鄧媛媛 曲宏略* 張新尚 唐登志 鄧興洋 江 蛟
(1.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 四川 成都 610500;2.云南建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施投資股份有限公司, 云南 昆明 650000;3.云南省建設(shè)投資控股集團有限公司市政總承包部, 云南 昆明 650000)
近年來,中國的高鐵建設(shè)和發(fā)展有目共睹,將中國的高鐵最大程度地用于建設(shè)絲綢之路經(jīng)濟帶的運輸網(wǎng)絡(luò),有助于促進國家“一帶一路”戰(zhàn)略概念的早日實現(xiàn)。中國高速鐵路“走出去”戰(zhàn)略與“一帶一路”倡議不約而同。但在“一帶一路”高鐵建設(shè)和未來運維過程中將會面臨地震、強降雨、干旱等惡劣的工程環(huán)境,可能會直接影響高鐵的運行安全,損害鐵路基礎(chǔ)設(shè)施,引起高鐵脫軌或傾覆等重大事故[1-4]。而目前國內(nèi)外針對“一帶一路”區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境的調(diào)研還比較欠缺,因此,本文從地震、水文、氣象情況著手,對近年來“一帶一路”南、中、北三線具代表性高鐵沿線的工程環(huán)境情況充分調(diào)研并進行分析,該調(diào)研分析能一定程度上提前避免或減輕地質(zhì)災(zāi)害對已建和擬建高鐵的影響,對“一帶一路”沿線高鐵的運營安全具有重大社會意義和經(jīng)濟意義。
“一帶一路”形成南、中、北三線,南線由泉州至威尼斯,其高鐵線路主要包括雅萬高鐵、泛亞高鐵(中老鐵路,中泰鐵路)。中線由北京至巴黎,其高鐵線路主要包括中巴鐵路,中吉烏鐵路。北線包括A、B兩線:A線由北京至北歐地區(qū);B線由北美洲至歐洲,其高鐵線路主要包括莫喀高鐵。南、中、北三線的途徑地區(qū)以及代表性高鐵網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。
圖1 “一帶一路”南、中、北三線及其高鐵網(wǎng)絡(luò)分布圖
“一帶一路”南線以雅萬鐵路、泛亞高鐵為代表。雅萬高鐵由雅加達至萬隆,位于印尼爪哇島西北部。近20年來,其沿線500公里內(nèi)發(fā)生過三次七級以上大地震,如印度尼西亞爪哇島以南M7.7級地震、印度尼西亞爪哇M7.5級中深源地震、印度尼西亞爪哇M7.0級地震。其中,M7.7級地震導(dǎo)致高度為13米海嘯發(fā)生,并造成五百多人死亡,四百多人受傷,三百余人失蹤,經(jīng)濟損失超過4000萬美元;M7.0級地震造成八十一人喪生,一千多人受傷。
泛亞高鐵由昆明至新加坡,途徑越南、柬埔寨、泰國、馬來西亞??v觀這些途經(jīng)國500公里內(nèi)近三年來具有代表性的地震,其中包括,蘇門答臘北部西海岸地震,震源深度30km,地震和次生的海嘯共造成28萬人死亡,14000多人失蹤,100多萬人無家可歸[5]。印度尼西亞蘇門答臘北部地震,其震源深度30公里,超過1000多人遇難,數(shù)百人失蹤。蘇門答臘島南部地震導(dǎo)致巴東-帕里亞曼地區(qū)至少有1000多人死亡,1200余人受傷,十多萬座建筑物被破壞或損毀,約 45萬人流離失所。而且間接產(chǎn)生的滑坡破壞了該地區(qū)的電力和通訊。損失估計為23億美元[6]。
