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貴州“雷擊村”雷擊事件調查分析及防御措施

2024-04-24 01:06范傳華龍世林丁旻向杯菊夏昌基
農業災害研究 2024年1期
關鍵詞:雷擊

范傳華?龍世林?丁旻?向杯菊?夏昌基

摘 要:通過對貴州省黃平縣一碗水鄉的“雷擊村”(長龍灣村)雷擊事件進行現場走訪和實地調查,結合當地的氣象特征、地形地貌,調取當時的氣象歷史資料進行研究分析,找到了“雷擊村”雷擊事故發生和雷電多發的原因:當地春季受西南熱低壓影響,水汽抬升凝結易形成局地的雷暴天氣;夏季受東南和西南暖濕空氣的共同影響,加上地形作用觸發了局地雷暴天氣。通過總結該地區雷電災害發生的一般規律和特征后,結合當地實際情況提出了幾點針對性的防御措施和建議,旨在有效保障當地人民群眾的生命財產安全,增強農村的雷電災害防御能力。

關鍵詞:雷擊;雷電多發原因;雷電防御

中圖分類號:P446 文獻標志碼:B文章編號:2095–3305(2024)01–0-04

雷電災害是一種氣象災害,可直接導致人員或動物傷亡或引發火災,雷電波入侵、雷擊電磁脈沖干擾可導致電力系統、通信系統、雷達天線及其他電子信息系統故障或失效,從而產生巨大的經濟損失。

不完全統計,我國每年有上千人因雷擊傷亡,雷擊造成的直接經濟損失達數十億,甚至數百億元。雷電導致火災、爆炸、信息系統癱瘓等事故頻繁發生,甚至家用電器都可能受到雷電災害的嚴重威脅。隨著經濟社會發展和現代化水平的不斷提高,信息技術快速發展,電子信息系統的應用日益增多,雷電災害造成的經濟損失和社會影響也越來越大。

1 “雷擊村”概況

黃平縣一碗水鄉長龍灣村大沖組、爛田灣組是遠近聞名的“雷擊村”。長期以來,村民談雷色變,遇到電閃雷鳴時,總會不知所措。2020年4月9日,黃平縣一碗水鄉長龍灣村村委會向黃平縣氣象局報告,希望氣象部門能夠對村里發生雷擊事故的原因進行調查及鑒定。

2 雷擊事件現場走訪調查

長龍灣村位于黃平縣一碗水鄉政府駐地東北部,東面、北面靠施秉縣牛大場鎮牛大場村,南面鄰本鄉朗滸村和一碗水村,西連水淹塘村,占地總面積12.45 km2,

轄9個村民小組(11個自然寨),其中,大沖組44戶,人口198人,爛田灣組46戶,人口204人。該村無任何礦產,當地以種植中藥材為主。針對該村頻繁遭受雷擊的問題,2020年4月15日,州、縣兩級氣象局組成專家調查組,在村主任的帶領下,調查組逐一對一碗水鄉長龍灣村的雷擊事發點開展實地調查。雷擊事件發生地點見圖1。

據不完全統計,該村大沖組、爛田灣組三十余年來,已發生過多起雷擊事故,其中,雷擊致人死亡3人,受傷多人。經分析,6起雷擊事故的原因主要為直擊雷、感應雷所引起的雷電災害。

3 雷擊事件多發的成因

3.1 地形對氣候的影響

黃平縣一碗水鄉長龍灣村位于黃平北部,村寨位于中華山、白巖山、五青山、谷子坡和施秉縣尖坡和古佛山之間的盆地西側,村寨東側有1條南北貫通的峽谷,村寨西側有一條相對較小的西南—東北走向的山谷,長龍灣村位于1個小盆地西側的臺地上,鄉境平均海拔900 m,年平均降雨量1 307 mm,年平均氣溫14.6 ℃。

