淳安縣雷電災害易損性風險區劃

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緯度、雷電強度、地閃密度資料，結合淳安縣的經濟發展狀況、人口密度、居住環境，選取致災因子、經濟易損指標、生命易損指標、承災能力，對淳安縣雷電災害活動的時空分布特征以及雷擊風險區劃進行研究。結果表明，千島湖、汾口、威坪、梓桐、浪川屬于極高易損區，屏門、左口、金峰、富文屬于極低易損區。

關鍵詞雷電災害；易損性；風險區劃；淳安縣

中圖分類號S429文獻標識碼A文章編號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，Fenkou，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

雷電災害是自遠古以來一直發生在自然界的氣象災害，是聯合國公布的10種最嚴重的自然災害之一，也是目前我國十大自然災害之一。全球每年因雷擊導致的火災、爆炸等事故頻繁發生，特別是進入信息時代以來，雷電災害逐年增加。據胡先鋒等[1]統計，全國平均每年發生雷電災害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，逐年雷電災害次數呈現波動增長，平均增長幅度為 73.8%。據淳安縣雷電防護管理局統計，僅2015年淳安縣發生雷電災害事故15次，造成經濟損失42萬余元，1人死亡。

雷電已經對人民生命財產安全和社會發展構成了嚴重威脅[2]，因此，雷電災害的防御工作得到各地政府部門、國內外學者的高度重視。國內許多學者對我國雷電災害及相關因素進行分析，結果表明，雷災事故數、雷災人員傷亡數與我國不同地區的致災因子（閃電活動）、承災體（人口和經濟發展現況）呈正相關，相同的孕災環境下造成雷電傷害人員的方式特征不同，雷擊死亡人數在農田最多，而受傷人數在建構筑物內最多[3-7]。有學者對廣東省、黑龍江省、北京市等地雷電風險區劃進行研究，提出雷電災害的潛在易損性和現實易損性概念，反映近年來該地區雷電活動的基本規律[8-10]。以上研究都是集中在大范圍環境中進行研究，精細化局地雷電災害區劃研究較少[11-12]。筆者以淳安縣閃電定位監測資料為基礎，對淳安縣雷電活動規律、雷電災害風險區劃進行了研究，以期為淳安縣防雷減災工作提供參考。

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緯度、雷電強度、地閃密度資料；地理信息數據為淳安縣數字地圖提供的行政區劃及國土面積；社會經濟數據為淳安縣2014 年統計年鑒和各鄉鎮氣象協理員協助統計上報的數據；歷史災情數據來自2008年6月—2015年10月淳安縣氣象局雷災調查、鑒定、評估和統計上報的雷災記錄。

1.2統計方法

雷電災害風險評估和風險區劃時要用到多類指標進行加權綜合，為了消除各指標的量綱差異，對每一個指標值進行歸一化處理，各個指標歸一化計算公式為：

X′=x/Xmax（1）

式中，X′與x相應為指標的量化值序列和原始值序列；Xmax為指標序列的最大值。

2雷災易損性評價指標及風險區劃

2.1指標確定

借鑒承災體脆弱性評價指標的量化方法，結合災害案例分析和雷電災害的實際情況選擇確定指標。該研究采用致災因子（D）、經濟易損指標（E）、生命易損指標（F）、承災能力（P）4 個指標來分析淳安縣的雷災易損性。

2.1.1致災因子（D）。

在省級或地區級的雷電災害易損性分析及風險區劃中，致災因子都沿用雷擊密度（雷暴日）來進行分析評價的。雷擊密度越大，說明雷電災害的孕災環境復雜，致災因子活躍，承災體易損性大。雷暴日雖然能反映雷電在時間尺度上的活動特征，但不能反映縣級區域內雷電在空間尺度上活動特征。通過對地閃監測數據資料的分析發現，地閃密度與雷暴日的相關性比較好。因此，該研究利用2007—2015 年地閃監測數據作為致災因子。

致災因子危險性主要考慮雷電強度和地閃密度兩方面的因素，雷電強度越大，地閃密度越高，雷擊的風險越大。地閃密度就是單位面積上的地閃次數，地閃強度是2007—2015年浙江省閃電定位系統中獲取的全縣23個鄉鎮雷電強度監測數據資料，所有雷電電流強度（正、負取其絕對值）樣本資料匯總排序參照WMO 推薦的數值，按百分位數分別確定不同等級所對應的電流強度閾值（表1），由此劃分出各級電流強度范圍。

將各個站點的不同等級電流強度歸一化后，根據電流強度產生的破壞力，從5 級到1 級依次取權重系數為5/15、4/15、3/15、2/15、1/15，加權平均得到各個鄉鎮雷電強度數值。考慮到因子的穩定性和可靠性，地閃密度和雷電強度權重取2∶1。先將其歸一化再加權綜合，整理之后得到全縣各鄉鎮致災因子指標數據。

