新余市雷電災害易損性分析及區(qū)劃

敖紅斌 李 準 謝克勇 楊冬保 羅金寶

（1.新余市氣象局，江西 新余 338004；2.江西省氣象局，江西 南昌 330000）

雷電災害是世界十大自然災害之一。我國每年因雷災造成的直接經(jīng)濟損失達數(shù)億元。國內(nèi)外關(guān)于地震、洪水、泥石流等風險區(qū)劃的研究很多［1-3］，但對雷電災害風險區(qū)劃研究的較少。2006年江西省南昌市氣象局嚴春銀應用雷災易損性指標對江西省各設(shè)區(qū)市的雷災易損性進行了綜合評估，初步形成了江西省雷電災害易損性區(qū)劃，尹娜等對廣東省雷電災害進行了風險區(qū)劃分析，李家啟等作對重慶市雷電災害進行了易損性風險綜合評估與區(qū)劃研究，對新余市進行雷電災害易損性分析及易損度區(qū)劃，能提高雷電災害防御水平，為政府防御雷電災害提供科學決策依據(jù)。

1 資料來源與統(tǒng)計

1.1 年平均雷暴日

年平均雷暴日資料來源于新余市氣象站地面氣象觀測資料。

1.2 雷電災害數(shù)據(jù)

雷電災害資料由新余市氣象局法規(guī)科提供，資料年限為2009-2014年。

1.3 行政面積、人口等信息

新余市各區(qū)、縣的行政面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)、人口資源等來自《渝水區(qū)2014年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展公報》、《分宜縣2014年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等信息。

2 新余市雷災背景分析

2.1 地理位置

新余市位于江西省中部偏西，浙贛鐵路西段。全境東西最長處101.9km，南北最寬處65km，全市總面積3178km2。南北高，中間低平，袁河橫貫其間，東部敞開。地貌基本形態(tài)有低山、高丘陵、低丘陵、崗地、階地、平原6種類型。地貌成因類型有侵蝕構(gòu)造地形、侵蝕剝蝕地形、溶蝕侵蝕地形和堆積地形。

2.2 氣候特點

新余屬亞熱帶濕潤氣候，氣候溫和濕潤，日照充足，四季分明。年平均氣溫17.9℃，最冷月（1月）平均氣溫5.7℃，極端最低氣溫-8.2℃，年平均降水量1591.0mm，年平均無霜期279天，≥10℃積溫多年平均值5 628.7℃。

2.3 人文環(huán)境

2014年，我市人口增長處于較低水平。根據(jù)人口變動情況抽樣調(diào)查統(tǒng)計，年末常住人口116.08萬人，比上年末增長0.4%。65歲及以上老年人口10.37萬人，占總?cè)丝诘谋戎貫?.93%。全年出生人口15034人，出生率12.98‰；死亡人口7 065人，死亡率6.10‰；自然增長率6.88‰，比上年上升0.14個千分點。

2.4 新余市雷電災害情況

新余最多年雷暴日數(shù)為77天，最少年雷暴日數(shù)為34天。2011年7月18日21時40分，新余力上果園宿舍樓遭受雷擊，擊壞有線電視一臺，直接經(jīng)濟損失0.3萬元，間接經(jīng)濟損失0.6萬元。2011年8月9日13時20分，中國港灣新余廖家梁場遭受雷擊，擊壞交換機5臺，變電器1臺，直接損失1.2萬元，間接損失2.5萬元。2012年7月15日8點50分，新余市水西鎮(zhèn)施家村委付家村小組一村民在田埂上勞作時遭遇雷擊死亡。2012年7月18日，新余市水西鎮(zhèn)張家村委一村民雷擊死亡。2013年3月，新余市渝水區(qū)良山鎮(zhèn)沙汾王府村1號井遭受雷擊，擊壞電腦1臺、空壓井1臺、避雷器1個，直接經(jīng)濟損失0.6萬元，間接經(jīng)濟損失2萬元。2013年5月14日16時30分，新余市人和鄉(xiāng)覽溪村三村民在田間耕種休息時遭雷擊，一人死亡、一人重傷、一人輕傷。2013年5月29日15時，新余市水北鎮(zhèn)水港村委圳上村小組一村民在田間勞作時遭雷擊，雙腿燒掉。2014年3月19日晚21：00時，新余市第三中學井遭受雷擊，擊壞10臺電腦、1個交換機、一個路由器、一臺電視、一個監(jiān)控器、一個顯示屏，直接經(jīng)濟損失2萬元，間接經(jīng)濟損失2萬元。2014年7月13日下午14：30左右，羅墳鎮(zhèn)龔塘村委龔塘村一村民在田里收割早稻時，遭雷擊身亡。

3 新余市雷電災害易損性分析

3.1 新余市雷電災害易損性評價指標

3.1.1 雷擊密度D

雷擊密度指區(qū)域面積所發(fā)生的雷擊大地的年平均次數(shù)［7］，單位為次/km2·a，反映區(qū)域雷暴活動的自然規(guī)律。

Td為年平均雷暴日，根據(jù)氣象臺站的觀測資料可以確定，采用新余市2個縣（區(qū)）氣象臺站自建站以來至2014年的年平均雷暴日。

3.1.2 雷電災害頻數(shù)P

雷電災害頻數(shù)指區(qū)域內(nèi)每年發(fā)生雷電災害的次數(shù)，表示區(qū)域雷電災害發(fā)生頻率和次數(shù)高低。能反映過去一段時間內(nèi)各縣區(qū)雷電災害情況，是進行承災體易損性分析的一項重要指標。

式中：N為統(tǒng)計樣本內(nèi)發(fā)生雷電災害的總次數(shù)，單位：次，n為統(tǒng)計樣本時間，單位：年。雷電災害由新余市氣象局法規(guī)科提供，資料年限為2009-2014年。

