李宏松*
(中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院,北京 100029)
據(jù)第三次全國(guó)文物普查可知,全國(guó)766 722處不可移動(dòng)文物中保存狀況較差的超過(guò)1/4。而不可移動(dòng)文物分布較多的省份多處于自然災(zāi)害高發(fā)區(qū)。2008年汶川地震,有169處全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位、250處省級(jí)文物保護(hù)單位受到不同程度損害;2010年南方大范圍發(fā)生洪澇災(zāi)害,導(dǎo)致四川省35個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的不可移動(dòng)文物受到淹沒(méi)和損毀;2016年,“莫蘭蒂”臺(tái)風(fēng)造成中國(guó)東部沿海地區(qū)文物遭受重大損失,福建、浙江6座橋梁相繼受損、被毀。2020年汛期,我國(guó)江南、華南、西南多地發(fā)生洪澇災(zāi)害,受損文物范圍廣、數(shù)量多、損失大,是2000年以來(lái)最為嚴(yán)重的一年。長(zhǎng)江流域省份文物受損情況更為嚴(yán)重,其中:江西160處、安徽144處、湖南62處、四川41處、廣西35處,湖北31處均遭受不同程度損傷。11個(gè)省份中共有70余座橋梁受損,全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位安徽黃山屯溪鎮(zhèn)海橋、四川阿壩紅軍長(zhǎng)征遺跡達(dá)維會(huì)師橋和江西婺源清華彩虹橋等被沖毀;全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位湖北襄陽(yáng)城墻發(fā)生局部坍塌;全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位廣西桂林李宗仁故居、湖北十堰武當(dāng)山建筑群五龍宮龍虎殿等發(fā)生房屋垮塌。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明,在面對(duì)自然災(zāi)害時(shí),我國(guó)不可移動(dòng)文物的安全形勢(shì)極為嚴(yán)峻。
世界文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)管理思想源自預(yù)防性保護(hù)理念。1982年,英國(guó)建筑師伯納德·費(fèi)爾登所著《歷史建筑保護(hù)》討論了歷史建筑的預(yù)防性維護(hù)問(wèn)題,其主筆的《兩次地震之間:地震帶的文化資產(chǎn)》分別就地震前后建筑遺產(chǎn)如何開展保護(hù)展開論述。1987年,國(guó)際古跡遺址理事會(huì)頒布的華盛頓憲章提出了自然災(zāi)害預(yù)防和修繕措施。1990年,意大利中央修復(fù)研究院?jiǎn)?dòng)“文化遺產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)地圖”項(xiàng)目,通過(guò)對(duì)文化遺產(chǎn)保護(hù)狀態(tài)及其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)估、監(jiān)測(cè)和控制,建立有效合理、經(jīng)濟(jì)適用的日常維護(hù)、保護(hù)和修復(fù)的系統(tǒng)方法,引領(lǐng)了文化遺產(chǎn)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究。在亞洲,日本立命館大學(xué)歷史都市防災(zāi)研究中心等研究機(jī)構(gòu)開展了大量的文物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作。聯(lián)合國(guó)教科文組織等國(guó)際機(jī)構(gòu)也圍繞不可移動(dòng)文物環(huán)境防范和本體損毀預(yù)防開展了系列行動(dòng):1996年起分別成立了“建筑遺產(chǎn)結(jié)構(gòu)分析和修復(fù)國(guó)際科學(xué)委員會(huì)”和“風(fēng)險(xiǎn)防范國(guó)際委員會(huì)”,并出版了《風(fēng)險(xiǎn)防范:世界遺產(chǎn)管理手冊(cè)》和《世界文化遺產(chǎn)地管理導(dǎo)則》。以上國(guó)際經(jīng)驗(yàn)和成果可為我國(guó)建立不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理體系提供借鑒的依據(jù)。
“不可移動(dòng)文物”中的“不可移動(dòng)”有兩層含義:①?gòu)谋Wo(hù)理念分析其含義是不能移動(dòng),即文物所處環(huán)境與其價(jià)值緊密相關(guān),這些文物一旦移動(dòng)必將對(duì)其價(jià)值體現(xiàn)造成較大的負(fù)面影響。如陵墓石刻、水文題刻、橋梁等,這是不可移動(dòng)文物與可移動(dòng)文物最根本的區(qū)別;②從工程技術(shù)角度分析其含義是不易移動(dòng),即不采取特殊工藝技術(shù)或解體就無(wú)法移動(dòng)的文物。如建筑物及構(gòu)筑物、石窟寺、摩崖造像、摩崖石刻等。而這種非常規(guī)和非傳統(tǒng)的保護(hù)手段難免會(huì)對(duì)文物價(jià)值造成損傷或破壞,所以只有在極其特殊情況下,經(jīng)充分論證后方能實(shí)施移動(dòng)。綜上所述,不可移動(dòng)文物是與其所處環(huán)境緊密關(guān)聯(lián)的文物類型,而其所處環(huán)境往往是自然和人文共存的暴露環(huán)境。因此,與館藏文物等可移動(dòng)文物相比,不可移動(dòng)文物面對(duì)自然災(zāi)害時(shí)遭受的直接威脅更大,也更易被破壞,所以對(duì)不可移動(dòng)文物的保護(hù)要求也更為復(fù)雜。
