鶴城傳統(tǒng)村落在旅游開發(fā)中的雷電防護(hù)研究

薛德鋒,張東升,薛 明,滕建軍,馬育虎

(1.懷化市氣象局，湖南 懷化，418000；2.靖州縣氣象局，湖南 靖州，418400；3.懷化市安全管理局，湖南 懷化，418000)

2017-07-08

湖南省氣象局科研課題計(jì)劃(XQKJ17B035)

薛德鋒(1960-)，男，湖南桃江縣人，工程師,從事大氣科學(xué)與雷電防御研究

1672-7010(2017)05-0080-05

鶴城傳統(tǒng)村落在旅游開發(fā)中的雷電防護(hù)研究

薛德鋒1,張東升1,薛 明2,滕建軍3,馬育虎1

(1.懷化市氣象局，湖南 懷化，418000；2.靖州縣氣象局，湖南 靖州，418400；3.懷化市安全管理局，湖南 懷化，418000)

為配合國(guó)家和地方政府對(duì)懷化傳統(tǒng)村落的保護(hù)和旅游開發(fā)，選懷化市鶴城區(qū)藎遠(yuǎn)村作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)鶴城區(qū)雷電特征的時(shí)空分析和對(duì)藎遠(yuǎn)村現(xiàn)有防雷設(shè)施的普查，得出：懷化城區(qū)中心是全市雷電最強(qiáng)區(qū)域，氣象局附近是全市雷電聚點(diǎn)，向東和東北是雷電多發(fā)地帶；雷電及雷電災(zāi)害有由城區(qū)中心向郊區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)；藎遠(yuǎn)村位于雷電聚點(diǎn)向東北雷電帶邊緣，屬多雷地帶，具有不防直接雷、易受感應(yīng)雷等安全隱患，雷電風(fēng)險(xiǎn)正在逐年遞增。因此，在鶴城區(qū)開展雷電安全普查、防雷知識(shí)的普及和對(duì)不合格防雷設(shè)施進(jìn)行整改等工作，是降低雷電風(fēng)險(xiǎn)，保障國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的有效手段。

傳統(tǒng)村落；旅游開發(fā)；雷電防護(hù)

傳統(tǒng)村落，擁有豐富的文化與自然資源，蘊(yùn)藏著豐富的歷史信息和文化景觀，是發(fā)展鄉(xiāng)村旅游、創(chuàng)新農(nóng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展道路的基礎(chǔ)。從國(guó)家實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，鄉(xiāng)村旅游是旅游的重要內(nèi)容，而發(fā)展鄉(xiāng)村旅游就要保護(hù)好傳統(tǒng)村落。鶴城區(qū)包含懷化城區(qū)和周邊7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，旅游資源豐富。這里不僅有風(fēng)景名勝區(qū)、旅游度假區(qū)、天然洞群，更有古城生態(tài)區(qū)和蘆坪鄉(xiāng)藎遠(yuǎn)古村。在這些景點(diǎn)中，蘆坪鄉(xiāng)藎遠(yuǎn)古村受到了國(guó)家的高度關(guān)注和重視。2016年3月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布了2016年列入中央財(cái)政支持范圍的中國(guó)傳統(tǒng)村落名單，懷化市鶴城區(qū)蘆坪鄉(xiāng)藎遠(yuǎn)村名列其中。這給鶴城傳統(tǒng)村落的保護(hù)和旅游資源的開發(fā)帶來(lái)了機(jī)遇。如何在傳統(tǒng)村落的保護(hù)開發(fā)中，作好保護(hù)性開發(fā)和旅游景點(diǎn)的雷電防御工作？馮鶴、李小龍[1]對(duì)山地旅游景區(qū)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行了研究；包炳生[2]對(duì)古樹名木雷電防護(hù)進(jìn)行了探討；馮鶴等[3-7]對(duì)農(nóng)村防雷技術(shù)作過(guò)分析。本文以藎遠(yuǎn)村發(fā)展規(guī)劃為契機(jī)，對(duì)鶴城區(qū)雷電風(fēng)險(xiǎn)狀況和藎遠(yuǎn)村雷電分布特征進(jìn)行分析，找出鶴城雷電風(fēng)險(xiǎn)存在的原因，指出存在的問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的方案。這不僅有利于鶴城區(qū)雷電的防御，更可為懷化市17個(gè)傳統(tǒng)村落，乃至湖南西部武陵山片區(qū)的旅游開發(fā)與氣象安全保障起到試點(diǎn)與參考作用。