2.1.2經濟易損指標（E）。計算公式為：

E=DS/S（2）

式中，E為區域內單位面積受雷電危害的經濟數量（萬元/100 km2），DS為各鄉鎮2014年工農業總產值和旅游門票收入的統計數據，S 為區域國土面積。E客觀地反映了區域內財產受到雷電災危害的程度和分布情況。由公式（2）計算結果后，將其歸一化處理得到全縣各鄉鎮E。

2.1.3生命易損指標（F）。計算公式為：

F=LS/S（3）

式中，F為區域內單位面積受雷電災害影響的人口數量（萬人/100 km2），LS 為統計年限內區域內常住數量，S為區域國土面積。F 客觀地反映了區域內生命對雷電災害的敏感性。

淳安縣是一個勞動力輸出大縣，在外打工的人數有125 393人，參加本縣田間勞動（野外活動人數）人數128 461人。另外，淳安縣又是一個旅游大縣，旅游主要分布在千島湖區域，旅游人口并入千島湖鎮的野外活動人數。從易損性分析得知，受到雷災危害最嚴重的應該是參加野外田間勞動的人群，應當受到重點關注。從實際情況考慮，在統計區域總人口時，按野外田間勞動人口數和總人口數2∶1權重合并統計。再按公式（3）計算，最后將其歸一化處理得到全縣各鄉鎮生命易損指標數據F。

2.1.4承災能力（P） 。計算公式為：

P=1-MS/M（4）

式中，P為區域內老舊建筑物占建筑物總量的比重，MS為2004年后建筑物的數量，M為建筑物的總量。P客觀地反映了區域內承受雷電災害的能力。由公式（4）計算，經歸一化處理得到全縣各鄉鎮承災能力指標數據P。

2.2區域劃分、易損性評價指標

淳安縣現有23個鄉鎮，為使研究成果應用于指導防災減災實踐，應保持行政區的完整性，故以鄉、鎮為分析單元進行易損性對比分析。根據上述各評價指標的定義，計算出各鄉鎮雷災易損性指標，結果見表2。

為便于分析和評價，綜合評價指數采用極高、高、中、低、極低5 級描述。距平百分率-20%～20%為中，指數定為0.6；距平百分率21%～40%為高，指數定為0.8；距平百分率大于40%為極高，指數定為1.0；距平百分率-21%～-40%為低，指數定為0.4；距平百分率小于-40%為極低，指數定為0.2。將各項指數之和作為各鄉鎮綜合易損性指數，結果見表3。

2.3淳安縣雷災易損區劃

將綜合指數（X）按5 級劃分：X<1.5為極低易損區，1.5≤X<1.7為低易損，1.7≤X<2.3為中易損區，2.3≤X<3.0為高易損區，X≥3.0為極高易損區，得到淳安縣雷災易損區劃（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，姜家、楓樹嶺、大墅、文昌屬于高易損區，中洲、鳩坑、王阜、臨岐、石林屬于中易損區，宋村、界首、安陽、里商、瑤山屬于低易損區，屏門、左口、金峰、富文屬于極低易損區。

3區劃結果驗證

為檢驗區劃結果的優劣，需將區劃結果與實際災情進行對比驗證，為此收集整理了2008—2015年淳安縣氣象部門雷災統計上報資料中的91起雷災記錄。由于統計資料年限較短，加上部分農村仍存在迷信觀念，不愿如實上報雷災災情，使雷電災害統計結果的完整程度存在一定的不確定性。僅從91起雷災記錄結果可以看出，綜合區劃結果與歷史雷電災情比較一致，能夠客觀地反映淳安縣雷電災害分布的實際。

4結論

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

（2）采用2008—2015年淳安縣歷年各鄉鎮雷電災情數據與區劃結果對比驗證，從91起雷災記錄結果可以看出，綜合區劃結果與歷史雷電災情比較一致，能夠客觀地反映淳安縣雷電災害分布的實際。

（3）某一地區雷擊災害的發生及其造成的損失情況既與該地所處的地理位置、大氣環境狀況有關，也與該地人口密度、經濟發展狀況有關。淳安縣一主二副的千島、汾口、威坪等3個鄉鎮是全縣人口密度最大、經濟最發達的鄉鎮，因而成為雷災易損度極高的地區。

參考文獻

[1] 胡先鋒，劉彥章，肖穩安.1998-2004年中國雷電災害特征分析[J].氣象與減災研究，2007，30（3）：56-59.

[2] 劉佼，肖穩安，陳紅兵.全國雷電災害分析及雷災經濟損失預測[J].氣象與環境科學，2010，33（4）：21-26.

[3] 馬明，呂偉濤，張義軍，等.我國雷電災害及相關因素分析[J].地球科學進展，2008，23（8）：856-865.

[4] 馬明，呂偉濤，張義軍，等.1997-2006年我國雷電災情特征[J].應用氣象學報，2008，19（4）：393-400.