災(zāi)是致災(zāi)因子的簡(jiǎn)稱。指可能對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響的一種自然過(guò)程或現(xiàn)象,它包括自然因素和與自然因素相關(guān)聯(lián)的人文因素。從成因角度分析,我們可把致災(zāi)因子劃分為兩大類:一類是由自然因素引發(fā)的致災(zāi)因子;另一類是由與自然因素相關(guān)的人文因素引發(fā)的致災(zāi)因子。國(guó)際科學(xué)理事會(huì)(ISCU)“減災(zāi)綜合研究(IRDR)”科學(xué)計(jì)劃(ICSU,2012)把致災(zāi)因子分為6個(gè)災(zāi)類、20個(gè)主要災(zāi)型、47個(gè)災(zāi)種(圖1)。
害是災(zāi)造成的直接與間接的損失和后果,通常包括人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、資源環(huán)境破壞、生態(tài)系統(tǒng)受損、社會(huì)秩序失常等。由于災(zāi)與害的緊密關(guān)系,在以往的中文文獻(xiàn)中,常合并使用,稱為“災(zāi)害”。但在西方文獻(xiàn)中,災(zāi)害則分別為兩個(gè)術(shù)語(yǔ),即“hazard”和“disaster”。因此,在西方文獻(xiàn)中多以災(zāi)進(jìn)行分類表述;而在中文文獻(xiàn)中則常用“災(zāi)害”的分類來(lái)表述害的類別。1998年,馬宗晉等人在《災(zāi)害學(xué)導(dǎo)論》中,從災(zāi)害發(fā)生的原因角度,把災(zāi)害分為自然態(tài)災(zāi)害和人為態(tài)災(zāi)害(圖2)[1]17-18。
圖1 ICSU-IRDR的致災(zāi)因子成因分類體系(ICSU,2012)(來(lái)源:史培軍所著《災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)》)
2012年公布的中國(guó)國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃,把我國(guó)自然災(zāi)害劃分為地震與地質(zhì)災(zāi)害、氣象水文災(zāi)害、海洋災(zāi)害、生物災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境災(zāi)害5個(gè)大類、19個(gè)類型(圖3)。
針對(duì)綜合防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的要求,為了科學(xué)、規(guī)范統(tǒng)計(jì)自然災(zāi)害造成的損失和損害,民政部國(guó)家減災(zāi)中心、國(guó)家氣象局政策法規(guī)司、國(guó)家海洋局海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心聯(lián)合編制了《自然災(zāi)害分類與代碼》(GB/T28921—2012)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)把我國(guó)自然災(zāi)害劃分為氣象水文災(zāi)害、地質(zhì)地震災(zāi)害、海洋災(zāi)害、生物災(zāi)害、生態(tài)環(huán)境災(zāi)害5大類、40種災(zāi)害。從此規(guī)范了我國(guó)自然災(zāi)害的分類與界定。
圖2 災(zāi)害分類體系(來(lái)源:馬宗晉等所著《災(zāi)害學(xué)導(dǎo)論》)
風(fēng)險(xiǎn)(risk)是某區(qū)域未來(lái)某時(shí)期內(nèi)災(zāi)害造成損失可能性的大小。風(fēng)險(xiǎn)的特征是未來(lái)致災(zāi)事件發(fā)生的可能性,以及由其所造成的影響,即損失和損害。所以談到風(fēng)險(xiǎn)就離不開不確定性,但風(fēng)險(xiǎn)不等于不確定性,風(fēng)險(xiǎn)是不確定性的后果,而不確定性是風(fēng)險(xiǎn)存在的根源。國(guó)際風(fēng)險(xiǎn)理事會(huì)將風(fēng)險(xiǎn)劃分為簡(jiǎn)單風(fēng)險(xiǎn)、復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)、不確定風(fēng)險(xiǎn)和模糊風(fēng)險(xiǎn)4類(表1)[2]21。
圖3 中國(guó)國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃中的災(zāi)害分類體系(來(lái)源:所著《災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)》)
表1 國(guó)際風(fēng)險(xiǎn)理事會(huì)風(fēng)險(xiǎn)分類
對(duì)于不可移動(dòng)文物而言,災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)就是在自然或人為致災(zāi)因子作用下,不可移動(dòng)文物產(chǎn)生破壞的可能性。它決定于致災(zāi)因子類型與強(qiáng)度、不可移動(dòng)文物的脆弱性以及不可移動(dòng)文物抵抗災(zāi)害的能力等因素,它應(yīng)屬于復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)或不確定風(fēng)險(xiǎn)。
風(fēng)險(xiǎn)管理的目標(biāo)是降低災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn),保護(hù)人類生命與財(cái)產(chǎn)安全,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理是將災(zāi)前準(zhǔn)備、災(zāi)時(shí)應(yīng)對(duì)、災(zāi)中減災(zāi)和災(zāi)后恢復(fù)4個(gè)階段融為一體,對(duì)災(zāi)害實(shí)行系統(tǒng)、綜合管理,以及協(xié)調(diào)管理各災(zāi)種防災(zāi)減災(zāi)措施的全過(guò)程。因?yàn)闉?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是致災(zāi)因子危險(xiǎn)性和承災(zāi)體脆弱性共同作用的結(jié)果,而致災(zāi)因子往往很難控制。因此,災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的重要任務(wù)則是管理人類社會(huì)系統(tǒng)的脆弱性,增強(qiáng)其應(yīng)對(duì)能力和恢復(fù)能力[2]6。
