淳安縣雷電災(zāi)害易損性風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

余昌松 李全平 劉大偉 夏華聰

摘要利用2007年1月—2015年10月浙江省ADTD型閃電定位儀所獲取的地閃的經(jīng)緯度、雷電強(qiáng)度、地閃密度資料，結(jié)合淳安縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、人口密度、居住環(huán)境，選取致災(zāi)因子、經(jīng)濟(jì)易損指標(biāo)、生命易損指標(biāo)、承災(zāi)能力，對(duì)淳安縣雷電災(zāi)害活動(dòng)的時(shí)空分布特征以及雷擊風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃進(jìn)行研究。結(jié)果表明，千島湖、汾口、威坪、梓桐、浪川屬于極高易損區(qū)，屏門、左口、金峰、富文屬于極低易損區(qū)。

關(guān)鍵詞雷電災(zāi)害；易損性；風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃；淳安縣

中圖分類號(hào)S429文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）08-0200-03

Risk Zoning of Lightning Disaster Vulnerability in Chunan County

YU Changsong1，LI Quanping2，LIU Dawei1 et al

（1.Chunan County Meteorological Bureau，Chunan，Zhejiang 311700；2.Haiyan County Meteorological Bureau，Haiyan，Qinghai 812200）

AbstractBased on the latitude and longitude， lightning intensity， ground flash density data of ground flash acquired by ADTD lightning locator in Zhejiang Province in January 2007 to October 2015，combined with the economic development status， population density and living environment of Chunan County， the temporal and spatial distribution characteristics of lightning disaster activities and the lightning risk zoning in Chunan County were studied by selecting the disaster factors， the economic vulnerability index， the life vulnerability index and the disaster tolerance ability.The results showed that Qiandao Lake，F(xiàn)enkou，Weiping，Zitong，Langchuan were extremely high vulnerability area；Pingmen，Zuokou，Jinfeng and Fuwen was extremely low vulnerability area.

Key wordsLightning disaster；Vulnerability；Risk zoning；Chunan County

雷電災(zāi)害是自遠(yuǎn)古以來一直發(fā)生在自然界的氣象災(zāi)害，是聯(lián)合國公布的10種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，也是目前我國十大自然災(zāi)害之一。全球每年因雷擊導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸等事故頻繁發(fā)生，特別是進(jìn)入信息時(shí)代以來，雷電災(zāi)害逐年增加。據(jù)胡先鋒等[1]統(tǒng)計(jì)，全國平均每年發(fā)生雷電災(zāi)害1 885.7次，其中 1998—2001 年平均每年為 1 017.8 次，2002—2004 年平均每年為 2 973.0次，逐年雷電災(zāi)害次數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)增長(zhǎng)，平均增長(zhǎng)幅度為 73.8%。據(jù)淳安縣雷電防護(hù)管理局統(tǒng)計(jì)，僅2015年淳安縣發(fā)生雷電災(zāi)害事故15次，造成經(jīng)濟(jì)損失42萬余元，1人死亡。

雷電已經(jīng)對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[2]，因此，雷電災(zāi)害的防御工作得到各地政府部門、國內(nèi)外學(xué)者的高度重視。國內(nèi)許多學(xué)者對(duì)我國雷電災(zāi)害及相關(guān)因素進(jìn)行分析，結(jié)果表明，雷災(zāi)事故數(shù)、雷災(zāi)人員傷亡數(shù)與我國不同地區(qū)的致災(zāi)因子（閃電活動(dòng)）、承災(zāi)體（人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)況）呈正相關(guān)，相同的孕災(zāi)環(huán)境下造成雷電傷害人員的方式特征不同，雷擊死亡人數(shù)在農(nóng)田最多，而受傷人數(shù)在建構(gòu)筑物內(nèi)最多[3-7]。有學(xué)者對(duì)廣東省、黑龍江省、北京市等地雷電風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃進(jìn)行研究，提出雷電災(zāi)害的潛在易損性和現(xiàn)實(shí)易損性概念，反映近年來該地區(qū)雷電活動(dòng)的基本規(guī)律[8-10]。以上研究都是集中在大范圍環(huán)境中進(jìn)行研究，精細(xì)化局地雷電災(zāi)害區(qū)劃研究較少[11-12]。筆者以淳安縣閃電定位監(jiān)測(cè)資料為基礎(chǔ)，對(duì)淳安縣雷電活動(dòng)規(guī)律、雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃進(jìn)行了研究，以期為淳安縣防雷減災(zāi)工作提供參考。

1資料與方法

1.1資料來源

氣象資料為2007年1月—2015年10月浙江省ADTD型閃電定位儀所獲取的地閃的經(jīng)緯度、雷電強(qiáng)度、地閃密度資料；地理信息數(shù)據(jù)為淳安縣數(shù)字地圖提供的行政區(qū)劃及國土面積；社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)為淳安縣2014 年統(tǒng)計(jì)年鑒和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象協(xié)理員協(xié)助統(tǒng)計(jì)上報(bào)的數(shù)據(jù)；歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)來自2008年6月—2015年10月淳安縣氣象局雷災(zāi)調(diào)查、鑒定、評(píng)估和統(tǒng)計(jì)上報(bào)的雷災(zāi)記錄。