1 資料來(lái)源與處理方法

研究利用懷化2007—2016年10年閃電資料；湖南10年雷電災(zāi)情資料；藎遠(yuǎn)村發(fā)展規(guī)劃相關(guān)資料。在處理閃電資料時(shí)，為保證網(wǎng)格面積相等，采用閃電坐標(biāo)網(wǎng)格化處理方法[8]對(duì)閃電資料進(jìn)行網(wǎng)格化處理；為便于變量的相互比較與對(duì)應(yīng)分析，采用Min-max標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)處理法對(duì)雷電變量進(jìn)行無(wú)量綱處理[9]；應(yīng)用Surfer繪制等值線圖[10]；用Excel和PS繪制相關(guān)圖表。

2 鶴城雷電風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)分析

2.1 密度變化趨勢(shì)

隨著城市建設(shè)的加快，鶴城區(qū)雷電分布正在發(fā)生變化。統(tǒng)計(jì)2007-2016年10年雷電情況，城市中心區(qū)域雷電相應(yīng)減少，城郊10-30km范圍雷電相應(yīng)增加，空間分布有由相對(duì)均勻向不均勻轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。2007年，鶴城區(qū)城市面積相對(duì)較小，雷電分布相對(duì)均勻，無(wú)明顯雷電聚點(diǎn)或少雷區(qū)。2008年開始呈現(xiàn)不均勻狀態(tài)，城郊有高密度雷區(qū)出現(xiàn)，開始顯現(xiàn)雷電聚點(diǎn)。2009-2016年，盡管每年雷電各不相同，但有二個(gè)共同點(diǎn)：一是在東部城郊處有雷電聚點(diǎn)形成；二是城市中心區(qū)域雷電密度明顯低于城郊。為了驗(yàn)證這一現(xiàn)象，對(duì)湖南多個(gè)市級(jí)城市雷電分布進(jìn)行了查驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)沙、岳陽(yáng)、邵陽(yáng)、永州、郴州等地也有類似現(xiàn)象。

2.2 雷電聚點(diǎn)的形成

從懷化市歷年雷電分布(圖1)看懷化城區(qū)與鶴城：在(含)懷化市氣象局東北方約2×2km范圍有雷電聚點(diǎn)出現(xiàn)，雷電密度為全市最高，達(dá)3.9次/a·km2，是全市平均密度1.38次/a·km2的2.8倍，從雷電聚點(diǎn)向東北方向的石門、瀘陽(yáng)、花橋和向東偏南方向的新建二個(gè)方位有雷電帶形成。經(jīng)實(shí)地查看，雷電聚點(diǎn)地處城鄉(xiāng)接壤處，氣象局有高出周邊20-30m的小山頭，有氣象測(cè)風(fēng)雷達(dá)、測(cè)雨雷達(dá)、氣象觀測(cè)場(chǎng)地各類氣象儀器及避雷設(shè)施；安江紗廠有成片的金屬屋頂；區(qū)域內(nèi)有近年興建的多座百米高樓。這些現(xiàn)代設(shè)施都是良好的雷電釋放設(shè)備，導(dǎo)致了雷電聚點(diǎn)的形成。

圖1 2007-2016懷化市雷電密度分布Fig.1 Lightning density distribution in Huaihua from 2007 to 2016 years

2.3 城區(qū)雷電強(qiáng)度加強(qiáng)

隨著城市區(qū)域的擴(kuò)大，熱島效應(yīng)得到加強(qiáng)，熱島效應(yīng)抬升了雷云的高度，弱小雷云通過(guò)城區(qū)并發(fā)生雷電變得更加困難，只有較強(qiáng)雷云才可能在城區(qū)形成地閃，從而導(dǎo)致城區(qū)雷電日趨加強(qiáng)，而高于城郊平均雷電強(qiáng)度。

2.4 雷災(zāi)多發(fā)

在近十年氣象部門收集到的雷電災(zāi)害中，懷化市共出現(xiàn)雷災(zāi)78起，其中鶴城區(qū)、中方縣(大部分地域在懷化城區(qū)30km范圍內(nèi))出現(xiàn)雷災(zāi)32起，占懷化市雷災(zāi)總數(shù)的41%，但面積只占懷化市的約10%。鶴城雷災(zāi)中，城區(qū)15起、遠(yuǎn)郊8起、近郊9起。近年來(lái)，城區(qū)雷災(zāi)減少，近郊雷災(zāi)增多。

3 雷電風(fēng)險(xiǎn)成因分析

3.1 城市熱島效應(yīng)對(duì)雷電的影響

城鎮(zhèn)化建設(shè)使懷化城區(qū)面積快速增長(zhǎng)，10年增長(zhǎng)近一倍。城區(qū)房屋、道路、橋梁等建筑改變了地表性質(zhì)，使地表水汽減少；揚(yáng)塵、生活廢氣、汽車尾氣、工業(yè)排放加劇了熱島效應(yīng)形成。在城郊10-30km處，城區(qū)的上升氣流與鄉(xiāng)村的潮濕空氣在這里匯合[11]，更易將大氣中的電荷導(dǎo)入大地，遇到釋放機(jī)制，便可形成雷電，從而導(dǎo)致城郊雷電多于城市中心。