長龍灣村區域高程分布為東高—中低—西高式分布,而大沖組、爛田灣組處于東高區域(圖2)。

山嶺地區易于產生雷雨,當暖空氣經過山坡時,受地形影響而被迫抬升,在山地迎風的一面空氣沿山坡上升,到一定高度變冷而形成雷暴;但到山背風的那一面,空氣沿山坡下沉,溫度升高,雷暴消散或減弱[1](圖3)。

春季,黃平縣受西南熱低壓影響,近地面空氣受到加熱作用,濕熱空氣上升運動增強,水汽抬升凝結,易形成局地的雷暴天氣;夏季,黃平縣多受東南和西南暖濕空氣的共同影響,當暖濕空氣從長龍灣村東南部或南部入侵一碗水鄉區域后,受西部中華山的抬升作用,暖濕空氣上升運動加強,最終導致雷暴云的生成與發展,進而出現地形作用觸發的局地雷暴天氣,故一碗水鄉長龍灣村形成了地形雷暴多發區[2]。

3.2 氣象資料分析

通過分析黃平縣周邊3個國家氣象觀測站歷年逐月平均雷暴日數(圖4)和近13年(2006—2019年)貴州省雷電監測網資料,得到黃平縣地閃月頻分布和地閃時刻分布(圖5、圖6)。

數據顯示,一碗水鄉長龍灣村所在區域每個月均可能出現雷暴,雷暴出現概率較高的月份為3—9月,每月平均雷暴日數為4.2~8.4 d/月,春季雷暴日數最多的為4月,平均6.9 d/年,夏季雷暴日數最多的為7月,平均8.4 d/年。地閃月頻分布的高頻數主要集中在3—9月、地閃時刻分布主要集中在01:00~07:00和13:00~24:00,年平均地閃密度頻率較高的區域主要為黃平縣的北部和東部鄉鎮(圖7)。

黃平縣區域年平均雷暴日數為53 d,屬于多雷區[3],

從長龍灣村雷擊事故發生的月份和時間來看,與氣象資料得到的結論是吻合的。該鄉位于副熱帶高壓北進時與冷氣團交匯形成的鋒面雨帶上,短時強降水、強雷電和冰雹等致災性強對流天氣高發,雷暴高發期與強對流天氣出現的時間吻合度極高,一碗水鄉長龍灣村經常發生雷電的根本原因仍然是有利的大氣環流背景。

經實地勘察,對黃平縣一碗水鄉長龍灣村的地形地貌、天氣系統進行了分析研究,發現一碗水鄉長龍灣村(大沖組、爛田灣組)屬于雷電高風險區域。

4 造成農村雷電災害的原因分析

根據貴州省氣象災害風險普查結果,黔東南州2000—2019年,共發生545起雷電災害事故,傷亡人數124人,其中,死亡人數32人,辦公電子設備受損1 013件,家用電器設備700余件,建筑物受損34棟,直接經濟損失1 000萬余元。

經統計分析,黔東南州90%以上的雷擊死亡事件發生在農村,在縣城造成的多是財產損失。經筆者多年雷災調查工作的經驗發現,農村是雷災多發區,受環境、經濟條件等的制約,農村成為防雷的薄弱區,概括起來,主要有以下幾個原因:

一是村民防雷知識不足。在農村,村民對雷電這一天氣現象發生發展過程的科學認識不夠,雷擊的防護意識相對而言較為淡薄,防雷知識不夠豐富。比如:遇上雷雨天氣,應盡量停止生產和戶外活動,并提前切斷所有電氣設備電源,不要接打電話等;在田間勞作時,不要在大樹下避雨,而應盡量減少自己的高度,如下蹲或放下手中的農具,最好的辦法還是應盡快找到安全的場所,減少自己暴露在雷電襲擊范圍的時間。