1.2統(tǒng)計(jì)方法

雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃時(shí)要用到多類指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)綜合，為了消除各指標(biāo)的量綱差異，對(duì)每一個(gè)指標(biāo)值進(jìn)行歸一化處理，各個(gè)指標(biāo)歸一化計(jì)算公式為：

X′=x/Xmax（1）

式中，X′與x相應(yīng)為指標(biāo)的量化值序列和原始值序列；Xmax為指標(biāo)序列的最大值。

2雷災(zāi)易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

2.1指標(biāo)確定

借鑒承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化方法，結(jié)合災(zāi)害案例分析和雷電災(zāi)害的實(shí)際情況選擇確定指標(biāo)。該研究采用致災(zāi)因子（D）、經(jīng)濟(jì)易損指標(biāo)（E）、生命易損指標(biāo)（F）、承災(zāi)能力（P）4 個(gè)指標(biāo)來分析淳安縣的雷災(zāi)易損性。

2.1.1致災(zāi)因子（D）。

在省級(jí)或地區(qū)級(jí)的雷電災(zāi)害易損性分析及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃中，致災(zāi)因子都沿用雷擊密度（雷暴日）來進(jìn)行分析評(píng)價(jià)的。雷擊密度越大，說明雷電災(zāi)害的孕災(zāi)環(huán)境復(fù)雜，致災(zāi)因子活躍，承災(zāi)體易損性大。雷暴日雖然能反映雷電在時(shí)間尺度上的活動(dòng)特征，但不能反映縣級(jí)區(qū)域內(nèi)雷電在空間尺度上活動(dòng)特征。通過對(duì)地閃監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料的分析發(fā)現(xiàn)，地閃密度與雷暴日的相關(guān)性比較好。因此，該研究利用2007—2015 年地閃監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為致災(zāi)因子。

致災(zāi)因子危險(xiǎn)性主要考慮雷電強(qiáng)度和地閃密度兩方面的因素，雷電強(qiáng)度越大，地閃密度越高，雷擊的風(fēng)險(xiǎn)越大。地閃密度就是單位面積上的地閃次數(shù)，地閃強(qiáng)度是2007—2015年浙江省閃電定位系統(tǒng)中獲取的全縣23個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)雷電強(qiáng)度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料，所有雷電電流強(qiáng)度（正、負(fù)取其絕對(duì)值）樣本資料匯總排序參照WMO 推薦的數(shù)值，按百分位數(shù)分別確定不同等級(jí)所對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度閾值（表1），由此劃分出各級(jí)電流強(qiáng)度范圍。

將各個(gè)站點(diǎn)的不同等級(jí)電流強(qiáng)度歸一化后，根據(jù)電流強(qiáng)度產(chǎn)生的破壞力，從5 級(jí)到1 級(jí)依次取權(quán)重系數(shù)為5/15、4/15、3/15、2/15、1/15，加權(quán)平均得到各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)雷電強(qiáng)度數(shù)值。考慮到因子的穩(wěn)定性和可靠性，地閃密度和雷電強(qiáng)度權(quán)重取2∶1。先將其歸一化再加權(quán)綜合，整理之后得到全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)致災(zāi)因子指標(biāo)數(shù)據(jù)。

2.1.2經(jīng)濟(jì)易損指標(biāo)（E）。計(jì)算公式為：

E=DS/S（2）

式中，E為區(qū)域內(nèi)單位面積受雷電危害的經(jīng)濟(jì)數(shù)量（萬元/100 km2），DS為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2014年工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值和旅游門票收入的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，S 為區(qū)域國土面積。E客觀地反映了區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)受到雷電災(zāi)危害的程度和分布情況。由公式（2）計(jì)算結(jié)果后，將其歸一化處理得到全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)E。

2.1.3生命易損指標(biāo)（F）。計(jì)算公式為：

F=LS/S（3）

式中，F(xiàn)為區(qū)域內(nèi)單位面積受雷電災(zāi)害影響的人口數(shù)量（萬人/100 km2），LS 為統(tǒng)計(jì)年限內(nèi)區(qū)域內(nèi)常住數(shù)量，S為區(qū)域國土面積。F 客觀地反映了區(qū)域內(nèi)生命對(duì)雷電災(zāi)害的敏感性。

淳安縣是一個(gè)勞動(dòng)力輸出大縣，在外打工的人數(shù)有125 393人，參加本縣田間勞動(dòng)（野外活動(dòng)人數(shù)）人數(shù)128 461人。另外，淳安縣又是一個(gè)旅游大縣，旅游主要分布在千島湖區(qū)域，旅游人口并入千島湖鎮(zhèn)的野外活動(dòng)人數(shù)。從易損性分析得知，受到雷災(zāi)危害最嚴(yán)重的應(yīng)該是參加野外田間勞動(dòng)的人群，應(yīng)當(dāng)受到重點(diǎn)關(guān)注。從實(shí)際情況考慮，在統(tǒng)計(jì)區(qū)域總?cè)丝跁r(shí)，按野外田間勞動(dòng)人口數(shù)和總?cè)丝跀?shù)2∶1權(quán)重合并統(tǒng)計(jì)。再按公式（3）計(jì)算，最后將其歸一化處理得到全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生命易損指標(biāo)數(shù)據(jù)F。