3.2 電子產(chǎn)品增加了雷擊風(fēng)險(xiǎn)

城市的擴(kuò)展，人口的增加，電子產(chǎn)品的普及，使雷擊風(fēng)險(xiǎn)增加。城區(qū)32起雷災(zāi)事件中，僅2次沒(méi)有電子產(chǎn)品受損。也就是說(shuō)：所有雷電災(zāi)害中，94%出現(xiàn)電子產(chǎn)品受損。受損數(shù)量最多依次是電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)頂盒和路由器。

3.3 雷災(zāi)隱患嚴(yán)重

防雷設(shè)備的缺損是導(dǎo)致雷災(zāi)的主要原因。懷化雷災(zāi)事件中，絕大多數(shù)是沒(méi)有安裝防雷設(shè)備或設(shè)施損壞，只有個(gè)別情況是因雷電強(qiáng)度大、頻次高引起。統(tǒng)計(jì)2015年防雷檢測(cè)情況，懷化市防雷中心檢測(cè)222個(gè)場(chǎng)所累計(jì)發(fā)現(xiàn)147處缺少SPD、21處SPD損壞、11處避雷帶或引下線銹蝕斷裂、61處接地電阻偏大、3處缺少匯流銅排、37處設(shè)備未做防雷接地和9處其它問(wèn)題。這些數(shù)據(jù)告訴我們，懷化防雷設(shè)施建設(shè)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相距很大，防雷工作任重而道遠(yuǎn)。目前，懷化城區(qū)內(nèi)接受防雷檢測(cè)的部門主要是易燃、易爆、化工場(chǎng)所和部分重點(diǎn)機(jī)房，多數(shù)居民集聚場(chǎng)所和公共場(chǎng)所沒(méi)有接受防雷檢測(cè)服務(wù)。特別是城郊和農(nóng)村居民集中場(chǎng)所等根本就沒(méi)有防雷設(shè)施，安全隱患嚴(yán)重。

4 防雷對(duì)策

4.1 了解景點(diǎn)雷電特征

旅游景點(diǎn)是人員流動(dòng)頻繁、雷電風(fēng)險(xiǎn)較大的場(chǎng)所。了解旅游景點(diǎn)雷電分布狀況，是科學(xué)防御雷電風(fēng)險(xiǎn)的依據(jù)。以藎遠(yuǎn)村為例，從最近10年閃電變化(圖2)看，近4年閃電次數(shù)和總電流明顯高于前些年，每年閃電密度均大于2.0次/a·km2。最高2014年為2.93次/a·km2，是2007年的4倍。從雷電出現(xiàn)頻次和總電流來(lái)看，藎遠(yuǎn)村雷電風(fēng)險(xiǎn)正在增加。一年中，94.6%的閃電出現(xiàn)在3-8月，其中6-8月占62.9%，9月雷電頻次跳崖式減少，10-2月雷電稀少。1-5月雷電強(qiáng)度相對(duì)較弱，6-12月雷電強(qiáng)度相對(duì)較強(qiáng)。綜合考慮雷電頻次與強(qiáng)度，6-8月是藎遠(yuǎn)村雷電防御的關(guān)鍵時(shí)期。一天中，雷電的出現(xiàn)同樣呈現(xiàn)分布不均勻狀態(tài)，雷電多發(fā)生在14-19時(shí)之間，占總數(shù)的48.5%，上午9-12時(shí)雷電相對(duì)稀少。雷電強(qiáng)度在02-08時(shí)相對(duì)較強(qiáng)，其他時(shí)間相對(duì)較弱，且沒(méi)有明顯的趨勢(shì)。

從雷電分布圖3看，藎遠(yuǎn)村仍處于雷電聚點(diǎn)北部的較高雷電風(fēng)險(xiǎn)區(qū)中，年平均雷電密度1.51次/a·km2,比懷化市平均雷電密度1.38次/a·km2高9.4%。

圖2 2007-2016年藎遠(yuǎn)村雷電變化 圖3 藎遠(yuǎn)村周邊30km雷電密度分布Fig.2 Jin Yuan village lightning change in 2007-2016 years Fig.3 Distribution of lightning density around the Jin Yuan village