二是黔東南地區3—9月是雷電多發季節,該時段也是農忙季節,因而造成雷電災害在農村發生頻率較高。

三是農村特定環境的影響。黔東南屬于山區,田間較為空曠,使得山坡、田間等成為雷擊災害容易發生的地點之一。比如:村民在田間勞作時,置身于一個空曠野外的場景,此時,人相對來說是一個高的物體,因此,容易遭受雷電的襲擊。此外,農民在干農活時手中的農具,如鋤頭等金屬,會進一步增加引雷的概率,從而增加了戶外勞作的農民遭受雷電襲擊的概率。

四是村民所居住建筑物均無防雷設施,存在雷電安全隱患。

5 防御措施及建議

防雷減災工作,要秉承安全第一、預防為主、防治結合的原則[4]。從科學的角度來看,雷電災害是可以預防的。加強農村防雷知識宣傳普及,按照現有防雷技術標準規范,科學、合理地采取防雷措施,對減少或避免雷電災害事故的發生十分有效。

針對黃平縣一碗水鄉長龍灣村區域的高雷電風險、當地村民所居住建筑物無防雷設施,存在雷電安全隱患的現狀,提出以下4點防御措施及建議:

第一,增強村民的防雷意識。多形式、多舉措、針對性地開展防雷科普知識宣傳,并在村民活動集中區的醒目位置設置防雷知識宣傳欄。同時,關注當地天氣預報和雷電預警信息,提前做好雷電防范措施。

第二,安裝避雷針。在一碗水鄉長龍灣村大沖組、爛田灣組區域選取雷暴天氣系統來向(東南部或南部)的位置上設計安裝避雷針(或避雷鐵塔)對雷電進行攔截防護,接地電阻不大于30 Ω,目的在于將雷電引向自身,然后通過引下線和接地裝置,將雷電流泄入大地。

第三,感應雷防護。在村寨電源變壓器安裝陶瓷封裝氧化鋅電源避雷器,在電源線進入各村寨到每戶前的總配電箱,或進入每戶前設計安裝相應適配電涌保護器,接地電阻不大于10 Ω[5]。同時規范做好每戶室內電源線、信號線的布設。

第四,太陽能熱水器防雷。將熱水器安裝于避雷帶(針)保護范圍之內,采取防雷措施,具體設計和施工應由專業人員完成。針對無法加裝避雷針保護的,建議在打雷時不使用太陽能熱水器。

6 工作成果

本著人民至上、生命至上的理念,黔東南州氣象局、黃平縣氣象局和一碗水鄉長龍灣村村委會及時完成了雷電災害調查工作,并出具《雷電災害調查及鑒定分析報告》,得到了黃平縣人民政府的認可和高度重視。2020年8月,黃平縣人民政府出資為一碗水鄉長龍灣村新建13根獨立避雷針,設置防雷知識宣傳牌,并進行防雷科普知識宣傳,取得了良好成效。

7 結束語

通過分析“雷擊村”雷擊事故成因,掌握雷電災害發生的一般規律和特征,發現地形引起多雷電是雷擊事故的直接原因,其次是村民缺乏足夠的防雷意識。據此,針對性地提出了科學、合理的防雷措施和建議,對避免或減少雷電災害的發生有著十分重要的意義。

參考文獻

[1] 劉佳偉.中國地區下墊面對雷暴的影響研究進展[J].氣象水文海洋儀器,2014,31(3):125-128.

[2] 孫泉,田澤群,王富豪.避雷器殘壓試驗中雷電沖擊殘壓波形影響因素分析[J].電瓷避雷器,2023(2):104-112.

[3] 呂澤承,蔣圣超,田樹軍.變壓器雷電沖擊特性的融合仿真分析[J].廣西電力,2023,46(2):16-24.

[4] 張欣倩.雷電風險評估以及化工廠防雷技術探究[J].天津化工,2023,37(2):138-140.

[5] 王毅,劉書銘,唐鈺政,等.雷電引起的電壓暫降嚴重程度自學習評估方法[J].電力工程技術,2023,42(2):188-196.

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