龍泉驛區雷電災害風險調查評估與區劃

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【摘 要】本文以龍泉驛區為研究對象，結合該區近年的防雷檢測資料和統計局關于GDP、人口、面積等相關資料，統計和分析該區域內易燃易爆、超高層建筑、大型公共設施、人員密集等雷電災害較大隱患的場所，通過計算得出經濟損失模數和生命易損模數，為形成該區域雷電災害隱患手冊提供基礎信息。對龍泉驛區按區域評估方法進行雷電災害風險評估，根據評估結果，對龍泉驛區各鄉鎮進行風險區劃，確定雷電災害易發區域。運用MaInfoProfessional軟件，導入成都市防雷中心提供的閃電定位儀監測到的2013-2015年成都市的雷電數據，可查看龍泉驛區各鄉鎮當年發生的雷電次數和雷電強度。通過易損性指標采用5級分區法劃分出龍泉驛區各鄉鎮雷電災害易損等級（分為極低易損區、低易損區、中易損區、高易損區、極高易損區5各不同的區域）。該課題研究成果將提升龍泉驛區雷電災害主動防護能力，并可提供相應的雷電災害隱患防范思路和防護對策，為政府防災減災的決策工作提供必不可少的參考資料，將對龍泉驛區社會經濟發展和防雷減災工作發揮積極作用。

【關鍵詞】區劃 雷擊密度 雷電強度 經濟損失 模數 生命易損 模數

我國平均每年因雷電災害直接造成人員傷亡近千人，經濟損失百億元以上。我省是雷電災害發生較為頻繁的省份之一，雷電災害的頻繁發生嚴重威脅著人民生命財產安全和社會公共安全，越來越引起社會各界的廣泛關注。因此，該研究對于建立龍泉驛區雷電災害風險區劃，提升雷電災害主動防護能力，降低因雷電災害帶來的損失和保障人民生命財產安全具有極其重要的意義。

1 數據來源和研究方法

1.1 數據來源

龍泉驛區雷電資料來源于成都市防雷中心提供的2013-2015年龍泉驛區各鄉鎮閃電定位儀的觀測數據；區域人口密度、區域單位面積生產總值來自于龍泉驛區統計年鑒（2013-2015）。

1.2 龍泉驛區雷電災害風險評估的研究方法和技術路線

1.2.1 研究方法

我中心在有關部門的幫助下收集雷電災害風險源數據，研究雷電災害風險源，參考標準《雷電防護第2部分：風險管理》（GB/T 21714.2-2008，IEC 62305-2：2010），結合雷電災害風險源和數據源統計分析。利用四川省2013-2015年閃電監測數據和雷電災害統計數據，選取雷擊密度、雷電強度、經濟損失模數和生命易損模數作為雷電災害易損性風險評估指標，計算出各地區的雷災易損性分析指標值，然后確定其分級標準，獲得各等級值，確定雷電災害易發區域，對雷電災害風險進行區劃；并針對重點防雷場所，建立雷電災害隱患手冊；同時結合區劃結果對環境背景進行分析，得出不同風險區的主要影響因素，并提出相應的防護對策。

1.2.2 技術路線（如圖1）

2 數學模型的建立

通過以上成都市閃電定位儀和人文經濟指標數據的統計與分析，建立雷電災害風險因子，參數定義如下：

（1）雷擊密度M。M=N1/S，雷擊密度是指單位面積內所發生的雷電數量，單位為次/km2，它是反映雷電次數的一個指標。雷擊密度越大，說明區域內雷電災害易損性越大。N1為區域閃電次數，S為區域面積。

（2）雷電強度K。雷電強度K為區域雷電流大小的平均值，表示該區域雷電釋放能量的大小，雷電強度越大，造成的損失可能越大。

（3）經濟損失模數D。D=DS/S，經濟損失模數D表示區域發生雷電災害時單位面積上的經濟損失，單位為億元/km2。該指標反映區域單位面積上的經濟損失。比較客觀反映了區域的經濟易損情況，也間接反映了區域防護雷電災害，抵抗雷電災害能力和可迅速恢復能力。