基于以上觀點(diǎn)和世界遺產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管理理論,不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理體系應(yīng)由風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防系統(tǒng)及應(yīng)急管理系統(tǒng)4部分組成。其目標(biāo)在于降低不可移動(dòng)文物的脆弱性,提高其抵抗和應(yīng)對(duì)災(zāi)害的能力,將災(zāi)害中的損失和損害降至最小,從而最大限度地保護(hù)文物價(jià)值。
3.1.1 基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論的不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
根據(jù)史培軍提出的區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論,災(zāi)害系統(tǒng)是由孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體與災(zāi)情共同組成且具有復(fù)雜特性的地球表層變異系統(tǒng)(圖4)。該系統(tǒng)的功能體系是由孕災(zāi)環(huán)境的敏感性、致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性和承災(zāi)體的脆弱性共同構(gòu)建的。孕災(zāi)環(huán)境的穩(wěn)定性或敏感性決定了災(zāi)害產(chǎn)生的頻度和強(qiáng)度;致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性反映出強(qiáng)度大小對(duì)承災(zāi)體的危害程度;承災(zāi)體的脆弱性反映出致災(zāi)與成害的關(guān)系,這與承災(zāi)體的綜合風(fēng)險(xiǎn)防范能力有關(guān)[1]56-58。鑒于不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理體系中承災(zāi)體是文物本身,故承災(zāi)體的脆弱性應(yīng)是文物類型、結(jié)構(gòu)、保存現(xiàn)狀、管理及災(zāi)害防范能力的綜合體現(xiàn)。根據(jù)不同類型不可移動(dòng)文物的本體屬性和地理分布等特點(diǎn),我們可分析文物本體脆弱性因素、致災(zāi)因子危險(xiǎn)性和孕災(zāi)環(huán)境敏感性等特性,歸納其自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特征,構(gòu)建基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論,針對(duì)不同類型文物特征,建立適用于不同自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法(圖5)。
圖4 災(zāi)害系統(tǒng)(來(lái)源:史培軍所著《災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)》)
圖5 基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論的不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論模型(來(lái)源:作者自繪)
3.1.2 基于不可移動(dòng)文物本體易損性的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
很顯然,基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論的不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法更適用于省域、縣域等大面積區(qū)域及規(guī)模大、遺產(chǎn)構(gòu)成復(fù)雜的遺產(chǎn)地或文物保護(hù)單位的評(píng)估工作。而對(duì)于遺產(chǎn)構(gòu)成單一和規(guī)模較小的遺產(chǎn)地、文物保護(hù)單位以及文物本體尺度的評(píng)估工作,更關(guān)注的是文物在自然災(zāi)害中產(chǎn)生破壞的可能性和破壞程度,即易損性。文物產(chǎn)生破壞的可能性和破壞程度既取決于致災(zāi)因子類型與強(qiáng)度,又取決于不可移動(dòng)文物的脆弱性以及抵抗災(zāi)害的能力等因素。在相近致災(zāi)強(qiáng)度的條件下,最終決定文物破壞可能性和破壞程度的是文物本身的脆弱性,而文物保護(hù)單位和文物本體尺度往往具有相同的孕災(zāi)環(huán)境和相近的致災(zāi)強(qiáng)度,所以只要精細(xì)刻畫了文物的脆弱性,并對(duì)文物面臨災(zāi)害的危險(xiǎn)性和破壞機(jī)理進(jìn)行了量化分析,就可以實(shí)現(xiàn)文物保護(hù)單位和文物本體尺度的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估?;谝陨显O(shè)想的不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,其具體評(píng)價(jià)過(guò)程應(yīng)包括3部分內(nèi)容。
3.1.2.1 文物本體保存現(xiàn)狀的詳細(xì)調(diào)查和分析
