大通縣雷電災(zāi)害風(fēng)險危險性分析及區(qū)劃

張翠花

摘要 利用大通縣1978—2013年36年人工雷暴日數(shù)資、2016—2020年閃電定位資料和雷電災(zāi)害事件資料，對雷電災(zāi)害時空分布特征及其造成的損失進行了分析，并展開有關(guān)大通雷電災(zāi)害的危險性評估和區(qū)劃。結(jié)果表明：大通閃電次數(shù)和雷暴日數(shù)呈明顯下降趨勢; 夏季是雷電災(zāi)害發(fā)生最多的季節(jié)。大通縣地勢呈西北高、東南低的特征，地形起伏變化較大，雷電災(zāi)害危險性高風(fēng)險區(qū)主要分布在寶庫鄉(xiāng)東北部、向化—東峽一帶、斜溝—景陽—橋頭交接的地方，南部長寧和中部河谷一小部分地區(qū)屬于雷電危險性低的區(qū)域。

關(guān)鍵詞 雷電災(zāi)害;風(fēng)險分析;區(qū)劃

中圖分類號：P446;P429 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）04–0059–03

雷電災(zāi)害被聯(lián)合國列為十大自然災(zāi)害之一，嚴重威脅著人們的生命財產(chǎn)安全和社會經(jīng)濟的發(fā)展[1]。隨著現(xiàn)代化信息事業(yè)的發(fā)展，雷電災(zāi)害對社會經(jīng)濟建設(shè)和人們生命財產(chǎn)安全的影響越來越大，因此，對雷電災(zāi)害風(fēng)險進行科學(xué)分析對防災(zāi)減災(zāi)工作有著十分重要的指導(dǎo)意義。胡先鋒等[2]分析了中國雷電災(zāi)害特征分析，還有許多學(xué)者從災(zāi)害易損性角度對區(qū)域雷電災(zāi)害風(fēng)險進行了研究[3-7]。

大通縣地處青海省東北部，祁連山南麓，地勢西北高、東南低，境內(nèi)溝壑縱橫，年雷暴日數(shù)為55 d，屬于多雷暴地區(qū)，雷電災(zāi)害長期威脅著民眾的人身安全和財產(chǎn)安全。為了降低雷電災(zāi)害的損失，需要對這種損失進行雷電災(zāi)害風(fēng)險評估。通過雷擊風(fēng)險評估，采取各種措施以有效降低雷擊風(fēng)險，減輕雷電災(zāi)害帶來的損失，為地方各級政府有效開展雷電災(zāi)害防治和應(yīng)急管理工作提供權(quán)威的雷災(zāi)危險信息和科學(xué)的決策依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 雷電災(zāi)害致災(zāi)因子風(fēng)險普查和評估指標體系

根據(jù)雷電發(fā)生的觀測數(shù)據(jù)和實際災(zāi)情，將閃電強度、雷擊點密度、地形起伏、海拔以及土壤電導(dǎo)率作為反映雷電致災(zāi)因子危險性評估指標，既有反映雷暴活動的重要指標，又有反映區(qū)域特征的指標。

1.2 電災(zāi)害致災(zāi)因子計算方法

將行政區(qū)域3 km域范圍劃為網(wǎng)格，利用Kriging插值法[8]，將通過雷暴日數(shù)據(jù)和閃電定位數(shù)據(jù)得到的雷擊點密度插值成各網(wǎng)格數(shù)據(jù)，將雷電強度按百分位數(shù)法劃分等級，對各網(wǎng)格的雷擊點密度、雷電強度進行歸一化處理再加權(quán)綜合得到致災(zāi)因子指數(shù)。

將孕災(zāi)環(huán)境的影響因子地形起伏、海拔高度、土壤電導(dǎo)率經(jīng)歸一化處理后，再等權(quán)重加權(quán)平均，計算得到3 km子地形起伏、網(wǎng)格孕災(zāi)環(huán)境指數(shù)。

根據(jù)綜合致災(zāi)因子和孕災(zāi)環(huán)境指數(shù)，按照QX/T 405—2017附錄C的層次分析法確定權(quán)重系數(shù)，根據(jù)致災(zāi)危險性指數(shù)RH模型進行計算。

RH=（Ld×wd+Ln×wn）×（Sc×ws+ Eh× we+Tr×wt）

式中，RH代表致災(zāi)危險性指數(shù);Ld為雷擊點密度，wd為雷擊點密度權(quán)重;Ln為擊點地閃強度，wn為地閃強度權(quán)重;Sc為土壤電導(dǎo)率，ws為土壤電導(dǎo)率權(quán)重;Eh為海拔高度，we為海拔高度權(quán)重;Tr為地形起伏，wt為地形起伏權(quán)重。

根據(jù)層次分析法計算，閃電強度、雷電點密度、地形起伏、海拔、土壤電導(dǎo)率的權(quán)重分布為0.36、0.36、0.15、0.08、0.05。

2 大通雷電分布特征

2.1 閃電次數(shù)

對大通2016—2020年閃電次數(shù)分布特征進行分析。從圖1a可以看出，大通近5年閃電次數(shù)總體呈現(xiàn)下降趨勢，其中2016年閃電次數(shù)最多，為5 051次，2020年閃電次數(shù)最少，為1 881次。圖1b為近5年閃電次數(shù)月分布特征曲線，1—12月閃電次數(shù)分布呈單峰單谷型，從4月開始出現(xiàn)閃電，呈上升趨勢，8月達到峰值，為8 298次，后開始下降，主要集中在6—9月。