2.1.4承災(zāi)能力（P） 。計(jì)算公式為：

P=1-MS/M（4）

式中，P為區(qū)域內(nèi)老舊建筑物占建筑物總量的比重，MS為2004年后建筑物的數(shù)量，M為建筑物的總量。P客觀地反映了區(qū)域內(nèi)承受雷電災(zāi)害的能力。由公式（4）計(jì)算，經(jīng)歸一化處理得到全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)承災(zāi)能力指標(biāo)數(shù)據(jù)P。

2.2區(qū)域劃分、易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)

淳安縣現(xiàn)有23個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為使研究成果應(yīng)用于指導(dǎo)防災(zāi)減災(zāi)實(shí)踐，應(yīng)保持行政區(qū)的完整性，故以鄉(xiāng)、鎮(zhèn)為分析單元進(jìn)行易損性對(duì)比分析。根據(jù)上述各評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義，計(jì)算出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)雷災(zāi)易損性指標(biāo)，結(jié)果見表2。

為便于分析和評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)指數(shù)采用極高、高、中、低、極低5 級(jí)描述。距平百分率-20%～20%為中，指數(shù)定為0.6；距平百分率21%～40%為高，指數(shù)定為0.8；距平百分率大于40%為極高，指數(shù)定為1.0；距平百分率-21%～-40%為低，指數(shù)定為0.4；距平百分率小于-40%為極低，指數(shù)定為0.2。將各項(xiàng)指數(shù)之和作為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合易損性指數(shù)，結(jié)果見表3。

2.3淳安縣雷災(zāi)易損區(qū)劃

將綜合指數(shù)（X）按5 級(jí)劃分：X<1.5為極低易損區(qū)，1.5≤X<1.7為低易損，1.7≤X<2.3為中易損區(qū)，2.3≤X<3.0為高易損區(qū)，X≥3.0為極高易損區(qū)，得到淳安縣雷災(zāi)易損區(qū)劃（圖1）。從圖1可看出，千島湖、汾口、威坪、梓桐、浪川屬于極高易損區(qū)，姜家、楓樹嶺、大墅、文昌屬于高易損區(qū)，中洲、鳩坑、王阜、臨岐、石林屬于中易損區(qū)，宋村、界首、安陽、里商、瑤山屬于低易損區(qū)，屏門、左口、金峰、富文屬于極低易損區(qū)。

3區(qū)劃結(jié)果驗(yàn)證

為檢驗(yàn)區(qū)劃結(jié)果的優(yōu)劣，需將區(qū)劃結(jié)果與實(shí)際災(zāi)情進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，為此收集整理了2008—2015年淳安縣氣象部門雷災(zāi)統(tǒng)計(jì)上報(bào)資料中的91起雷災(zāi)記錄。由于統(tǒng)計(jì)資料年限較短，加上部分農(nóng)村仍存在迷信觀念，不愿如實(shí)上報(bào)雷災(zāi)災(zāi)情，使雷電災(zāi)害統(tǒng)計(jì)結(jié)果的完整程度存在一定的不確定性。僅從91起雷災(zāi)記錄結(jié)果可以看出，綜合區(qū)劃結(jié)果與歷史雷電災(zāi)情比較一致，能夠客觀地反映淳安縣雷電災(zāi)害分布的實(shí)際。

4結(jié)論

（1）采用綜合評(píng)價(jià)指數(shù)（極高、高、中、低、極低5級(jí)）描述淳安縣雷電災(zāi)害易損區(qū)，結(jié)果表明：千島湖、汾口、威坪、梓桐、浪川為雷電極高易損區(qū)；姜家、楓樹嶺、大墅、文昌為雷電高易損區(qū)；中洲、鳩坑、王阜、臨岐、石林為雷電中易損區(qū)；宋村、界首、安陽、里商、瑤山為雷電低易損區(qū)；屏門、左口、金峰、富文為雷電極低易損區(qū)。

（2）采用2008—2015年淳安縣歷年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)雷電災(zāi)情數(shù)據(jù)與區(qū)劃結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證，從91起雷災(zāi)記錄結(jié)果可以看出，綜合區(qū)劃結(jié)果與歷史雷電災(zāi)情比較一致，能夠客觀地反映淳安縣雷電災(zāi)害分布的實(shí)際。

（3）某一地區(qū)雷擊災(zāi)害的發(fā)生及其造成的損失情況既與該地所處的地理位置、大氣環(huán)境狀況有關(guān)，也與該地人口密度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r有關(guān)。淳安縣一主二副的千島、汾口、威坪等3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)是全縣人口密度最大、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，因而成為雷災(zāi)易損度極高的地區(qū)。

參考文獻(xiàn)

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