■ 侯俊東/呂 軍/殷偉峰
(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 ,湖北 武漢 430074)
由于全球進(jìn)入地殼活動(dòng)頻繁期,環(huán)太平洋地震帶進(jìn)入活躍期,使得地質(zhì)災(zāi)害頻率及規(guī)模都在增加(國(guó)土資源部,2010;Zhou et al.,2011),而且群發(fā),造成的損失極為嚴(yán)重,貴州關(guān)嶺的滑坡碎屑流、舟曲的特大山洪泥石流、云南怒江貢山泥石流、云南巧家縣山洪泥石流、云南保山滑坡等就是典型的事實(shí)和教訓(xùn)。據(jù)國(guó)土資源部門統(tǒng)計(jì),2010年1-10月全國(guó)共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害3萬(wàn)余起,死亡和失蹤人員大約是3000人,直接經(jīng)濟(jì)損失33.44億元(徐紹史,2010;新京報(bào),2010)。盡管世界各國(guó)的科學(xué)家為查明其規(guī)律已經(jīng)奮斗了近一個(gè)世紀(jì),但面對(duì)地質(zhì)環(huán)境的多變性,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理的復(fù)雜性、時(shí)空演變的隨機(jī)性和過(guò)程的突發(fā)性,人們目前的理論和認(rèn)知水平還顯得極為局限,技術(shù)手段在多數(shù)情況下也顯得無(wú)能為力。以前工程地質(zhì)領(lǐng)域研究地質(zhì)災(zāi)害大多考慮自然因素,著重考察其形成機(jī)制和誘發(fā)條件。但防治地質(zhì)災(zāi)害的最終目的不是杜絕引起災(zāi)害的地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)事件的發(fā)生,而是確保這些地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)事件不對(duì)人類造成不可接受的危害。于是,地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理便成為當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害研究領(lǐng)域的重要問(wèn)題和研究方向。
風(fēng)險(xiǎn)管理是指如何在一個(gè)有風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境里把風(fēng)險(xiǎn)減至最低的管理過(guò)程,包括對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別、評(píng)估及應(yīng)變策略。理想的風(fēng)險(xiǎn)管理,是一連串排好優(yōu)先次序的過(guò)程,使當(dāng)中的可以引致最大損失及最可能發(fā)生的事情優(yōu)先處理,而相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較低的事情則押后處理,使得經(jīng)濟(jì)效益最大化。然而,在現(xiàn)實(shí)中這樣的優(yōu)化過(guò)程往往很難決定,因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)和發(fā)生的可能性通常并不一致,所以要權(quán)衡兩者的比重。
風(fēng)險(xiǎn)管理的步驟一般包含三步:首先,進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,即識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)的來(lái)源、范圍、特性及其行為或現(xiàn)象相關(guān)的不確定性,然后將風(fēng)險(xiǎn)量化,評(píng)估出各種風(fēng)險(xiǎn)的概率值;其次,對(duì)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并設(shè)法預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)的可接受或可容忍程度;最后,采取一套用來(lái)處理風(fēng)險(xiǎn)的最佳方法,從而在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的情況下能夠達(dá)到規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)或者將損失減少到最小的目的。
國(guó)外對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的研究,主要是通過(guò)采用現(xiàn)代高技術(shù)與地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理相結(jié)合的方式體現(xiàn)出來(lái)的。20世紀(jì)80年代后期到90年代,GIS大量地應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理,如Michael-Leiba等(2002)運(yùn)用GIS技術(shù)分析了美國(guó)的滑坡災(zāi)害;Chung等基于GIS的專業(yè)模型擴(kuò)展分析功能對(duì)加拿大的滑坡災(zāi)害進(jìn)行了多因素綜合分區(qū);Mario等利用GIS進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并進(jìn)行災(zāi)害分區(qū);Daniel等將GIS與工程模型相結(jié)合進(jìn)行深層滑坡災(zāi)害評(píng)價(jià)。隨著高精度遙感技術(shù)的出現(xiàn),遙感“眼”在地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)方面顯示出廣泛的應(yīng)用前景,如法國(guó)利用SPOT衛(wèi)星三維測(cè)量立體成圖技術(shù)進(jìn)行大范圍的災(zāi)害監(jiān)控。另外,干涉雷達(dá)技術(shù)和差分干涉技術(shù)也廣泛應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害研究,如目前正在運(yùn)行的四顆雷達(dá)衛(wèi)星——加拿大的Radarsat、歐洲的ERS-l和ERS-2以及日本的JERS-1都可達(dá)到毫米量級(jí)的位移監(jiān)測(cè)。