3.1.3 經(jīng)濟易損指標E

經(jīng)濟易損指標表示區(qū)域內(nèi)發(fā)生雷電災害時單位面積上的直接經(jīng)濟損失。該指標不僅反映區(qū)域單位面積的經(jīng)濟損失情況，還反映各地區(qū)防御雷電災害的能力。

式中：Ds為統(tǒng)計年限內(nèi)區(qū)域雷電災害造成的經(jīng)濟損失，單位：萬元。S為各縣區(qū)的行政面積。單位：100km2。

3.1.4 生命易損指標P

生命易損指標是指區(qū)域因雷電災害導致的單位面積上的生命受到危害的人口。該指標反映了區(qū)域生命對災害的敏感性。

式中：L為各縣區(qū)常住人口，單位：萬人。S為各縣區(qū)的行政面積，單位：100km2。

3.2 新余市雷電災害易損性分析

為了更好地指導新余的雷電防御工作，利用氣象觀測資料和雷電災害數(shù)據(jù)，將年平均雷暴日、雷電災害總次數(shù)、雷災造成的經(jīng)濟損失等數(shù)據(jù)代入上述公式，計算出新余市各縣區(qū)的雷擊密度、雷災頻數(shù)、經(jīng)濟易損性指標、生命易損指標值，新余市各縣區(qū)雷電災害易損性分析指標見表1。

表1 新余市各區(qū)、縣雷災易損性分析指標

4 新余市雷電災害綜合易損性評估

對雷電災害易損性分析指標進行等級劃分。劃分方法為：將表1中雷擊密度、雷災頻數(shù)、經(jīng)濟易損性指標、生命易損指標的計算值進行換算，換算為占該類型指標總值的百分比，采用對稱不等分間隔的5級分割法，將雷電災害易損性指標劃分為高、較高、中等、較低、低5個等級。賦予雷電災害易損性評價指標如下定值：雷電災害易損性評估指標極高賦予定值1.0，雷電災害易損性評估指標較高賦予定值0.8，雷電災害易損性評估指標中等賦予定值0.6，雷電災害易損性評估指標較低賦予定值0.4，雷電災害易損性評估指標低賦予定值0.2.新余市雷電災害易損性指標等級標準如表2所示。

表2 新余市雷災易損性指標等級標準

將表1中的雷災易損性指標值按照表2的等級標準進行劃分，例如渝水區(qū)的經(jīng)濟易損指標為0.40萬元/100km2，則其經(jīng)濟易損指標的取值為0.8。將雷擊密度、雷災頻數(shù)、經(jīng)濟易損指標、生命易損指標等指標的等級值累加，得到新余市雷電災害綜合易損性評估值（表3）：

表3 新余市雷電災害易損性評估結(jié)果

5 新余市雷電災害綜合易損度區(qū)劃

根據(jù)表3中的雷電災害綜合易損度的評估結(jié)果，同樣采用5級分區(qū)法將新余市分為雷電災害低易損區(qū)、較低易損區(qū)、中等易損區(qū)、較高易損區(qū)和高易損區(qū)5個不同的易損度區(qū)域。雷電災害綜合易損性等級劃分標準為：雷電災害綜合易損度低易損區(qū)為0～0.50，雷電災害綜合易損度較低易損區(qū)為0.51～0.60，雷電災害綜合易損度中等易損區(qū)為0.61～0.70，雷電災害綜合易損度較高易損區(qū)為0.71～0.80，雷電災害綜合易損度高易損區(qū)為0.81～1.00，得出新余市雷災綜合易損度區(qū)劃（表4）。

表4 新余市雷電災害綜合易損度區(qū)劃

從表4可以看出：渝水區(qū)是高易損區(qū)，高新區(qū)是較高易損區(qū)，分宜縣為中等易損區(qū)，仙女湖區(qū)為較低易損區(qū)，高鐵新區(qū)是低易損區(qū)。

使用GIS軟件，根據(jù)新余市雷電災害綜合易損性指標等雷電災害要素，繪制相應的易損性區(qū)劃圖（圖1）。

圖1 新余市雷電災害綜合易損度區(qū)劃圖

6 結(jié)論

6.1 雷電災害的發(fā)生及其造成的損失不僅與雷電活動規(guī)律密切相關(guān)，也與該地區(qū)自然條件、人文環(huán)境密切相關(guān)。

6.2 新余市雷電災害綜合評估結(jié)果表明：渝水區(qū)屬于雷災高易損區(qū)；高新區(qū)為雷災較高易損區(qū)；分宜縣為雷災中等易損區(qū)；仙女湖區(qū)是雷災較低易損區(qū)，高鐵新區(qū)為雷災低易損區(qū)。

［1］湯愛平，董瑩，文愛花，等.國外地震風險評估和風險管理基礎(chǔ)研究［J］.世界地震工程，1999，15（3）：26-32.

［2］布里格林DR，片山恒雄.地震危險性評定與地震區(qū)劃［M］.北京：地震出版社，1988，45-49.

［3］劉希林.區(qū)域泥石流風險評價研究［J］自然災害學報，2002，9（1）：54-61.

［4］嚴春銀.江西省雷電災害易損性分析及其區(qū)劃［J］.江西科學，2006，24（2）：131-135.

［5］尹娜，肖穩(wěn)安.區(qū)域雷災易損性分析、評估及易損度區(qū)劃［J］.熱帶氣象學報，2005，21（4）：441-449

［6］李家啟，申雙和，秦健，等.重慶市雷電災害易損性風險綜合評估與區(qū)劃［J］. 西南大學學報，2011（1）：96-102.

［7］國家機械工業(yè)部.GB/50057-94.建筑物防雷設(shè)計規(guī)范［S］.