R].2011.。2013年8月31日香格里拉5.9 级地震，最高烈度Ⅷ度，造成香格里拉县、德钦县境内公路和桥梁不同程度受损，主要为滑坡、塌方、落石阻塞交通，路面开裂，路基下沉、开裂，路基塌方，挡墙开裂、垮塌，边坡塌方，山体落石、塌方导致部分路段路基、路面、挡墙及边坡损毁，桥梁受损等；交通系统直接经济损失17 940 万元⑦云南省地震局.2013年8月31日香格里拉5.9 级地震灾害直接经济损失评估报告（云南灾区）[R].2013.。2018年9月8日墨江5.9 级地震，最高烈度Ⅷ度，造成墨江县境内元磨高速隧道、桥梁、隧管站、服务区等不同程度受损，主要为防震挡块开裂脱落、橡胶支座错位、桥墩地基开裂等；墨江县、宁洱县和元江县境内国道、省道、县道、乡道及村组道路等不同程度受损，主要为路基下沉、路面开裂、边坡坍塌、挡墙损毁、涵洞损毁等；交通系统直接经济损失约13 280 万元⑧云南省地震局.2018年9月8日墨江5.9 级地震灾害直接损失评估报告[R].2018.。

4.4 M≥6.0

云南地区6.0 级以上地震交通系统震害主要为公路路面开裂，路基下沉、开裂，路基塌方，挡墙开裂、垮塌；桥梁桥面、桥台、梁板位移、桥拱开裂、护栏损毁；涵洞开裂等。地质灾害易发地区震害严重，滚石砸坏路面、滑坡阻塞交通，导致大范围交通中断。如2014年8月3日鲁甸6.5 级地震，最高烈度Ⅸ度，造成昭通民航机场跑道路面开裂、路肩挤压拱起，航站楼墙体开裂、屋顶防水层受损漏雨，飞行区围墙倒塌等；鲁甸县昭巧二级公路，沙坝至龙头山至乐红、鲁甸至铅厂、新店至小河等234 条公路2 453 km 受损，损毁严重路段中断452 条次；4 条隧道局部受损，68 座桥梁受损；巧家县、昭阳区、永善县、会泽县等境内的国道、县道、乡道及村组道路不同程度受损，主要为大规模坍塌、滑坡阻断交通，公路挡墙垮塌、路基路面损毁、桥梁受损、涵洞受损等；交通系统直接经济损失约351 020 万元⑨云南省地震局.2014年8月3日鲁甸6.5 级地震灾害直接损失评估报告[R].2014.。2014年10月7日景谷6.6 级地震，最高烈度Ⅷ度，造成景谷县、宁洱县、思茅区、镇沅县、澜沧县、景东县、临翔区、双江县、云县等境内的国道、省道、县道、乡道及村组道路不同程度受损，桥梁、涵洞不同程度受损；主要为公路塌方、挡墙开裂、路基坍塌、路基下沉、道路边坡坍塌，桥梁桥面位移、桥墩开裂、桥体开裂等；交通系统直接经济总损失约40 440 万元⑩云南省地震局.2014年10月7日景谷6.6 级地震灾害直接损失评估报告[R].2014.。2021年5月21日漾濞6.4 级地震，最高烈度Ⅷ度，造成大保高速公路、在建的大理至漾濞至云龙高速公路因边坡塌方、落石造成路面及沿线设施不同程度损坏，其中K2580+500、K2585+200 和K2586+200 共3 处道路损坏严重，造成交通阻断；G215 线平坡至顺濞方向大量落石塌方造成交通阻断；造成大理市、洱源县、巍山县、云龙县、永平县等境内的国道、省道、县道、乡道及村组道路不同程度受损，主要为路基沉陷、路面拉裂、挡墙开裂、边坡塌方、管涵损坏、桥梁损坏等；交通系统直接经济损失约51 030 万元⑪云南省地震局.2021年5月21日漾濞6.4 级地震灾害直接损失评估报告[R].2021.。

5 结论

通过统计分析1998—2018年对云南造成经济损失的61 次地震的直接经济损失数据，研究了云南交通系统地震直接经济损失规律；基于交通系统历史地震震害，总结了云南交通系统震害特征。

1）1998—2018年，云南共遭受地震灾害61 次，平均每年2.9 次，造成交通系统直接经济损失61.57 亿元。最高烈度为Ⅵ度的地震，平均损失0.13 亿元；最高烈度为Ⅶ度的地震，平均损失0.24 亿元；最高烈度为Ⅷ度的地震，平均损失1.19 亿元；最高烈度为Ⅸ度的地震，造成损失35.1 亿元。交通系统地震直接经济损失随震级的增大而增加，但二者并不是简单的线性关系，而是呈二阶多项式关系。

2）在相同地震震级和烈度下，云南地区交通系统地震直接经济损失区域差异显著，可以大致分为滇东北、滇西和滇南3 个分区，表现为滇东北地区＞滇西地区＞滇南地区。

3）地震诱发的崩塌、滑坡、滚石等地质灾害是加重交通系统震害、导致交通中断的重要原因。

交通系统震害受地震震情，交通系统分布情况、抗震能力，场地条件，地质条件等多种因素影响。因参考资料有限，本文只是对云南地区交通系统震害和经济损失的一般规律进行了初步分析。