基于不可移動(dòng)文物本體易損性的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)是文物本體脆弱性的評(píng)價(jià),而文物本體的脆弱性既與文物的形制、營(yíng)造工藝、材料特性有關(guān),又與文物結(jié)構(gòu)損傷、材料劣化有關(guān),還與文物管理、文物保護(hù)工程實(shí)施效果有關(guān)。因此,文物本體的脆弱性研究就是對(duì)文物本體保存現(xiàn)狀的詳細(xì)調(diào)查和分析,主要包括3項(xiàng)研究?jī)?nèi)容:①文物形制及營(yíng)造工藝。文物的形制及營(yíng)造工藝的研究是對(duì)文物初始營(yíng)造狀態(tài)的研究,包括文物的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、材料等。②文物殘損現(xiàn)狀。由于歷史過(guò)程中受自然和人為因素的影響,不可移動(dòng)文物已被不斷改造和破壞,所以需要對(duì)其殘損現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。檢測(cè)和分析結(jié)構(gòu)損傷部位及損傷程度;檢測(cè)和分析建造材料的性能及劣化程度。③文物保護(hù)工程。該方面評(píng)估內(nèi)容包括:以往保護(hù)工程的實(shí)施部位、內(nèi)容和實(shí)施效果;目前工程有效性及對(duì)災(zāi)害防御的實(shí)際意義等。
3.1.2.2 文物所在地區(qū)自然災(zāi)害類型及危險(xiǎn)性調(diào)查分析
(1)災(zāi)害類型的識(shí)別。文物所在地區(qū)自然災(zāi)害類型的識(shí)別可采用兩種方法:①歷史資料、歷史遺跡判識(shí)法。該方法主要是利用歷史記錄資料(包括歷史文獻(xiàn)、文物記錄檔案、水利和地震部門的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))的查閱及歷史遺跡(洪水題刻、洪水痕跡、遺址地層中的洪水沉積物、災(zāi)害導(dǎo)致的地層異常等)的調(diào)查,結(jié)合文物所處位置的環(huán)境特征,從而判識(shí)文物潛在威脅的自然災(zāi)害。該方法主要適用于氣象水文災(zāi)害、地震災(zāi)害和部分地質(zhì)災(zāi)害。②形成條件判識(shí)法。該方法主要通過(guò)對(duì)文物所處環(huán)境地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等的調(diào)查,以及對(duì)自然災(zāi)害形成條件的分析,從而判識(shí)文物潛在威脅的自然災(zāi)害。該方法主要適用于地質(zhì)災(zāi)害。
(2)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析。自然災(zāi)害危險(xiǎn)性的分析也可采用兩種方法:①歷史分析法。該方法主要是利用歷史記錄資料、遺跡的梳理和分析,通過(guò)對(duì)災(zāi)害發(fā)生的頻度(如洪峰重現(xiàn)期等)和強(qiáng)度(如震級(jí)等)的分析,可對(duì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性作出預(yù)判。該方法主要適用于氣象水文災(zāi)害和地震災(zāi)害。②勘察分析法。該方法需要我們對(duì)文物所處環(huán)境的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查、勘察和檢測(cè)分析,從而確定災(zāi)害成災(zāi)的具體位置、條件、規(guī)模及危害性。該方法主要適用于地質(zhì)災(zāi)害。
3.1.2.3 災(zāi)害作用下的文物破壞機(jī)理研究及風(fēng)險(xiǎn)分析
如前所述,對(duì)于不可移動(dòng)文物保護(hù)而言,關(guān)注的是文物在災(zāi)害中發(fā)生損壞的可能性、易損的部位和損壞程度。因此,必須研究災(zāi)害與文物的作用過(guò)程,才能解決上述問(wèn)題。分析過(guò)程可包括以下3個(gè)步驟(以浙江義烏古月橋?yàn)槔?/p>
(1)構(gòu)建文物脆弱性的物理模型。根據(jù)文物本體結(jié)構(gòu)構(gòu)造的勘測(cè)成果及相關(guān)環(huán)境的調(diào)查和測(cè)試結(jié)果,可構(gòu)建與文物脆弱性相匹配的物理計(jì)算模型(圖6)。
圖6 古月橋脆弱性物理模型
(2)構(gòu)建文物脆弱性的數(shù)值模型。根據(jù)文物本體材料及巖土環(huán)境的調(diào)查和測(cè)試結(jié)果,可構(gòu)建與文物脆弱性相匹配的物理數(shù)值模型(圖7、表2)。
圖7 數(shù)值計(jì)算模型物理力學(xué)參數(shù)分區(qū)圖
表2 建造材料物理力學(xué)參數(shù)表
(3)研究災(zāi)害作用下的文物破壞過(guò)程和破壞形式。通過(guò)數(shù)值模擬的方法,可研究單災(zāi)種及多災(zāi)種耦合作用下,文物及其相關(guān)環(huán)境應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)等的變化特征(圖8、圖9),從而判識(shí)和預(yù)測(cè)文物在災(zāi)害作用下被破壞的可能性、破壞部位及破壞程度,為后續(xù)監(jiān)測(cè)和預(yù)防提供依據(jù)。
圖8 不均勻風(fēng)化時(shí)承載結(jié)構(gòu)的σ分布圖
圖9 不均勻風(fēng)化與橫鎖石折斷共同作用下結(jié)構(gòu)軸向位移圖(單位:m)(來(lái)源:李宏松所著《不可移動(dòng)石質(zhì)文物保護(hù)工程勘察技術(shù)概論》)
文物風(fēng)險(xiǎn)圖的構(gòu)建是建立在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論基礎(chǔ)上的,同時(shí)也是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果形象化的展示方式。可通過(guò)以下4個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)。
(1)構(gòu)建不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)對(duì)文物歷史災(zāi)害案例信息、文物基礎(chǔ)信息、文物現(xiàn)狀保存信息、文物本體脆弱性信息、災(zāi)害環(huán)境信息等的采集,建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式,對(duì)不同來(lái)源、不同特性的矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、圖形信息進(jìn)行邏輯整合和數(shù)據(jù)集成,構(gòu)建面向風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估服務(wù)的專題數(shù)據(jù)庫(kù)(包括致災(zāi)因子數(shù)據(jù)庫(kù)、孕災(zāi)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù),文物信息數(shù)據(jù)庫(kù)、輔助信息數(shù)據(jù)庫(kù)等)。
