泰州市雷電災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃

1、 泰州市雷電災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃 摘要利用泰州市20172019年閃電定位系統(tǒng)資料，選取雷擊密度、雷電流幅值作為雷電災(zāi)害致災(zāi)因子危險性評估指標(biāo)，選取生命易損模數(shù)、經(jīng)濟易損模數(shù)作為雷電災(zāi)害承災(zāi)體易損性評估指標(biāo)，采用4級分區(qū)法對上述雷電災(zāi)害風(fēng)險評估指標(biāo)進(jìn)行分級，將泰州市7個區(qū)（縣）按照4個雷電災(zāi)害評估指標(biāo)的所屬等級獲取相應(yīng)等級值，最后根據(jù)適當(dāng)?shù)臋?quán)重對評價指數(shù)歸一化處理，形成泰州市雷電災(zāi)害綜合風(fēng)險區(qū)劃。結(jié)果表明：興化市為低風(fēng)險區(qū)域，姜堰區(qū)、泰興市為中風(fēng)險區(qū)域，高港區(qū)、醫(yī)藥高新區(qū)、靖江市為高風(fēng)險區(qū)域，海陵區(qū)為極高風(fēng)險區(qū)域。關(guān)鍵詞：雷電災(zāi)害；評估指標(biāo)；風(fēng)險區(qū)劃1 引言隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代化水平的提高，特

2、別是由于信息技術(shù)的快速發(fā)展，氣象災(zāi)害尤其是雷電災(zāi)害的危險程度和造成的經(jīng)濟損失及社會影響越來越大，雷電災(zāi)害涉及的行業(yè)和區(qū)域越來越廣，這就需要通過積累的歷史資料，對區(qū)域雷電災(zāi)害進(jìn)行系統(tǒng)性的分析研究。通過雷電災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃工作，可以給出雷電災(zāi)害風(fēng)險的分布，雷電災(zāi)害出現(xiàn)的概率是多少，并指出哪些地區(qū)風(fēng)險最大，提醒政府和公眾雷電災(zāi)害風(fēng)險高的區(qū)域，予以重點防范，還可以為城鄉(xiāng)規(guī)劃、工程布局、災(zāi)害防控工程提供依據(jù)。從國內(nèi)關(guān)于雷災(zāi)易損度區(qū)劃研究現(xiàn)狀中可以看到，有關(guān)省、市級別的雷災(zāi)易損度區(qū)劃已經(jīng)有不少研究，如郭虎、熊亞軍等1分析了北京市雷電災(zāi)害的易損性，形成北京市雷電災(zāi)害易損性區(qū)劃。李彩蓮等2根據(jù)陜西省雷暴日和雷電災(zāi)

3、害統(tǒng)計資料，結(jié)合陜西各市的經(jīng)濟和人口密度特征，提出了雷暴日數(shù)、雷電災(zāi)害頻度、生命易損模數(shù)及經(jīng)濟易損模數(shù)作為各市雷電災(zāi)害易損性評估指標(biāo)，并用4級法形成陜西省雷電災(zāi)害易損度區(qū)劃。尹娜等3以雷擊密度、雷電災(zāi)害頻度、經(jīng)濟損失模數(shù)、生命易損模數(shù)作為評價指標(biāo)對廣東省雷電災(zāi)害進(jìn)行了風(fēng)險區(qū)劃分析。蔣勇軍等4通過對重慶市雷電災(zāi)害易損性的分析，并做了其易損度區(qū)劃。嚴(yán)春銀5對江西省雷災(zāi)易損性進(jìn)行綜合評估，生成江西省雷災(zāi)易損度區(qū)域劃分。張旭輝等6采用多年平均雷暴日數(shù)、人均國民產(chǎn)值、人口密度、河網(wǎng)密度、海拔高度和綜合災(zāi)度等作為評價指標(biāo)分析了江蘇省雷災(zāi)易損性進(jìn)行綜合評估，生成江蘇省雷災(zāi)易損度區(qū)域劃分。這些研究成果，不但豐

4、富了雷電災(zāi)害理論研究，還為防雷減災(zāi)管理發(fā)揮了作用。本文選取雷擊密度、雷電流幅值作為雷電災(zāi)害致災(zāi)因子危險性評估指標(biāo)，選取生命易損模數(shù)、經(jīng)濟易損模數(shù)作為雷電災(zāi)害承災(zāi)體易損性評估指標(biāo)，形成泰州市雷電災(zāi)害綜合風(fēng)險區(qū)劃。2 資料來源與研究方法2.1 資料來源文中經(jīng)濟、人口及土地面積等數(shù)據(jù)源于泰州市2019年年鑒，雷擊密度和雷電流幅值數(shù)據(jù)根據(jù)江蘇省閃電定位系統(tǒng)20172019年的監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理而得。2.2 研究方法選取雷擊密度、雷電流幅值作為雷電災(zāi)害致災(zāi)因子危險性評估指標(biāo)，選取生命易損模數(shù)、經(jīng)濟易損模數(shù)作為雷電災(zāi)害承災(zāi)體易損性評估指標(biāo)，然后采用4級分區(qū)法對上述雷電災(zāi)害風(fēng)險評估指標(biāo)進(jìn)行分級。3 雷電災(zāi)害風(fēng)