（4）生命易損模數L。L=LS/S，生命模數L表示區域發生雷電災害時單位面積內受危害人口數量，單位為人/km2，該指標客觀反映區域生命對災害的敏感性，也間接反映區域防御和抵抗雷電災害的能力。

3 雷電災害風險易損性綜合評估

龍泉驛區各鄉鎮街道雷電災害易損性分析指標，如表1所示。

雷電災害易損性主要體現了該區域未來因雷電造成的可能損失量的高低，本課題對區域綜合易損度采用極高1.0、高0.8、中0.5、低0.2、極低0.0五個等級來描述。分級方法采用氣象統計分析中的分級統計方法。其核心思想是：首先將12個鄉鎮街道的某個指標值從小到大按順序排列，并按第一組到第四組2個記錄，第五組4個記錄的方法分為5組數據。第n（n=1，2，3，4）組中的最大值和第n+1（n=1，2，3，4）組的最小值的平均值作為第n（n=1，2，3，4）級的最大值和第n+1（n=1，2，3，4）級的最小值。龍泉驛區5個雷電災害易損性指標分級標準如表2所示。

將表1雷電災害易損性風險評估指標按照表2的登記標準進行劃分，即各易損指標的損失估計值（絕對值）統計換算為該類型指標的等級值（相對值）來劃分雷電災害易損等級。然后通過累加各個區域雷電災害易損指標等級值，取平均值得到各個區域雷電災害易損性綜合評估結果（表3）。從表3中的綜合易損度以及各指標值的大小，可以分析龍泉驛區各鄉鎮街道雷電災害易損性風險情況，為龍泉驛區各區域減少雷電災害，防御雷電災害規劃提供較客觀的科學依據。綜合評估結果如表3所示。

4 龍泉驛區雷電災害易損性風險區劃

根據表3中的雷電災害綜合易損度的評估結果，采用5級分區法將龍泉驛區各鄉鎮街道劃分為極低易損區、低易損區、中易損區、高易損區、極高易損區5各不同的區域。計算的各區域雷電災害綜合易損度等級值分別為：極低易損區（0.000～0.375）、低易損區（0.0375～0.487）、中易損區（0.488～0.549）、高易損區（0.550～0.700）、極高易損區（0.700～1.000）。區劃結果為表4。

運用arcgis對龍泉驛區雷電災害風險區劃進行色塊劃分，風險區劃圖如圖2所示。

5 結論與討論

由上述分析可以得出龍泉驛區雷電災害綜合易損度的評估結果：洛帶鎮、洪安鎮屬于極低易損區；同安街道、黃土鎮屬于低易損區；柏合鎮、十陵街道屬于中易損區；萬興鄉、西河鎮屬于高易損區；大面街道、龍泉街道、山泉鎮、茶店鎮屬于極高易損區。

目前，雷電災害的風險評估還沒有一個成熟的普遍實用的理論模型。本論文收集龍泉驛區3年來閃電監測數據的基礎上，充分借鑒成都市防雷中心雷電災害方面的研究成果，結合數學統計學和地理信息系統的相關知識，嘗試構建龍泉驛區雷電災害風險評估數學模型，對不同鄉鎮的風險程度進行了評價，同時進行了風險區劃，基本上達到了預期的目標，但是由于資料的精確程度有限性，可支持的理論基礎稀少性，在研究過程中還存在著一部分問題。

首先雷電災害風險因子還有待完善，雷電災害統計數據是較為重要的因子，但由于許多鄉鎮單位和個人發生雷擊災害事故后不能及時向當地氣象主管部門報備，或存在隱報、瞞報的現象，因此導致這個因子不準確不能使用。

其次是災害風險區劃的精確性問題。在實際應用中這類區劃所涉及的行政區域越小越好，如果行政區劃精確到村，那么區劃結果應用價值就會更高，但本研究行政區是鄉、鎮。這個問題在比例尺足夠大，地圖信息和閃電資料足夠充分的情況下是可以解決的。

總體上來說，本論文利用MapInfo軟件初步對龍泉驛區雷電災害風險性進行評價和區劃，但還存在一些問題，我們會在進一步繼續完善。

參考文獻：

[1]《雷電防護第2部分：風險管理》（GB/T 21714.2-2008，IEC 62305-2：2010）.

[2]成都市雷電災害隱患調查研究.