2.2 人工雷暴日數(shù)

對大通1978—2013年人工雷暴日數(shù)時間分布特征進行分析。從圖2a可以看出，大通1978—2013年間最高暴日數(shù)為81 d，出現(xiàn)在1978年和1990年。最少雷暴日數(shù)為33 d，出現(xiàn)在2009年。呈現(xiàn)“升—降—升”的變化趨勢，其中1978—1990年呈現(xiàn)波動中上升的趨勢，1990—2009年呈現(xiàn)明顯下降趨勢，下降速率為15.5 d/10 a，2009年之后又出現(xiàn)緩慢上升，人工雷暴日數(shù)總體以10.6 d/10 a的趨勢明顯減少。由圖2b可以看出，大通雷暴日數(shù)月分布呈凸型，從4月開始出現(xiàn)雷暴，雷暴日數(shù)呈上升趨勢，7、8月達到峰值后開始下降，到10月趨于結(jié)束，雷暴日數(shù)主要集中在6—8月。

3 大通雷電災(zāi)害致災(zāi)因子危險性區(qū)劃

3.1 氣象致災(zāi)因子空間分布特征

利用大通閃電定位數(shù)據(jù)分析大通閃電強度和雷擊點密度空間分布圖（圖3），結(jié)果表明，大通閃電強度的空間分布基本呈東強西弱的分布，其中東北部和東南部大部分地區(qū)屬于閃電強度高值區(qū)，西北地區(qū)屬于閃電強度低值區(qū)。雷擊密度低值區(qū)分布在西南、西北部及南部的一小部分地區(qū);其余地方均屬于雷擊點密度的高或較高區(qū)。

3.2 地理致災(zāi)因子空間分布特征

利用GIS空間分析工具，對2008年青海省大通90 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)，分析大通地形起伏和海拔特征（圖4），大通地勢西北高、東南低，北部為祁連山和大阪山，中南部是河谷地區(qū)，地形起伏變化較大，中南部地形起伏變化較小，因而由地形起伏導(dǎo)致的雷電致災(zāi)因子風(fēng)險在大通北部山區(qū)和西南部邊緣山區(qū)很高;而南部和中部地區(qū)地勢平緩，風(fēng)險最低。

3.3 土壤致災(zāi)因子空間分布特征

采用黑河計劃數(shù)據(jù)管理中心的HWSD數(shù)據(jù)集，提取大通0～30 cm上層土壤的土壤電導(dǎo)率數(shù)據(jù)。從圖5可以看出，大通土壤電導(dǎo)率空間分布趨勢與海拔分布較為一致，中南部邊緣土壤電導(dǎo)率偏高，其余地區(qū)土壤電導(dǎo)率較低（圖5）。

3.4 大通雷電災(zāi)害因子危險性區(qū)劃

從圖6的大通縣雷電災(zāi)害危險性等級區(qū)劃圖分析可知，大通縣雷電災(zāi)害危險性高風(fēng)險區(qū)主要分布在寶庫鄉(xiāng)東北部、向化—東峽一帶、斜溝—景陽—橋頭交接的地方，南部長寧和中部河谷一小部分地區(qū)屬于雷電危險性低的區(qū)域。

4 結(jié)論與討論

（1）大通閃電次數(shù)和雷暴日數(shù)呈明顯下降趨勢; 夏季是雷電災(zāi)害發(fā)生最多的季節(jié)，1978—2013年大通平均每年雷暴日數(shù)為55 d，災(zāi)次數(shù)為1 885.7次，呈逐年波動增長趨勢。6—8月是雷電災(zāi)害發(fā)生最多的時期，占全年雷電災(zāi)害的80%以上。

（2）閃電強度基本呈東強西弱的分布，雷擊點密度除西南、西北部及南部的一小部分地區(qū)外，其余均屬于雷擊點密度的高或較高區(qū)。

（3）大通縣地勢西北高、東南低，地形起伏變化較大，雷電災(zāi)害危險性高風(fēng)險區(qū)主要分布在寶庫鄉(xiāng)東北部、向化—東峽一帶、斜溝—景陽—橋頭交接的地方，南部長寧和中部河谷一小部分地區(qū)屬于雷電危險性低的區(qū)域。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Risk Analysis and Zoning of Lightning Disaster in Datong County

ZHANG Cuihua （Meteorological Bureau of Datong County， Xining City， Qinghai Province 810100）

Abstract Based on the data of artificial thunderstorm days in Datong county from 1978 to 2013， lightning location data and lightning disaster events from 2016 to 2020， the temporal and spatial distribution characteristics of lightning disaster and its losses were analyzed， and the risk assessment and zoning of Datong lightning disaster were carried out. The results showed that the number of lightning and thunderstorm days in Datong had an obvious downward trend; Summer was the season with the most lightning disasters. The terrain of Datong county was high in the northwest and low in the southeast， and the terrain fluctuated greatly. The high-risk areas of lightning disaster were mainly distributed in the northeast of Baoku Township， Xianghua Dongxia area and the junction of Xiegou Jingyang Qiaotou. A small part of Changing in the South and the Central River Valley belonged to the areas with low lightning risk.

Key words Lightning disaster; Risk analysis; Zoning