新余市雷電災(zāi)害易損性分析及區(qū)劃

敖紅斌 李 準(zhǔn) 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(zāi)害是世界十大自然災(zāi)害之一。我國(guó)每年因雷災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)億元。國(guó)內(nèi)外關(guān)于地震、洪水、泥石流等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的研究很多［1-3］，但對(duì)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究的較少。2006年江西省南昌市氣象局嚴(yán)春銀應(yīng)用雷災(zāi)易損性指標(biāo)對(duì)江西省各設(shè)區(qū)市的雷災(zāi)易損性進(jìn)行了綜合評(píng)估，初步形成了江西省雷電災(zāi)害易損性區(qū)劃，尹娜等對(duì)廣東省雷電災(zāi)害進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析，李家啟等作對(duì)重慶市雷電災(zāi)害進(jìn)行了易損性風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估與區(qū)劃研究，對(duì)新余市進(jìn)行雷電災(zāi)害易損性分析及易損度區(qū)劃，能提高雷電災(zāi)害防御水平，為政府防御雷電災(zāi)害提供科學(xué)決策依據(jù)。

1 資料來(lái)源與統(tǒng)計(jì)

1.1 年平均雷暴日

年平均雷暴日資料來(lái)源于新余市氣象站地面氣象觀測(cè)資料。

1.2 雷電災(zāi)害數(shù)據(jù)

雷電災(zāi)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(jì)數(shù)據(jù)、人口資源等來(lái)自《渝水區(qū)2014年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展公報(bào)》、《分宜縣2014年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》等信息。

2 新余市雷災(zāi)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(zhǎng)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(kāi)。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(lèi)型。地貌成因類(lèi)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(diǎn)

新余屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候，氣候溫和濕潤(rùn)，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(wú)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(zhǎng)處于較低水平。根據(jù)人口變動(dòng)情況抽樣調(diào)查統(tǒng)計(jì)，年末常住人口116.08萬(wàn)人，比上年末增長(zhǎng)0.4%。65歲及以上老年人口10.37萬(wàn)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(zhǎng)率6.88‰，比上年上升0.14個(gè)千分點(diǎn)。

2.4 新余市雷電災(zāi)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(shí)40分，新余力上果園宿舍樓遭受雷擊，擊壞有線電視一臺(tái)，直接經(jīng)濟(jì)損失0.3萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)損失0.6萬(wàn)元。2011年8月9日13時(shí)20分，中國(guó)港灣新余廖家梁場(chǎng)遭受雷擊，擊壞交換機(jī)5臺(tái)，變電器1臺(tái)，直接損失1.2萬(wàn)元，間接損失2.5萬(wàn)元。2012年7月15日8點(diǎn)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(shí)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(hào)井遭受雷擊，擊壞電腦1臺(tái)、空壓井1臺(tái)、避雷器1個(gè)，直接經(jīng)濟(jì)損失0.6萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)損失2萬(wàn)元。2013年5月14日16時(shí)30分，新余市人和鄉(xiāng)覽溪村三村民在田間耕種休息時(shí)遭雷擊，一人死亡、一人重傷、一人輕傷。2013年5月29日15時(shí)，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(shí)遭雷擊，雙腿燒掉。2014年3月19日晚21：00時(shí)，新余市第三中學(xué)井遭受雷擊，擊壞10臺(tái)電腦、1個(gè)交換機(jī)、一個(gè)路由器、一臺(tái)電視、一個(gè)監(jiān)控器、一個(gè)顯示屏，直接經(jīng)濟(jì)損失2萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)損失2萬(wàn)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(shí)，遭雷擊身亡。

3 新余市雷電災(zāi)害易損性分析

3.1 新余市雷電災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)

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(dòng)的自然規(guī)律。

Td為年平均雷暴日，根據(jù)氣象臺(tái)站的觀測(cè)資料可以確定，采用新余市2個(gè)縣（區(qū)）氣象臺(tái)站自建站以來(lái)至2014年的年平均雷暴日。

3.1.2 雷電災(zāi)害頻數(shù)P

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

式中：N為統(tǒng)計(jì)樣本內(nèi)發(fā)生雷電災(zāi)害的總次數(shù)，單位：次，n為統(tǒng)計(jì)樣本時(shí)間，單位：年。雷電災(zāi)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(jì)易損指標(biāo)E

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

式中：Ds為統(tǒng)計(jì)年限內(nèi)區(qū)域雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失，單位：萬(wàn)元。S為各縣區(qū)的行政面積。單位：100km2。

