馬艷清
(滿洲里市氣象局,內(nèi)蒙古滿洲里 021400)
雷電災害是中國十大自然災害之一。每年因雷擊導致的事故時有發(fā)生,特別是進入信息時代以來,雷電災害逐年增加。雷電已經(jīng)對人民生命財產(chǎn)安全和社會發(fā)展構(gòu)成了威脅,為將雷擊風險降到最低,應系統(tǒng)分析所處區(qū)域的雷電活動規(guī)律,更要弄清楚該區(qū)域雷電災害風險分布情況。本文從局地精細化角度入手,將本地閃電定位監(jiān)測資料為基礎(chǔ),對滿洲里區(qū)域雷電活動規(guī)律、雷電災害風險區(qū)劃進行了研究,以期為滿洲里市防雷減災工作提供參考。
地理地貌。滿洲里地處呼倫貝爾高平原和大興安嶺邊緣過渡地帶,全市地貌由西向東依次為高平原、低山、丘陵、河灘地四種類型,地勢中部高,西部平緩,東部為沼澤洼地。
土壤狀況。主要地形為波狀起伏的丘陵,地勢由西北向東南傾斜,坡度比較平緩,土地利用類型為牧草地、耕地、林地,分別占土地總面積70.48%、2.51%、4.39%。
地理信息資料:收集本地土地利用數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)和土壤電導率數(shù)據(jù)。
社會經(jīng)濟資料:收集最近年份的社會經(jīng)濟資料,包括各行政區(qū)域的土地面積、GDP、第三產(chǎn)業(yè)比重和人口數(shù)據(jù)。
氣象資料:收集內(nèi)蒙古2014—2020年的地閃定位資料。
根據(jù)內(nèi)蒙古雷電災害風險區(qū)劃規(guī)范DB15/T 1925-2020,滿洲里雷電災害易損性評價指標采取從致災因子危險性、孕災環(huán)境敏感性、承災體易損性、防災減災能力四個方面選取,參照大連等地的雷電災害風險區(qū)劃因子選取,結(jié)合滿洲里實際,致災因子危險性選取閃電密度、地閃強度;孕災環(huán)境敏感性選取土壤電導率、海拔高度;承災體易損性采取的人口密度、土地利用率、第三產(chǎn)業(yè)比重、雷電敏感單位密度;防災減災能力采取的是防護能力。滿洲里雷電災害易損性分析方法按照公式(1)進行計算:
式中,VH—致災因子危險性評價因子;
wh—致災因子危險性評價因子權(quán)重;
VE—孕災環(huán)境敏感性評價因子;
we—孕災環(huán)境敏感性評價因子權(quán)重;
Vs—承災體易損性評價因子;
WS—承災體易損性評價因子權(quán)重;
VR—防災減災能力評價因子;
wr—防災減災能力評價因子權(quán)重。
各評價因子權(quán)重根據(jù)層次分析法確定。
地閃密度按各區(qū)地閃次數(shù)除以各區(qū)面積,各區(qū)面積分別為產(chǎn)業(yè)園區(qū)30.38 km2、互貿(mào)區(qū)138.8 km2、經(jīng)濟合作區(qū)70.1 km2、東湖區(qū)261.04 km2、扎賚諾爾區(qū)279.5 km2,各區(qū)地閃次數(shù)為產(chǎn)業(yè)園區(qū)65、互貿(mào)區(qū)449、經(jīng)濟合作區(qū)203、東湖區(qū)916、扎賚諾爾區(qū)915。
地閃強度根據(jù)內(nèi)蒙古雷電災害區(qū)劃規(guī)范雷電流幅值等級,結(jié)合分布圖,確定滿洲里各區(qū)權(quán)重為,產(chǎn)業(yè)園區(qū)1/15,合作區(qū)2/15,互貿(mào)區(qū)3/15,扎區(qū)4/15,東湖區(qū)5/15。
孕災環(huán)境敏感性評價因子VE主要選取海拔高度Eh和土壤電導率Tr2個評價指標進行評價。將2個評價指標按照各自影響程度,采用加權(quán)綜合評價法計算得到評價因子VE,見公式(2)。
式中,VE—孕災環(huán)境敏感性評價因子;