(2)構(gòu)建不可移動(dòng)文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的空間標(biāo)度和基礎(chǔ)要素圖層。利用地理信息系統(tǒng)(GIS)等工具,建立專題數(shù)據(jù)庫(kù)的前處理系統(tǒng)和圖形可視化表達(dá)方法,形成面向風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)要素圖層,建立基礎(chǔ)要素圖層的規(guī)范化準(zhǔn)則。對(duì)基礎(chǔ)要素圖層進(jìn)行定量分析,形成致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性及文物本體脆弱性等專題圖層,確定各專題地圖的內(nèi)容、表現(xiàn)方法、圖例設(shè)計(jì)要求及方法。
(3)建立多尺度下不可移動(dòng)文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖構(gòu)建方法。根據(jù)不可移動(dòng)文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論模型,疊加專題圖層信息,結(jié)合文物級(jí)別、類型、數(shù)量、價(jià)值損失及社會(huì)關(guān)切等因素,確定不同尺度、不同災(zāi)害下不可移動(dòng)文物風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分的標(biāo)準(zhǔn)與方法。根據(jù)文物易損性、災(zāi)害發(fā)展勢(shì)態(tài)和可能造成的危害程度,識(shí)別不可移動(dòng)文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)異值點(diǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,建立不同尺度災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖合理性判別方法。省域以縣為評(píng)估單元,依據(jù)縣域內(nèi)各級(jí)文物的數(shù)量、文物級(jí)別占比、文物類型占比、保存現(xiàn)狀占比等指標(biāo),經(jīng)加權(quán)計(jì)算后形成文物脆弱性指標(biāo),通過(guò)基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論模型,可最終確定各縣的風(fēng)險(xiǎn)值,完成風(fēng)險(xiǎn)圖構(gòu)建;縣域以文物保護(hù)單位為評(píng)估單元,依據(jù)縣域內(nèi)各文物保護(hù)單位的年代、形制、結(jié)構(gòu)、材料、保存現(xiàn)狀、管理現(xiàn)狀等指標(biāo),經(jīng)加權(quán)計(jì)算后形成文物脆弱性指標(biāo),通過(guò)基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論模型,可最終確定各文物保護(hù)單位的風(fēng)險(xiǎn)值,完成風(fēng)險(xiǎn)圖的構(gòu)建;文物保護(hù)單位以單個(gè)不可移動(dòng)文物為評(píng)估單元,在對(duì)文物本體充分勘察的基礎(chǔ)上,結(jié)合所在區(qū)域孕災(zāi)環(huán)境和致災(zāi)因子危險(xiǎn)性的評(píng)估,開展災(zāi)害作用下的文物破壞機(jī)理研究及風(fēng)險(xiǎn)分析,確定災(zāi)害作用下各文物發(fā)生破壞或損傷的可能性、部位及程度,確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),繪制風(fēng)險(xiǎn)圖。
(4)面向不同用戶的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖定制及展示?;跒?zāi)害系統(tǒng)理論,耦合災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因素、文物本體脆弱性和孕災(zāi)環(huán)境特征,結(jié)合單災(zāi)種動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和多災(zāi)種耦合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,模擬不同情境下文物受災(zāi)程度和潛在損失,刻畫文物受災(zāi)的變化過(guò)程和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)變化趨勢(shì);依據(jù)不可移動(dòng)文物災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程中遺產(chǎn)管理者、專業(yè)技術(shù)人員、社會(huì)公眾對(duì)風(fēng)險(xiǎn)信息的關(guān)注和需求,構(gòu)建差異化、定制化的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)符號(hào)系統(tǒng)和制圖規(guī)范系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)文物本體受災(zāi)過(guò)程中自然特征、模型模擬結(jié)果、實(shí)際災(zāi)害損失和應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)的可視化表達(dá),編繪滿足不同用戶需求的不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害專題風(fēng)險(xiǎn)圖。
