大通縣雷電災害風險危險性分析及區劃

張翠花

摘要 利用大通縣1978—2013年36年人工雷暴日數資、2016—2020年閃電定位資料和雷電災害事件資料，對雷電災害時空分布特征及其造成的損失進行了分析，并展開有關大通雷電災害的危險性評估和區劃。結果表明：大通閃電次數和雷暴日數呈明顯下降趨勢; 夏季是雷電災害發生最多的季節。大通縣地勢呈西北高、東南低的特征，地形起伏變化較大，雷電災害危險性高風險區主要分布在寶庫鄉東北部、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屬于雷電危險性低的區域。

關鍵詞 雷電災害;風險分析;區劃

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

雷電災害被聯合國列為十大自然災害之一，嚴重威脅著人們的生命財產安全和社會經濟的發展[1]。隨著現代化信息事業的發展，雷電災害對社會經濟建設和人們生命財產安全的影響越來越大，因此，對雷電災害風險進行科學分析對防災減災工作有著十分重要的指導意義。胡先鋒等[2]分析了中國雷電災害特征分析，還有許多學者從災害易損性角度對區域雷電災害風險進行了研究[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，境內溝壑縱橫，年雷暴日數為55 d，屬于多雷暴地區，雷電災害長期威脅著民眾的人身安全和財產安全。為了降低雷電災害的損失，需要對這種損失進行雷電災害風險評估。通過雷擊風險評估，采取各種措施以有效降低雷擊風險，減輕雷電災害帶來的損失，為地方各級政府有效開展雷電災害防治和應急管理工作提供權威的雷災危險信息和科學的決策依據。

1 資料與方法

1.1 雷電災害致災因子風險普查和評估指標體系

根據雷電發生的觀測數據和實際災情，將閃電強度、雷擊點密度、地形起伏、海拔以及土壤電導率作為反映雷電致災因子危險性評估指標，既有反映雷暴活動的重要指標，又有反映區域特征的指標。

1.2 電災害致災因子計算方法

將行政區域3 km域范圍劃為網格，利用Kriging插值法[8]，將通過雷暴日數據和閃電定位數據得到的雷擊點密度插值成各網格數據，將雷電強度按百分位數法劃分等級，對各網格的雷擊點密度、雷電強度進行歸一化處理再加權綜合得到致災因子指數。

將孕災環境的影響因子地形起伏、海拔高度、土壤電導率經歸一化處理后，再等權重加權平均，計算得到3 km子地形起伏、網格孕災環境指數。

根據綜合致災因子和孕災環境指數，按照QX/T 405—2017附錄C的層次分析法確定權重系數，根據致災危險性指數RH模型進行計算。

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

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

根據層次分析法計算，閃電強度、雷電點密度、地形起伏、海拔、土壤電導率的權重分布為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

對大通2016—2020年閃電次數分布特征進行分析。從圖1a可以看出，大通近5年閃電次數總體呈現下降趨勢，其中2016年閃電次數最多，為5 051次，2020年閃電次數最少，為1 881次。圖1b為近5年閃電次數月分布特征曲線，1—12月閃電次數分布呈單峰單谷型，從4月開始出現閃電，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

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

3 大通雷電災害致災因子危險性區劃

3.1 氣象致災因子空間分布特征

利用大通閃電定位數據分析大通閃電強度和雷擊點密度空間分布圖（圖3），結果表明，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屬于閃電強度高值區，西北地區屬于閃電強度低值區。雷擊密度低值區分布在西南、西北部及南部的一小部分地區;其余地方均屬于雷擊點密度的高或較高區。

3.2 地理致災因子空間分布特征

利用GIS空間分析工具，對2008年青海省大通90 m分辨率的DEM數據，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，地形起伏變化較大，中南部地形起伏變化較小，因而由地形起伏導致的雷電致災因子風險在大通北部山區和西南部邊緣山區很高;而南部和中部地區地勢平緩，風險最低。

3.3 土壤致災因子空間分布特征

采用黑河計劃數據管理中心的HWSD數據集，提取大通0～30 cm上層土壤的土壤電導率數據。從圖5可以看出，大通土壤電導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率偏高，其余地區土壤電導率較低（圖5）。

3.4 大通雷電災害因子危險性區劃

從圖6的大通縣雷電災害危險性等級區劃圖分析可知，大通縣雷電災害危險性高風險區主要分布在寶庫鄉東北部、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屬于雷電危險性低的區域。

4 結論與討論

（1）大通閃電次數和雷暴日數呈明顯下降趨勢; 夏季是雷電災害發生最多的季節，1978—2013年大通平均每年雷暴日數為55 d，災次數為1 885.7次，呈逐年波動增長趨勢。6—8月是雷電災害發生最多的時期，占全年雷電災害的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外，其余均屬于雷擊點密度的高或較高區。

（3）大通縣地勢西北高、東南低，地形起伏變化較大，雷電災害危險性高風險區主要分布在寶庫鄉東北部、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屬于雷電危險性低的區域。

參考文獻

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責任編輯：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