當(dāng)然,國(guó)外學(xué)者對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理理論方面也做了大量的研究工作。北美及歐洲許多國(guó)家在原地質(zhì)穩(wěn)定性分區(qū)研究的基礎(chǔ)上開展了地質(zhì)穩(wěn)定性與土地使用關(guān)系的風(fēng)險(xiǎn)研究,把原來(lái)單純的地質(zhì)穩(wěn)定性研究拓展到了綜合減災(zāi)效益研究。美國(guó)、加拿大、澳大利亞、意大利等國(guó)家已有不少地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)研究,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論(Morgan,1992)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)定義、識(shí)別分類等方面的研究;在滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(Carrara & Guzzetti,1999;Micheal-Leiba,2002)、風(fēng)險(xiǎn)圖編制(Uromeihy & Mahadacifar,2000)、GIS及遙感技術(shù)應(yīng)用(Carrara& Guzzetti,1999;Temesgen,2001)等方面都進(jìn)行了探索性研究。
從總體上講,國(guó)外對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理方面的研究主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)借助現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段和方法深入系統(tǒng)地研究地質(zhì)災(zāi)害的致災(zāi)機(jī)理,繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)單體地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)、成因機(jī)理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及防治處理等方面的深入研究;(2)重視災(zāi)害制圖技術(shù)方法的應(yīng)用,采用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)中小流域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行區(qū)域性評(píng)價(jià),劃分地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí);(3)典型地區(qū)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)和災(zāi)害管理信息系統(tǒng)建設(shè)取得顯著進(jìn)展,區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)研究在國(guó)際上迅速發(fā)展。
相對(duì)于國(guó)外而言,國(guó)內(nèi)對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的相關(guān)研究起步較晚。20世紀(jì)30年代至70年代多以地震災(zāi)害研究工作為主?!鞍宋濉逼陂g,我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作才全面開展,重點(diǎn)集中在滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、巖溶塌陷、土壤侵蝕、土地荒漠化、礦區(qū)災(zāi)害等。80年代,開始從內(nèi)外力型地質(zhì)災(zāi)害鏈入手分析其成因。90年代后,學(xué)者們對(duì)我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害的類型、特征、影響因素、分布狀況和區(qū)域發(fā)展規(guī)律等進(jìn)行了深入的研究,提出了許多新理論、新觀點(diǎn),為地質(zhì)災(zāi)害的研究發(fā)展提供了有力的依據(jù)。具體來(lái)講:
第一,地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分析。馬宗晉(1993)提出了用災(zāi)度表示自然災(zāi)害破壞損失規(guī)模的看法;高慶華(1991)提出了建立自然災(zāi)害評(píng)估系統(tǒng)的總體構(gòu)想;張梁、張業(yè)成等(1994) 研究了地質(zhì)災(zāi)害屬性特征、風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成、易損性及其在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理中的地位;黃潤(rùn)秋等(2000)在綜合地學(xué)信息系統(tǒng)上對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行了初步探討;劉玉恒等(2001)建立了土壩地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型;殷坤龍等(2001)研究開發(fā)了基于GIS的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng);謝全敏(2004)運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理及其治理決策理論方法進(jìn)行了研究。
脆弱性、恢復(fù)力和適應(yīng)性相關(guān)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合管理成為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的重要途徑,已引起被學(xué)術(shù)界的高度重視。目前,對(duì)承載體脆弱性的研究較多,對(duì)恢復(fù)力研究仍停留在理論和概念層面,缺乏較深入的實(shí)踐性研究。災(zāi)害恢復(fù)力評(píng)估雖然在風(fēng)險(xiǎn)管理、應(yīng)急管理和減災(zāi)規(guī)劃中的價(jià)值已得到足夠重視,但面對(duì)“什么因素決定恢復(fù)力大小”和“在多大程度上決定恢復(fù)力大小”等問(wèn)題,仍沒(méi)有較合理的解決方案,也缺乏較全面系統(tǒng)的綜合評(píng)估模型來(lái)進(jìn)行定量分析。
第二,地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)測(cè)。在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面,汪敏等(2001)用地質(zhì)災(zāi)害分析理論建立了香港和重慶兩地的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng);韓華等(2007)以北京市某規(guī)劃建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估為例,探討了一級(jí)評(píng)估中的不穩(wěn)定邊坡災(zāi)害種類的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀、預(yù)測(cè)和綜合評(píng)估的定量方法。龔士良(2007)針對(duì)上海市建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)規(guī)程,作出了建設(shè)場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)結(jié)論,提出了相應(yīng)的防治措施與建議。