在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估的基礎(chǔ)上,針對(duì)孕災(zāi)環(huán)境的敏感性、致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性和不可移動(dòng)文物的脆弱性的評(píng)估指標(biāo),應(yīng)梳理出可量測(cè)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)作為監(jiān)測(cè)指標(biāo)。
(1)孕災(zāi)環(huán)境的敏感性指標(biāo)。主要指控制災(zāi)害發(fā)生頻度和強(qiáng)度的文物所在區(qū)域的環(huán)境變化指標(biāo)。如影響洪澇災(zāi)害的植被覆蓋率、地形地貌變化等。
(2)致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性指標(biāo)。主要指影響不可移動(dòng)文物易損性的各類災(zāi)種的特征變化指標(biāo)。如大風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)圈半徑及歷時(shí)等。
(3)不可移動(dòng)文物的脆弱性指標(biāo)。主要指影響不可移動(dòng)文物易損性的各類文物病害的變化指標(biāo)。如影響石窟寺及石刻穩(wěn)定性的巖體強(qiáng)度、應(yīng)力、應(yīng)變及裂隙寬度、跡長(zhǎng)的變化等。
監(jiān)測(cè)技術(shù)是監(jiān)測(cè)指標(biāo)獲取的技術(shù)手段。由于孕災(zāi)環(huán)境的敏感性、致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性和不可移動(dòng)文物的脆弱性3方面指標(biāo)在空間尺度上存在很大差別,所以在技術(shù)方法的選擇和數(shù)據(jù)精度上必然也有不同的要求。對(duì)于孕災(zāi)環(huán)境敏感性和致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指標(biāo)來(lái)說(shuō),由于空間尺度較大,且涉及多部門、多學(xué)科,所以可建立多部門聯(lián)動(dòng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享機(jī)制。對(duì)于不可移動(dòng)文物的脆弱性指標(biāo)監(jiān)測(cè),可采用多種定期檢測(cè)技術(shù)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方法,結(jié)合周邊環(huán)境影響因素,構(gòu)建不可移動(dòng)文物脆弱性指標(biāo)獲取技術(shù)體系。
針對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析處理,基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)手段,確定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理及存儲(chǔ)的原則與要求,厘清監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性、趨勢(shì)性等分析處理的需求,開展多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)融合處理關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。
利用采集文物的空間信息數(shù)據(jù)、文物結(jié)構(gòu)及材料性能數(shù)據(jù),可構(gòu)建面向不可移動(dòng)文物的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù),并對(duì)采集的要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上,建立不可移動(dòng)文物的物理模型、計(jì)算模型,采用數(shù)值模擬方法,可實(shí)現(xiàn)自然災(zāi)害作用條件下不可移動(dòng)文物的破壞過(guò)程的推演,確定關(guān)鍵破壞部位。以此為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)文物本體提供技術(shù)依據(jù),并為風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防系統(tǒng)及應(yīng)急管理系統(tǒng)構(gòu)建提供參考。
基于世界遺產(chǎn)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理理論,不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)包括災(zāi)前預(yù)防、災(zāi)中應(yīng)對(duì)、災(zāi)后恢復(fù)3項(xiàng)重要內(nèi)容。其中災(zāi)前預(yù)防是風(fēng)險(xiǎn)管理的首要任務(wù),具有預(yù)見性和前瞻性。所以沒(méi)有完善的預(yù)防系統(tǒng)就不可能實(shí)現(xiàn)有效的應(yīng)急處置,它也將為災(zāi)后修繕、重建提供依據(jù)。
基于“致災(zāi)因子-孕災(zāi)環(huán)境-承載體”系統(tǒng)理論,根據(jù)3者的不同特點(diǎn),面向不可移動(dòng)文物保護(hù)可采取不同的對(duì)策,以構(gòu)建完善的預(yù)防系統(tǒng)。
5.2.1 不可移動(dòng)文物