ex—海拔高度權(quán)重;
Eh—海拔高度;
e4—土壤電導率權(quán)重;
Tr—土壤電導率。
海拔高度:參照呼倫貝爾氣象局生態(tài)中心制作的滿洲里海拔高程圖計算。
土壤電阻率:利用各區(qū)實測的土壤電阻率數(shù)據(jù)進行分析。
承災體的易損性評價因子選取,依據(jù)DB15/T 1925-2020主要選取人口密度p、土地利用T、第三產(chǎn)業(yè)比重R、雷電敏感單位密度N等4個指標進行評價,采用加權(quán)綜合平均法計算得到評價因子V。
式中,S代表權(quán)重,將4個評價指標采用加權(quán)綜合評價法計算得到評價因子。
3.3.1 人口密度。人口密度依據(jù)各區(qū)人口數(shù)量除以土地面積得到。
3.3.2 土地利用。土地利用賦值表依據(jù)內(nèi)蒙古雷電災害風險區(qū)劃技術(shù)規(guī)范DB15/T 1925-2020賦值表取值,耕地、林地、草地、水域、居民用地、未用地賦值分別為0.7、0.8、0.6、0.5、0.9、0.4,參照滿洲里地表覆蓋類型圖。
3.3.3 第三產(chǎn)業(yè)比重。利用近幾年統(tǒng)計數(shù)據(jù)中各區(qū)第三產(chǎn)業(yè)比重情況進行分析。
3.3.4 雷電敏感單位密度。雷電敏感單位密度以各區(qū)雷電敏感單位數(shù)量除以對應區(qū)土地面積得到。
采取重點單位防護能力作為評價指標,賦值依據(jù)DB15/T 1925-2020賦值表,一類0.9、二類0.75、三類0.6,按照第一類、第二類、第三類防雷建筑物的防雷措施情況,采取專家評分法進行打分,評價重點單位防護能力。
據(jù)內(nèi)蒙古氣象部門雷電定位系統(tǒng)監(jiān)測顯示,2014—2020年滿洲里共發(fā)生閃電2548次,其中正閃電240次,占9.42%;負閃電2308次,占90.58%。滿洲里2014—2020年雷電活動主要活躍在6~9月份,其中7~8月份雷電活動最強。滿洲里市地閃主要集中在東湖區(qū)、扎賚諾爾區(qū)北部以及南部,互貿(mào)區(qū)中部。
滿洲里市現(xiàn)有5個區(qū),以區(qū)為分析單元進行雷電災害易損性風險分析,計算出各區(qū)雷災易損性指標,對綜合易損度分為高1.0、中高0.8、中0.5、低0.2的四個等級。分級方法采用氣象統(tǒng)計分析中的分級統(tǒng)計方法,然后分別計算5個區(qū)8個因子的易損度指標值,參照大連等地災害易損性風險區(qū)劃因子權(quán)重劃分,結(jié)合滿洲里實際,采取專家評定法對8個因子進行權(quán)重評價。將滿洲里市5個區(qū)采用四級分區(qū)法將滿洲里市各區(qū)劃分為低風險區(qū)、中風險區(qū)、中高風險區(qū)、高風險區(qū)四個不同的區(qū)域。計算的各區(qū)域雷電災害綜合風險等級值分別為:低易損區(qū)(<0.51)、中易損區(qū)(0.52~0.593)、中高易損區(qū)(0.60~0.703)、高易損區(qū)(0.71~0.745)。
收集整理了滿洲里市近十年有關(guān)雷電災害的災情記錄共26條,以雷電災害風險綜合區(qū)劃圖與雷電歷史災情分布對比分析,綜合區(qū)劃結(jié)果與雷電歷史災情對應較好。
通過對滿洲里市雷電災害易損性風險綜合評估的結(jié)果表明:東湖區(qū)屬于低易損區(qū);互貿(mào)區(qū)均屬于中易損區(qū);扎賚諾爾區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)屬于中高易損區(qū);經(jīng)濟合作區(qū)屬于高易損區(qū)。
滿洲里雷電災害易損性風險分析,對滿洲里市各區(qū)域防御和減輕雷電災害,采取有效管理措施提供一定的客觀的科學依據(jù),對做好防雷減災工作有一定幫助。