張春山等(2008)在隴縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,建立了地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,確定了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)劃。龔士良及吳繼紅(2008)根據(jù)上海長(zhǎng)江隧橋工程沿線區(qū)域水文、地質(zhì)條件,闡述了軟土變形、水土突涌等地質(zhì)災(zāi)害及其潛在的工程危害,并對(duì)其危險(xiǎn)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。王樹豐等(2009)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)填圖對(duì)寶塔山景區(qū)影響居民生命和財(cái)產(chǎn)安全的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)源的識(shí)別,并依據(jù)工程地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理易損性各要素進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。朱代強(qiáng)(2009)討論了GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中應(yīng)用的基本框架、方法步驟和基于GIS的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的建立。黃遠(yuǎn)亮(2010)以某改建鐵路項(xiàng)目為例,探討了突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害和緩變性地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估的定性、半定量評(píng)價(jià)方法。
另外,對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),學(xué)者們也進(jìn)行了一系列研究。辜寄蓉等(2002)建立了九寨溝地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)空間分析模型,劃分地質(zhì)災(zāi)害等級(jí),對(duì)九寨溝地區(qū)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)。邱向榮等(2003)根據(jù)建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估的特點(diǎn),利用模糊綜合評(píng)判方法建立邊坡危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)模型。陸顯超等(2006)進(jìn)行了廣東省地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)分區(qū)的研究。隋麗華(2009)針對(duì)煤礦在建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際情況,對(duì)銅匠川礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性做出預(yù)測(cè)。
第三,地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避與防治。地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避與防治是最終目的,因此,學(xué)者們也進(jìn)行了大量研究,以期為地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。殷坤龍、張桂榮(2003)認(rèn)為加強(qiáng)開展地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃,開展預(yù)防性研究,圈定地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性區(qū)域和災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害綜合防治的一條有效道路。劉星輝、蘇國(guó)友(2004)針對(duì)邵東縣石膏礦采空區(qū)頂板的實(shí)際情況,對(duì)穩(wěn)定性參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,并提出了監(jiān)測(cè)預(yù)警、拆遷避險(xiǎn)、采空區(qū)充填、硐室改造以及利用強(qiáng)迫崩落的防治措施。張?jiān)葡嫉龋?005)通過(guò)對(duì)昆明市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查,建議加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)律的研究,注重深層次的減災(zāi)科學(xué)防治。孫越英及樊克鋒(2005)對(duì)園區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件分析后,認(rèn)為應(yīng)運(yùn)用SNS(Safety Netting System)柔性攔石網(wǎng)防護(hù)施工技術(shù)及抗滑樁加固法治理危巖體及滑坡體。沈其俊等(2006)在對(duì)六盤水市地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀闡述基礎(chǔ)上,提出了地質(zhì)災(zāi)害防治的若干政策建議。鎖冠俠(2008)通過(guò)對(duì)蘭州東部地區(qū)各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀以及防治現(xiàn)狀的概述,從宏觀方面提出和探討了適合本地區(qū)情況的地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策及保障措施。李育樞及李天斌(2009)以川藏線二郎山隧道西引道公路別托段穿越的老泥石流堆積體為例,總結(jié)在這類流堆積體上進(jìn)行人類工程活動(dòng)時(shí)地質(zhì)災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)理及防治對(duì)策。張森林等(2010)對(duì)焦作市典型煤礦區(qū)形成的地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行了分析,并提出了相應(yīng)的防治對(duì)策。