5、險區(qū)劃3.1 雷電災(zāi)害致災(zāi)因子危險性評估指標(biāo)雷擊密度m：雷擊密度是指單位面積內(nèi)所發(fā)生的地閃數(shù)量（單位：次/），它是反映雷暴活動的重要指標(biāo)之一，雷擊密度大，說明區(qū)域孕災(zāi)環(huán)境復(fù)雜，致災(zāi)因子活躍，承災(zāi)體受損可能性大，能夠精確地反映小區(qū)域范圍遭雷擊情況。m=式中，f為閃電總數(shù)，s為面積，n為統(tǒng)計樣本年數(shù)。雷電流幅值i:雷電流幅值是指雷電流強度平均值，是表示區(qū)域雷電強度的重要指標(biāo)。式中，ii為每次雷電流幅值，單位為ka，n為統(tǒng)計樣本總數(shù)。根據(jù)泰州市20172019年閃電定位資料，以7個區(qū)（縣）為基本分析單元，計算出各區(qū)（縣）雷電密度和雷電流幅值，其統(tǒng)計結(jié)果見表1。表1 泰州市各區(qū)（縣）的雷電災(zāi)致災(zāi)因子危

6、險性評估指標(biāo)區(qū)（縣）雷擊密度雷電流幅值海陵區(qū)0.49339.5高港區(qū)0.69535.7姜堰區(qū)0.39939.2醫(yī)藥高新區(qū)0.28640.8興化市0.37343.7靖江市0.80433.5泰興市0.79336.53.2 雷電災(zāi)害承災(zāi)體易損性評估指標(biāo)生命易損模數(shù)：l=p/s，式中，l代表某區(qū)域發(fā)生雷電災(zāi)害時，單位面積上可能受到雷電危害的人口數(shù)量（單位：人/），即該區(qū)域內(nèi)單位面積上的人口數(shù)量；p為泰州市統(tǒng)計局統(tǒng)計的2018年岳陽市各區(qū)域人口總數(shù)，s為該區(qū)域的國土面積，該指標(biāo)客觀反映了某區(qū)域生命對災(zāi)害的敏感性，也間接地反映區(qū)域防御和抵抗雷電災(zāi)害的能力。經(jīng)濟易損模數(shù)：表示區(qū)域內(nèi)發(fā)生災(zāi)害時，單位面積上的易

7、損經(jīng)濟量（） 與各市行政面積的比值，單位：萬元），該指標(biāo)可以反映區(qū)域單位面積上的易損經(jīng)濟量，還可以間接反映各市抵抗雷電災(zāi)害的能力及災(zāi)后恢復(fù)能力。泰州市所轄區(qū)（縣）生命易損模數(shù)、經(jīng)濟易損模數(shù)見表3。表3 泰州市各區(qū)（縣）的承災(zāi)體易損性評估指標(biāo)區(qū)（縣）生命易損模數(shù)經(jīng)濟易損模數(shù)海陵區(qū)2027.026206.9高港區(qū)886.219174.1姜堰區(qū)786.87715.0醫(yī)藥高新區(qū)1471.122743.0興化市519.33779.2靖江市1044.615284.9泰興市916.78980.04 結(jié)果與分析各區(qū)（縣）的雷電災(zāi)害易損性指標(biāo)主要體現(xiàn)該區(qū)城發(fā)生雷電災(zāi)害時在某一方面可能造成損失量的大小，尚不能給出

8、雷災(zāi)易損性大小的直觀概念。為彌補上述不足，將雷電災(zāi)害損性指標(biāo)用極高、高、中、低4個級別來描述，按照災(zāi)害學(xué)通常方法，并結(jié)合泰州市雷電災(zāi)害的實際情況，賦予各等級如下的定值：極高為1.0，高為0.8，中為0.5，低為0.2。分級方法采用氣象學(xué)統(tǒng)計分析中的分級統(tǒng)計方法,其核心思想是:首先將7個區(qū)（縣）的某個指標(biāo)值從小到大按順序排列，并按第1，3組2個記錄，第2組3個記錄的方法分為3組數(shù)據(jù)。第n（n=1,2,3)組中的最大值和第n+1(n=1,2,3)組的最小值的平均值作為第n（n=1,2,3)級的最大值和第n+1(n=1,2,3)級的最小值。泰州市各項雷電災(zāi)害易損性指示分級標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。分級完成后，

9、首先判斷每個區(qū)（縣）每個指標(biāo)的所屬級別，獲取相應(yīng)指標(biāo)值，然后將指標(biāo)值按照適當(dāng)權(quán)重最后獲取綜合易損性值。表4 泰州市雷電災(zāi)害易損性指標(biāo)的等級標(biāo)準(zhǔn)評估指標(biāo)極高（1.0）高（0.8）中（0.5）低（0.2）雷電密度0.7990.5290.7990.330.5290.33雷電流幅值42.338.442.334.638.434.6生命易損模數(shù)1749.1949.21749.1653.1949.2653.1經(jīng)濟易損模數(shù)24475.014479.724475.05747.114479.75747.1為了將指標(biāo)值統(tǒng)一量綱，便于各區(qū)（縣）間進(jìn)行比較，需要對指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，將值統(tǒng)一轉(zhuǎn)化到0，1范圍，雷擊密度、