4.2 雷電安全普查

根據(jù)上述分析，鶴城區(qū)大部鄉(xiāng)鎮(zhèn)都屬雷電多發(fā)地帶，藎遠(yuǎn)村只是其中的一部分。因此，對(duì)鶴城區(qū)所有鄉(xiāng)、村及中小學(xué)校進(jìn)行一次全面的防雷安全普查，找出多雷區(qū)、強(qiáng)雷區(qū)和易災(zāi)區(qū)，并根據(jù)各點(diǎn)的雷電分布狀況進(jìn)行雷電風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，形成《2018-2020鶴城區(qū)雷電風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃及防治手冊(cè)》，作為鶴城區(qū)古村落維護(hù)、新農(nóng)村建設(shè)、安全治理和相應(yīng)規(guī)劃時(shí)的重要參考工具。手冊(cè)內(nèi)容主要包括：已經(jīng)發(fā)生的雷電災(zāi)害；現(xiàn)有防雷設(shè)施是否符合國(guó)家要求；哪些地方存在大的安全隱患；按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該增加的防雷設(shè)施；雷電風(fēng)險(xiǎn)變量等級(jí)劃分(含雷電密度、雷電強(qiáng)度、環(huán)境設(shè)施，并給出綜合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí))等。

在藎遠(yuǎn)村雷電安全普查中，發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)方面存在問(wèn)題。一是該村沒(méi)有安裝任何防雷設(shè)施，對(duì)直接雷沒(méi)有防御能力；二是各類電源線、信號(hào)線、架空線等布置不規(guī)范，互相纏繞，存在安全隱患，容易引發(fā)感應(yīng)雷電災(zāi)害。根據(jù)懷化市防雷中心統(tǒng)計(jì)，這一現(xiàn)象較為普遍。因此，開展防雷安全普查，針對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行整改顯得十分必要。

4.3 普及防雷知識(shí)

分析湖南省十年來(lái)近千起雷災(zāi)，不少雷災(zāi)是可以避免的，特別是農(nóng)村致人死傷的雷災(zāi)事件，最大的問(wèn)題不是雷電防范的技術(shù)問(wèn)題，而是防范雷電的基本常識(shí)沒(méi)有得到普及。所以，要減少雷電災(zāi)害的發(fā)生，首先是做好防雷宣傳，普及防雷知識(shí)，整體提升民眾的自我防范能力。這樣才能有效減少雷災(zāi)事故的發(fā)生，特別是減少雷電造成的人員傷亡。2017年5月11日下午，溆浦縣顏家垅小學(xué)因雷電造成14名學(xué)生受傷，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，我們認(rèn)為：造成雷災(zāi)的原因很多，但如果學(xué)校師生具有一定的防雷知識(shí)，受傷人數(shù)是可以減少的。旅游景點(diǎn)是優(yōu)質(zhì)的宣傳窗口，因此建議：先在藎遠(yuǎn)村設(shè)立防雷知識(shí)宣傳專欄，再普及到鶴城區(qū)的每個(gè)村、中小學(xué)校。充分利用旅游和公共場(chǎng)所的傳播優(yōu)勢(shì)，做好防雷知識(shí)的宣傳、普及工作。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)鶴城區(qū)雷電風(fēng)險(xiǎn)及藎遠(yuǎn)村雷電特征分析，找出了鶴城雷電風(fēng)險(xiǎn)由城市中心向城郊轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)和原因，指明了藎遠(yuǎn)村存在的雷電安全隱患，根據(jù)旅游開發(fā)要求提出了降低雷電風(fēng)險(xiǎn)的辦法，為藎遠(yuǎn)村雷電防御設(shè)施的設(shè)計(jì)和改造提供了可供參考的理論依據(jù)，有利于鶴城區(qū)雷電的整體防御和能力的提升，對(duì)懷化市17個(gè)傳統(tǒng)村落乃至湖南西部山區(qū)的旅游開發(fā)和雷電防護(hù)具有積極的參考性和試點(diǎn)性作用。

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StudyonLightningProtectionofTraditionalVillagesinHechengduringTourismDevelopment

XUE Defeng1,ZHANG Dongsheng1,XUE ming2,TENG Jianjun3,MA Yuhu2

(1.Huaihua Meteorological Bureau；Huaihua 41800,China;2.Jingzhou County Meteorological Bureau,Jingzhou 418400,China;3.Huaihua City Safety Administration,Huaihua 418000,China)

In order to meet the national and local government’s protection and tourism development of the traditional villages in Huaihua,Jin Yuan village in Hecheng district of Huaihua city was selected as the research object,Through the temporal and spatial analysis of lightning characteristics in Hecheng District and the investigation of the existing lightning protection facilities in Jinyuan Village,get conclusion:Huaihua city center is the strongest area of the whole Huaihua lightning,Near the weather bureau,it is the most concentrated area of lightning in Huaihua,east and northeast are zones of thunder and lightning.Jin Yuan village is located in the northeast of the lightning point from the lightning point edge,belonging to the lightning zone,here can not direct defense lightning,susceptible to induction lightning,lightning risk is increasing year by year.Therefore,in the crane city to carry out lightning safety census,the popularity of mine knowledge and unqualified lightning protection facilities for rectification and other work are effective means to reduce the risk of lightning,protect the state and people’s lives and property an effective means of security.

traditional villages;tourism development;lightning protection

P427.32

A