引子
氣候變化已經對我國城市的基礎設施造成了十分顯著的影響，其引發的災害風險不斷增加。當前我國尚未全面啟動氣候變化對基礎設施的潛在影響評估。如何評價氣候變化對基礎設施的影響，以提升其氣候變化應對和防災減災能力，既是科學研究的熱點難點，也是國家可持續發展中的現實問題。本文從工作組織、科學研究和政策上提出相關政策建議，以期服務國家「十四五」期間應對氣候變化對交通基礎設施的影響。
一、氣候變化對交通基礎設施的影響及國際經驗
城市化和全球氣候變暖導致的極端天氣事件頻次增加、強度增強，已經對交通基礎設施造成了嚴重危害。極端天氣導致的洪水、滑坡、泥石流、雪崩等影響著交通基礎設施結構及安全運營。例如，極端暴雨洪水衝毀路基橋梁，地下水位下降導致鐵路和公路設施結構沉降，凍土融化造成「凍土帶」的鐵路和公路設施結構破壞等。在致險成害機理上，以地面沉降對鐵路的影響為例，全球氣候變化導致水資源不均勻時空分布加劇，極端乾旱事件頻繁發生，乾旱程度加劇。乾旱導致地下水的補給減少，同時引發地下水需求量增加，導致人為過量開採地下水。當前地下水位下降的地區日益增多。隨著地下水位下降，土層孔隙水壓力不斷減小，土體有效應力增加，加之列車長期動力荷載的作用，導致土體壓縮，基礎承載力下降，鐵路線路基礎設施結構將會產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，氣候變化對基礎設施的影響評價問題已經引起了國際各界的高度重視。例如，英國牛津大學環境變化研究中心自2012年以來，針對氣候變化下的國家基礎設施網絡動態風險評估與適應性措施開展了一系列的研究，提出了基於複雜系統的基礎設施網絡風險評估方法，其研究成果為英國政府制定基礎設施長期規劃提供了科學依據。歐盟自2014年起，啟動了極端天氣事件下基礎設施風險評估項目，評估了歐洲近年來極端天氣事件對基礎設施造成的影響，並從監測預警、風險分析、情景模擬、降低風險策略等諸多方面對基礎設施面臨的風險進行了研究。
二、我國氣候變化事實及其對交通基礎設施的影響
（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呈增加趨勢，平均每10年增加3.8%。1961-2018年，我國發生了178次區域性氣象乾旱事件，呈上升趨勢，其中極端乾旱事件16次，嚴重乾旱事件37次，中度乾旱事件73次。整體來看，我國氣候極端化發展明顯，嚴重威脅著我國交通基礎設施及運營的安全。
（二）氣候變化對我國交通基礎設施及安全運輸影響巨大
2018年，我國鐵路營業裡程達到13.1萬公裡，運送旅客發送量33.7億人次，運量接近全球人口的一半。2018年末，我國公路總裡程達到484.7萬公裡，高速公路達到14.26萬公裡，位居世界第一，全年營業性客運量達136.7億人，貨運量達395.7億噸。隨著我國交通基礎設施建設的高速發展，我國已形成了複雜的交通網絡系統。一旦局部的交通基礎設施受到氣候變化的影響，將使整個交通網絡的協調成本增多，引發一系列的問題，造成嚴重的經濟損失，甚至社會穩定問題。在公路方面，2008年初，我國南方發生的歷史罕見的低溫雨雪冰凍極端災害天氣造成部分地區交通運輸全面癱瘓，最多時21條國道近4萬公裡路段通行不暢，上萬車輛和人員被困。2009年8月18日，陝西省寧陝縣遭遇歷史罕見的特大暴雨，造成西漢高速公路寧陝段發生特大泥石流災害,導致交通雙向中斷，1300餘輛車滯留。2011年7月28日,秦巴山區出現強降雨,導致210省道潘家灣至太白縣城段因暴雨多處發生塌方，交通中斷，108國道周至縣境內因暴雨發生塌方，交通中斷。在鐵路方面，我國《時速300~350km客運專線鐵路設計暫行規定》中對基礎工後沉降做出了嚴格要求：有砟路基工後沉降不大於5 mm，無砟路基工後沉降不應超過扣件允許的沉降調高量15 mm。然而鐵路往往跨越多種地貌地質單元,沿線經過的區域氣候、水文、植被等環境條件差異大，大部分地區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成了威脅。以華北地下水位下降顯著的漏鬥沉降區為例，自2009年12月至2012年9月期間某高鐵連續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。西南地區某高速鐵路一座橋梁墩臺自2010年9月起連續3年的觀測數據表明，橋梁墩臺呈雨季上升、旱季下沉的規律性變化，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於周邊地區過量抽水，導致橋墩沉降過大，嚴重影響了高鐵軌道線路的平順性，採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設施影響方面的進展與不足