總體來(lái)講,我國(guó)在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究方面取得了不少成績(jī),主要體現(xiàn)在以下方面:(1)通過(guò)大規(guī)模的調(diào)查研究,基本查明了我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害的總體發(fā)育分布規(guī)律,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的形成演化機(jī)制有了較清楚的認(rèn)識(shí);(2)進(jìn)行全國(guó)性的“縣市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查”,并建立相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)和以“群測(cè)群防”為主的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),其中三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)建設(shè)相對(duì)最為完善;(3)在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防治監(jiān)測(cè)技術(shù)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的描述也逐步從定性向定量、從線性向非線性方向發(fā)展。
綜上所述,國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究已經(jīng)證實(shí)了地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的重要性,然而現(xiàn)有關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的研究,仍存在如下不足:
(1)簡(jiǎn)單地說(shuō),災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理涉及災(zāi)害的發(fā)育分布特征、成災(zāi)因素、風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)控制五個(gè)層次。就地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域而言,包括地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測(cè)、評(píng)估以及編制防治預(yù)案、應(yīng)急方案等等。不過(guò),因地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題受到特定地質(zhì)及資源條件影響,故有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境的話題大多是圍繞某一具體的災(zāi)害點(diǎn)或區(qū)域展開的,這對(duì)于研究地質(zhì)災(zāi)害普適性的風(fēng)險(xiǎn)控制及優(yōu)化方法具有一定的啟示。然而,目前在地質(zhì)災(zāi)害勘查、防治和管理工作中,就如何評(píng)估災(zāi)情,迄今還沒(méi)有科學(xué)的理論與切實(shí)可行的方法,以致影響了減災(zāi)決策和項(xiàng)目的優(yōu)選與管理。再加上地質(zhì)系統(tǒng)可歸屬于生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)子類。于是,在評(píng)估和控制地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)時(shí)必須考慮地質(zhì)系統(tǒng)的彈性(Resilient)問(wèn)題,這也不能僅僅局限于地質(zhì)系統(tǒng)本身,而應(yīng)涉及地質(zhì)——環(huán)境——經(jīng)濟(jì)——社會(huì)多個(gè)層面構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。為此,可結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)科學(xué),借助于地質(zhì)系統(tǒng)彈性概念,展開深入的探討,以建立經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然協(xié)調(diào)發(fā)展的和諧環(huán)境。
(2)雖然可以肯定國(guó)內(nèi)外學(xué)者在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理方面的貢獻(xiàn),但是不同的形成機(jī)制、誘發(fā)條件、成災(zāi)特性等使得災(zāi)害體存在不同的地質(zhì)問(wèn)題,而地質(zhì)災(zāi)害體的動(dòng)態(tài)變化又決定了不同時(shí)期存在不同類型、穩(wěn)定程度、嚴(yán)重程度的災(zāi)害問(wèn)題。可見,需要借助現(xiàn)代信息技術(shù)和數(shù)值模擬仿真技術(shù)為主體的技術(shù)支撐體系,運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的基本方法,建立地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理的數(shù)學(xué)模型,以進(jìn)一步拓展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的研究體系。
(3)建立地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)體系、監(jiān)測(cè)預(yù)警體系、防治體系和應(yīng)急體系,加大重點(diǎn)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害治理力度是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,而地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制與優(yōu)化是此項(xiàng)工程的基礎(chǔ)。因此,需要結(jié)合具體的區(qū)域,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理措施、手段及傳導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)仿真和比較研究,以期在我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害研究領(lǐng)域建立獨(dú)具特色的“地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)-量化評(píng)價(jià)—控制優(yōu)化”的理論體系和“地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制與仿真”的技術(shù)方法體系,并進(jìn)一步完善地質(zhì)災(zāi)害防治的理論與方法體系。
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