對(duì)于不可移動(dòng)文物,首先應(yīng)采取全要素的信息采集,利用工程測(cè)量技術(shù)獲取文物空間信息,利用各類檢測(cè)技術(shù)獲取文物的結(jié)構(gòu)及材料保存信息,構(gòu)建不可移動(dòng)文物多源異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)采集的要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與關(guān)聯(lián),為實(shí)現(xiàn)災(zāi)害作用下不可移動(dòng)文物的數(shù)值模擬提供建模依據(jù),同時(shí)為災(zāi)后恢復(fù)、修繕和重建提供數(shù)字檔案依據(jù);其次應(yīng)進(jìn)行定期的維護(hù)和必要的維修,從而提高不可移動(dòng)文物抵抗自然災(zāi)害破壞的能力。
5.2.2 孕災(zāi)環(huán)境
對(duì)于孕災(zāi)環(huán)境可采取改善的對(duì)策,以減少自然災(zāi)害,特別是重大自然災(zāi)害發(fā)生的頻度。如采取河道、沖溝整治,完善排水系統(tǒng)、植被恢復(fù)等措施。
5.2.3 致災(zāi)因子
對(duì)于致災(zāi)因子可采取控制的對(duì)策,以降低自然災(zāi)害對(duì)不可移動(dòng)文物的破壞程度。雖然許多自然災(zāi)害,如地震等,是無(wú)法控制的,但其引起的次生災(zāi)害,如滑坡、崩塌等是可控的,而導(dǎo)致文物直接破壞的往往是次生災(zāi)害。如2008年汶川地震,導(dǎo)致都江堰二王廟破壞的直接原因就是地震誘發(fā)的滑坡。
根據(jù)災(zāi)害應(yīng)急管理理論和國(guó)際經(jīng)驗(yàn),無(wú)論是何種災(zāi)害或緊急狀態(tài),災(zāi)害應(yīng)急管理面臨的任務(wù)是相似的。因此,雖然處理特定災(zāi)害的措施和方法有所不同,但在管理邏輯上,面對(duì)各種災(zāi)害的應(yīng)急處理中的應(yīng)急管理機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)自然災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的特征和自然災(zāi)害應(yīng)急目的,從全過(guò)程角度出發(fā),可將自然災(zāi)害應(yīng)急管理分為預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、預(yù)警與響應(yīng)以及災(zāi)后恢復(fù)3個(gè)基本要素[3]。
6.1.1 預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備
自然災(zāi)害預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備,主要是指為災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)與處置,保障應(yīng)急需要,以最大降低災(zāi)害損失,在災(zāi)害發(fā)生前所做的一切防范與準(zhǔn)備工作。主要包括應(yīng)急管理組織與相關(guān)制度(管理體制、機(jī)制和法律制度以及預(yù)案等),應(yīng)急隊(duì)伍、物資、裝備、資金、工程和技術(shù)等保障以及應(yīng)急演練等工作。
6.1.2 預(yù)警與響應(yīng)
6.1.2.1 響應(yīng)等級(jí)
我國(guó)的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制是由政府推出的針對(duì)各種突發(fā)公共事件(包括自然災(zāi)害)而設(shè)立的各種應(yīng)急方案,通過(guò)該方案使損失減到最小。應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制強(qiáng)度由I級(jí)至IV級(jí)依次減弱。
鑒于該標(biāo)準(zhǔn)具有普適性,所以我們可根據(jù)不可移動(dòng)文物特點(diǎn)和災(zāi)害類型,從災(zāi)害強(qiáng)度和文物的易損性兩個(gè)維度進(jìn)一步細(xì)化以確定應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別,并構(gòu)建適合于不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的管理機(jī)制和管理程序。鑒于文物的脆弱性,文物對(duì)災(zāi)害響應(yīng)極快,自然災(zāi)害到來(lái)同時(shí),文物往往已遭受破壞,如2016年9月15日在臺(tái)風(fēng)“莫蘭蒂”的影響下,浙江溫州3座泰順廊橋被毀,2020年7月7日安徽黃山鎮(zhèn)海橋被洪水沖垮等。而文物的不可再生性又決定了文物破壞事件發(fā)生后,災(zāi)后修繕是不同于普通民居重建的,其價(jià)值的損失往往是無(wú)法彌補(bǔ)的。因此,對(duì)于可預(yù)測(cè)的氣象水文災(zāi)害,文物災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制必須與預(yù)警機(jī)制相結(jié)合。為了實(shí)現(xiàn)災(zāi)害預(yù)警與文物應(yīng)急響應(yīng)的有效銜接,結(jié)合現(xiàn)行氣象災(zāi)害預(yù)警等級(jí)、防汛響應(yīng)等級(jí)和文物易損性,可將文物應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)劃分為4級(jí)(表3)。
對(duì)于無(wú)法預(yù)測(cè)的地震災(zāi)害,國(guó)家主要是依據(jù)震級(jí)、死亡人數(shù)和造成的經(jīng)濟(jì)損失來(lái)確定的。文物地震災(zāi)害響應(yīng)等級(jí)的確定在依據(jù)國(guó)家地震災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)同時(shí),應(yīng)將文物的損失作為核心考量指標(biāo)。以此將文物應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)劃分為4級(jí)(表4)。
表3 氣象水文災(zāi)害預(yù)警等級(jí)及應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別
表4 地震災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別
6.1.2.2 響應(yīng)程序