我國在氣候變化對交通基礎設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，重點關注不同高速公路或高等級公路交通氣象災害防禦問題。例如，北京市公路局開展了「高速公路霧警自動限速標誌系統」的研究；江蘇省氣象局與江蘇寧滬高速公路公司聯合完成了「寧滬高速公路(江蘇段)秋冬季大霧災害研究」；交通部公路科研所等開展了對京珠北高速公路紅雲霧區安全保障技術方面的研究。為了積極應對氣候變化,統籌開展適應氣候變化工作，2013年11月，國家發展和改革委員會聯合財政部、住房和城鄉建設部、交通運輸部、水利部、農業部、林業局、海洋局、中國氣象局共9部(局)共同制定並印發了《國家適應氣候變化戰略》，指出當前我國「採礦、建築、交通、旅遊等行業部門防範極端天氣氣候事件能力不足」。但當前我國科學研究更多從宏觀尺度研究氣候變化對交通基礎設施的潛在影響，缺乏長期數據觀測的定量研究，且更多關注交通基礎設施產生破壞後對城市基礎網絡系統以及經濟、社會的影響。在政策和管理上，由於具體政策落實緩慢，交通部門和其他部門之間存在潛在的數據和行動壁壘，且科研界和實務界的深層次溝通和協作不足，導致在認識上存在欠缺和不重視，甚至出現科學研究成果無法落地和指導實踐，而一線實務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、生態環境部聯合牽頭，協同國家發展改革委員會、應急管理部、財政部、水利部、中國氣象局等相關部委，成立由科研界和實務界廣泛參與的「氣候變化交通安全影響委員會」，設立「新時代中國綜合減災十年計劃」，發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險隱患的行動計劃，並將其納入「國家十四五綜合防災減災規劃」之中。
（2）在科學研究上，通過科研界和實務界的深入溝通與合作，以需求為導向，精準開展氣候變化對交通基礎設施的影響研究。其一，重點開展我國東部地區高鐵沿線和沿海地區重點公路段的地下水位動態變化和地面沉降監測。其二，以氣候變化影響下的交通基礎設施沉降問題為出發點，發展交通線路沉降風險的定量評估模型和方法。重點發展和構建地下水位動態變化與車輛長期往復荷載協同作用對高鐵軌道和公路基礎設施沉降變形和動力穩定性影響的模型。其三，對於已有的城市交通基礎設施設防標準要開展科學評估，釐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和重點時段的城市交通基礎設施影響上，各大城市要精準制定應對措施和預案。
（3）在政策上，鼓勵科研界和實務界的精準合作。其一，通過合理評估和科學規劃，制定鐵路和公路沿線區域地下水開採的政策，並納入法律法規體系，同時將其作為區域可持續發展的考核指標。其二，制定一體化的國家、行業和地方標準，嚴格規範氣候變化背景下交通基礎設施的工程設計措施，有效提升地面沉降的科學防治對策。其三，在科研項目上，規劃開展「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」。在導向上鼓勵科研界和實務界的深層次合作，並將其納入國家「十四五」期間的重點科技攻關項目。其四，建議各省市、自治區、直轄市等地方科技部門和交通部門協同設立地方氣候變化對當地交通基礎設施影響的科研項目。
（本文受北京市社科基金研究基地項目（19JDGLA008）和中國博士後科學基金資助項目（2019T120114;2019M650756）資助）
作者簡介：
孔鋒，清華大學公共管理學院助理研究員。
本期責任編輯：張馨
原標題：《【專稿】孔鋒：關於國家「十四五」發展期間氣候變化對交通基礎設施影響的戰略思考》