3.1.4 生命易損指標(biāo)P

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

式中：L為各縣區(qū)常住人口，單位：萬(wàn)人。S為各縣區(qū)的行政面積，單位：100km2。

3.2 新余市雷電災(zāi)害易損性分析

為了更好地指導(dǎo)新余的雷電防御工作，利用氣象觀測(cè)資料和雷電災(zāi)害數(shù)據(jù)，將年平均雷暴日、雷電災(zāi)害總次數(shù)、雷災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失等數(shù)據(jù)代入上述公式，計(jì)算出新余市各縣區(qū)的雷擊密度、雷災(zāi)頻數(shù)、經(jīng)濟(jì)易損性指標(biāo)、生命易損指標(biāo)值，新余市各縣區(qū)雷電災(zāi)害易損性分析指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 新余市各區(qū)、縣雷災(zāi)易損性分析指標(biāo)

4 新余市雷電災(zāi)害綜合易損性評(píng)估

對(duì)雷電災(zāi)害易損性分析指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)劃分。劃分方法為：將表1中雷擊密度、雷災(zāi)頻數(shù)、經(jīng)濟(jì)易損性指標(biāo)、生命易損指標(biāo)的計(jì)算值進(jìn)行換算，換算為占該類(lèi)型指標(biāo)總值的百分比，采用對(duì)稱(chēng)不等分間隔的5級(jí)分割法，將雷電災(zāi)害易損性指標(biāo)劃分為高、較高、中等、較低、低5個(gè)等級(jí)。賦予雷電災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)指標(biāo)如下定值：雷電災(zāi)害易損性評(píng)估指標(biāo)極高賦予定值1.0，雷電災(zāi)害易損性評(píng)估指標(biāo)較高賦予定值0.8，雷電災(zāi)害易損性評(píng)估指標(biāo)中等賦予定值0.6，雷電災(zāi)害易損性評(píng)估指標(biāo)較低賦予定值0.4，雷電災(zāi)害易損性評(píng)估指標(biāo)低賦予定值0.2.新余市雷電災(zāi)害易損性指標(biāo)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 新余市雷災(zāi)易損性指標(biāo)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

將表1中的雷災(zāi)易損性指標(biāo)值按照表2的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，例如渝水區(qū)的經(jīng)濟(jì)易損指標(biāo)為0.40萬(wàn)元/100km2，則其經(jīng)濟(jì)易損指標(biāo)的取值為0.8。將雷擊密度、雷災(zāi)頻數(shù)、經(jīng)濟(jì)易損指標(biāo)、生命易損指標(biāo)等指標(biāo)的等級(jí)值累加，得到新余市雷電災(zāi)害綜合易損性評(píng)估值（表3）：

表3 新余市雷電災(zāi)害易損性評(píng)估結(jié)果

5 新余市雷電災(zāi)害綜合易損度區(qū)劃

根據(jù)表3中的雷電災(zāi)害綜合易損度的評(píng)估結(jié)果，同樣采用5級(jí)分區(qū)法將新余市分為雷電災(zāi)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(gè)不同的易損度區(qū)域。雷電災(zāi)害綜合易損性等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)為：雷電災(zāi)害綜合易損度低易損區(qū)為0～0.50，雷電災(zāi)害綜合易損度較低易損區(qū)為0.51～0.60，雷電災(zāi)害綜合易損度中等易損區(qū)為0.61～0.70，雷電災(zāi)害綜合易損度較高易損區(qū)為0.71～0.80，雷電災(zāi)害綜合易損度高易損區(qū)為0.81～1.00，得出新余市雷災(zāi)綜合易損度區(qū)劃（表4）。

表4 新余市雷電災(zāi)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(zāi)害綜合易損性指標(biāo)等雷電災(zāi)害要素，繪制相應(yīng)的易損性區(qū)劃圖（圖1）。

圖1 新余市雷電災(zāi)害綜合易損度區(qū)劃圖

6 結(jié)論

6.1 雷電災(zāi)害的發(fā)生及其造成的損失不僅與雷電活動(dòng)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(zāi)害綜合評(píng)估結(jié)果表明：渝水區(qū)屬于雷災(zāi)高易損區(qū)；高新區(qū)為雷災(zāi)較高易損區(qū)；分宜縣為雷災(zāi)中等易損區(qū)；仙女湖區(qū)是雷災(zāi)較低易損區(qū)，高鐵新區(qū)為雷災(zāi)低易損區(qū)。

［1］湯愛(ài)平，董瑩，文愛(ài)花，等.國(guó)外地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)性評(píng)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究［J］自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2002，9（1）：54-61.

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

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

［6］李家啟，申雙和，秦健，等.重慶市雷電災(zāi)害易損性風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估與區(qū)劃［J］. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（1）：96-102.

［7］國(guó)家機(jī)械工業(yè)部.GB/50057-94.建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.