10、雷電流幅值、生命易損模數(shù)、經(jīng)濟易損模數(shù)的權(quán)重分別選取0.3、0.3、0.2、0.2，進(jìn)一步計算出泰州市各區(qū)（縣）的雷電災(zāi)害綜合生命易損度（表5）。表5 泰州市雷電災(zāi)害綜合易損度地名雷擊密度雷電流幅值生命易損模數(shù)經(jīng)濟易損模數(shù)綜合易損性海陵區(qū)0.50.81.01.00.79高港區(qū)0.80.50.50.80.65姜堰區(qū)0.50.80.50.50.59醫(yī)藥高新區(qū)0.20.80.80.80.62興化市0.51.00.20.20.53靖江市1.00.20.80.80.68泰興市0.80.50.50.50.59根據(jù)雷電災(zāi)害綜合易損度的評估結(jié)果，同樣采用4級分區(qū)法將泰州市7個區(qū)（縣）劃分為雷電災(zāi)害低風(fēng)險區(qū)、中

11、風(fēng)險區(qū)、高風(fēng)險區(qū)和極高風(fēng)險區(qū)4個不同的易損度區(qū)域。首先將7個區(qū)（縣）的雷電災(zāi)害綜合易損度的評估結(jié)果按從小到大順序分為3組：第1組（0.53，0.59），第2組（0.59,0.62,0.65），第3組（0.68,0.79）；然后分別計算第n(n=1,2,3)組中的最大值和第n+1(n=1,2,3)組中的最小值的平均值作為第n+1(n=1,2,3)級的最大值和第n+1(n=1,2,3)級的最小值。計算的各等級雷電災(zāi)害綜合易損度值分別為：低風(fēng)險區(qū)（0.0000.56），中風(fēng)險區(qū)（0.560.62），高風(fēng)險區(qū)（0.620.735），極高風(fēng)險區(qū)（0.7351.0000）。最后根據(jù)7個區(qū)（縣）的雷電災(zāi)害綜

12、合易損度值，判斷各自所屬的易損度等級（表6），形成泰州市雷電災(zāi)害綜合風(fēng)險區(qū)劃圖（圖1）。表6 泰州市雷電災(zāi)害生命易損度區(qū)劃表易損度分區(qū)地名低風(fēng)險區(qū)域興化市中風(fēng)險區(qū)域姜堰區(qū)、泰興市高風(fēng)險區(qū)域高港區(qū)、醫(yī)藥高新區(qū)、靖江市極高風(fēng)險區(qū)域海陵區(qū)圖1 泰州市雷電風(fēng)險區(qū)劃圖5 結(jié)論和討論5.1 結(jié)論1）泰州市雷電災(zāi)害易損性可以用取雷擊密度、雷電流幅值、生命易損模數(shù)、經(jīng)濟易損模數(shù)這4個指標(biāo)來評估。2）泰州市雷電災(zāi)害綜合評估的結(jié)果表明，興化市為低風(fēng)險區(qū)域，姜堰區(qū)、泰興市為中風(fēng)險區(qū)域，高港區(qū)、醫(yī)藥高新區(qū)、靖江市為高風(fēng)險區(qū)域，海陵區(qū)為極高風(fēng)險區(qū)域。5.2 討論根據(jù)泰州市雷電災(zāi)害綜合評估結(jié)果，應(yīng)廣泛開展防雷科普知識宣傳

13、，不斷提高公眾的避險、自救、互救能力，增強全社會依法防雷、科學(xué)防雷、主動防雷的意識。對位于極高風(fēng)險區(qū)和高風(fēng)險區(qū)的易燃易爆場所和人員密集場所如油庫、學(xué)校、醫(yī)院等應(yīng)嚴(yán)格按照防雷規(guī)范完善防雷裝置。對雷電防護(hù)有特別要求的行業(yè)及人員密集場所在建設(shè)規(guī)劃時需盡量選取在低風(fēng)險區(qū)域。本文研究泰州市雷電災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃，其目的是為了泰州市防御雷電災(zāi)害、減低雷電災(zāi)害損失、制訂防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，也為開展其他氣象災(zāi)害方面的風(fēng)險區(qū)劃提供參考借鑒。但由于本文使用的閃電定位系統(tǒng)資料年限較短，其時間序列（20172019年）樣本均值的穩(wěn)定性和代表性有限，可能影響評估和區(qū)劃的可靠性；另外，本文選取的雷電災(zāi)害風(fēng)險評估指標(biāo)權(quán)重的選取是否恰當(dāng)，這也可能影響到各區(qū)域雷電災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃的可行度，對此類問題，有待于今后作進(jìn)一步研究和探討。參考文獻(xiàn)1郭虎，熊亞軍.北京市雷電災(zāi)害易損性分析、評估及易損度區(qū)劃j.應(yīng)用氣象學(xué)