(1)Ⅰ級(jí)響應(yīng)程序。地方文物主管部門發(fā)現(xiàn)隱患或突發(fā)事件發(fā)生后,應(yīng)第一時(shí)間報(bào)所在地人民政府,同時(shí)上報(bào)省級(jí)文物主管部門,并立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,實(shí)施備災(zāi)或搶險(xiǎn);全國(guó)重點(diǎn)文物單位、省級(jí)文物主管部門接到報(bào)告后,應(yīng)第一時(shí)間報(bào)國(guó)家文物局,同時(shí)立即組織專家赴現(xiàn)場(chǎng),指導(dǎo)備災(zāi)和搶險(xiǎn)工作。如遇特大災(zāi)害,全國(guó)重點(diǎn)文物單位可越級(jí)直接報(bào)國(guó)家文物局,國(guó)家文物局可直接組織專家組赴現(xiàn)場(chǎng),指導(dǎo)備災(zāi)和搶險(xiǎn)工作。
(2)Ⅱ級(jí)響應(yīng)程序。地方文物主管部門發(fā)現(xiàn)隱患或突發(fā)事件發(fā)生后,應(yīng)第一時(shí)間報(bào)所在地人民政府,同時(shí)上報(bào)省級(jí)文物主管部門;全國(guó)重點(diǎn)文物單位、省級(jí)文物主管部門接到報(bào)告后,應(yīng)第一時(shí)間報(bào)國(guó)家文物局,同時(shí)應(yīng)立即組織專家赴現(xiàn)場(chǎng),組織備災(zāi)和搶險(xiǎn)工作。
(3)Ⅲ級(jí)響應(yīng)程序。地方文物主管部門應(yīng)加強(qiáng)文物本體和所處環(huán)境變化的巡查,如發(fā)現(xiàn)潛在隱患或突發(fā)事件發(fā)生后,應(yīng)第一時(shí)間報(bào)所在地人民政府,同時(shí)上報(bào)省級(jí)文物主管部門;全國(guó)重點(diǎn)文物單位、省級(jí)文物主管部門接到報(bào)告后,應(yīng)4 h之內(nèi)報(bào)國(guó)家文物局,同時(shí)立即組織專家赴現(xiàn)場(chǎng)核查,給出相應(yīng)的備災(zāi)或搶險(xiǎn)意見。
(4)Ⅳ級(jí)程序。地方文物主管部門應(yīng)隨時(shí)關(guān)注氣象預(yù)警等級(jí)、防汛響應(yīng)等級(jí)及地震災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)變化情況和文物本體及所處環(huán)境變化情況,及時(shí)調(diào)整響應(yīng)等級(jí),并做出響應(yīng)行動(dòng)。
6.1.3 災(zāi)后恢復(fù)
災(zāi)后恢復(fù)首要任務(wù)是定損,首先應(yīng)構(gòu)建科學(xué)、完善的不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害損失評(píng)估方法;其次是災(zāi)后修繕?lè)桨傅木幹?,?yīng)為該類工程立項(xiàng)和修繕?lè)桨傅膶徟⒏鼮榭茖W(xué)、高效的管理流程;鑒于災(zāi)后文物的脆弱性,災(zāi)后不可移動(dòng)文物的修繕應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)文物本體的安全和監(jiān)測(cè)。由于災(zāi)后恢復(fù)中的修繕工作一般在應(yīng)急響應(yīng)結(jié)束以后才逐步開展,所以該部分工作可不納入應(yīng)急管理系統(tǒng)中。
根據(jù)應(yīng)急管理機(jī)制,應(yīng)急處置措施可分為備災(zāi)、搶險(xiǎn)和災(zāi)后處置3部分。
(1)備災(zāi)措施。對(duì)于可預(yù)測(cè)的自然災(zāi)害,災(zāi)前備災(zāi)技術(shù)措施可有效降低不可移動(dòng)文物的受損。我們可根據(jù)文物和所處環(huán)境條件及面臨的災(zāi)害選擇合適的技術(shù)方法,如應(yīng)急攔洪壩等。
(2)災(zāi)中搶險(xiǎn)措施。災(zāi)中搶險(xiǎn)措施主要針對(duì)文物本體實(shí)施。對(duì)文物本體涉及的結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn),并采取必要的臨時(shí)保護(hù)措施,如支頂、支撐、防護(hù)等。
(3)災(zāi)后處置措施。災(zāi)后處置措施主要針對(duì)文物所處環(huán)境進(jìn)行實(shí)施。由于自然災(zāi)害的作用,文物所處環(huán)境變得極為脆弱和敏感,容易產(chǎn)生次生災(zāi)害,如不及時(shí)實(shí)施整治,極易對(duì)不可移動(dòng)文物造成新的破壞;自然災(zāi)害后,文物所處環(huán)境必將發(fā)生很大的變化,如不及時(shí)處置恢復(fù),也會(huì)對(duì)災(zāi)后脆弱的不可移動(dòng)文物造成新的威脅,如洪澇災(zāi)害后的淤積,不僅會(huì)增加不可移動(dòng)文物的附加荷載,而且長(zhǎng)期浸泡會(huì)降低建筑地基和基礎(chǔ)承載力,甚至?xí)绊懗兄亟Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。根據(jù)2016年浙江溫州泰順廊橋?yàn)?zāi)后修繕經(jīng)驗(yàn),災(zāi)中至災(zāi)后對(duì)受損文物構(gòu)件的收集也是一項(xiàng)重要的工作,可為災(zāi)后修繕提供依據(jù)和材料,從而降低文物價(jià)值的損失。
基于世界遺產(chǎn)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理理論提出的由風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防、應(yīng)急管理構(gòu)成的不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理體系,將災(zāi)前預(yù)防、災(zāi)中應(yīng)急、災(zāi)后恢復(fù)有機(jī)結(jié)為一體,互為支撐,可以實(shí)現(xiàn)不可移動(dòng)文物自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的全過(guò)程管理。