“一帶一路”中線以中巴鐵路為代表。中巴鐵路起點在中國新疆的喀什,終點在巴基斯坦西南港口城市瓜達爾。該線鐵路處于歐亞地震帶,經(jīng)常發(fā)生非常嚴重的地震以及危害程度不大的中、深源地震。近年來發(fā)生的典型地震有:巴基斯坦M7.6級地震震源深度26km。地震造成巴基斯坦北部、巴控克什米爾地區(qū)八萬余人喪生,七萬多人受傷,地震引起多地滑坡和塌方,導(dǎo)致六千多公里道路中斷。巴基斯坦西南部M7.2級地震震源深度68 km,由于是中深源地震,破壞程度低,僅部分建筑物與道路受損。巴基斯坦哈蘭 M7.7級地震震源深度15 km。造成至少359人死亡,近700人受傷,數(shù)百棟房屋倒塌,10萬人以上無家可歸。
“一帶一路”北線以莫喀高鐵為代表,由莫斯科至喀山,全長約770公里。地處相對穩(wěn)定的東歐板塊中心部分,屬于穩(wěn)定的東歐俄羅斯地帶,現(xiàn)代地震活動性水平較低,除上個世紀七八十年代該地區(qū)核試驗誘發(fā)地震以外僅2018年發(fā)生一次俄羅斯烏拉爾山區(qū)地震,震源深度10km震中位于該州卡塔夫-伊萬諾夫斯克地區(qū),距離喀山 300公里左右,地震未造成人員傷亡,但有多處公共設(shè)施受損[7]。
雅萬高鐵位于東南亞區(qū),屬熱帶雨林氣候,雅萬高鐵沿線屬熱帶雨林氣候,分旱、雨季;最高氣溫37.8℃,最低氣溫11.2℃,溫差??;空氣濕度大,一般大于70%,最高可達90%以上;年均降水量在2000 mm之上,降水量處于較高水平,瞬時降雨量大。該地區(qū)有明顯的旱季和雨季,濕潤季節(jié)的日降雨量約為11~17mm/d,而干旱季的日降雨量僅為3~4mm/d,濕潤季節(jié)的降水量約為干旱季的4倍。研究表明,近年來,雅加達一年最高降雨量超過60mm和80mm等降雨極端指數(shù)的趨勢顯著增加[8-9]。因此,在雨季做好滑坡等災(zāi)害的預(yù)防至關(guān)重要。
“一帶一路”中線以中巴鐵路為代表,夏季最高氣溫46℃,冬季最低-9.4℃;大部分地區(qū)炎熱而干燥、降水稀少,年降水量小于250mm,降雨季節(jié)性強,主要集中在7月和8月。該地區(qū)降雨量在空間分布上差異較大,北部喜馬拉雅山脈地區(qū)多年平均降雨量可達 760mm至 1142mm。有學(xué)者研究表示,該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在多年平均降雨量為330~530mm的半干旱半濕潤區(qū),在半干旱半濕潤地區(qū)應(yīng)加強災(zāi)害防護工作[10]。
北線以莫喀高鐵為代表。其沿線均處于東歐平原,屬高緯度、高寒地區(qū),溫和大陸性氣候,最低月平均氣溫-6.6℃~-7.6℃,最高月平均氣溫 19.1℃~-19.4℃。年平均降水量為500~650mm。夏季降水量體現(xiàn)為雨水(經(jīng)常是短時間的暴雨),秋季和春季降水量體現(xiàn)為細雨和雨夾雪,冬季降水量體現(xiàn)為雪,滑坡災(zāi)害最有可能發(fā)生在存在暴雨的夏季[11]。
“一帶一路”南、中、北三線,由于南線地處板塊運動活躍的環(huán)太平洋地震帶上,地震占全球地震總數(shù)的 80%[8],地震與次生海嘯頻發(fā),地震危險性較高;中線地處歐亞地震帶,地震較為活躍,但由于人口與城市分布稀疏,人口密度偏低,地震危害程度較南線弱;北線除與中線相同地區(qū)的地震較為活躍,危險程度偏高以外,歐洲北部處于亞歐板塊內(nèi)部,地震危險性較低[5]?!耙粠б宦贰毖鼐€降水量東南區(qū)域多,西北區(qū)域適中,中間少。各區(qū)域降水量差異大,極端降水和暴雨頻發(fā)。因此,在“一帶一路”的高鐵建設(shè)和未來運維過程中要尤其關(guān)注南線沿線的地震災(zāi)害以及各線瞬時強降雨所帶來的直接危害和次生災(zāi)害的影響。