王振國，康麗莉，李 特，姜?jiǎng)P華，劉 超，侯 慧

（1. 國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014；2. 浙江省氣象科學(xué)研究所，杭州 310008；3. 武漢理工大學(xué) 自動化學(xué)院，武漢 430070）

0 引言

臺風(fēng)作為一種小概率高風(fēng)險(xiǎn)事件，其強(qiáng)度大、路徑預(yù)測難、影響范圍廣［1-2］，致災(zāi)程度僅次于暴雨洪澇災(zāi)害，每年都會給我國造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失及社會影響［3-4］。隨著全球變暖，登陸我國的臺風(fēng)數(shù)量顯著增多，臺風(fēng)災(zāi)害效應(yīng)也明顯增加［5］。世界上最大的臺風(fēng)發(fā)源地位于西北太平洋［6］，浙江省位于太平洋西海岸，東臨東海，夏季近海溫度在24～27 ℃，同時(shí)受到東西風(fēng)帶的影響，容易形成臺風(fēng)。因此，臺風(fēng)災(zāi)害是浙江省危害最大、損失最嚴(yán)重的氣象災(zāi)害之一［7-8］。臺風(fēng)多次給浙江省輸、變、配電系統(tǒng)造成了嚴(yán)重?fù)p失［9-10］，例如2006年臺風(fēng)“桑美”、2019年臺風(fēng)“利奇馬”及2020年臺風(fēng)“黑格比”均造成電力系統(tǒng)嚴(yán)重受損，配電系統(tǒng)百萬級用戶停電［11-13］。臺風(fēng)災(zāi)害損失量與暴露在臺風(fēng)中承災(zāi)體的數(shù)量、價(jià)值等有關(guān)，也與承災(zāi)體脆弱性相關(guān)，尤其是高聳結(jié)構(gòu)的輸電鐵塔是一種風(fēng)敏感性結(jié)構(gòu)，容易在臺風(fēng)等極端條件下發(fā)生倒塌性破壞及風(fēng)偏等［14］。但臺風(fēng)路徑及強(qiáng)度預(yù)報(bào)存在很大的不確定性，預(yù)報(bào)誤差較大［15-16］，為減少臺風(fēng)災(zāi)害帶來的損失，有必要進(jìn)行臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的劃分研究。

目前，已有部分學(xué)者針對某些自然災(zāi)害進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分。文獻(xiàn)［17］提出中國區(qū)域自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評估方法，從加強(qiáng)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)踐、著力降低區(qū)域敏感性、提升自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防控能力、建設(shè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等方面提高防災(zāi)減災(zāi)能力；文獻(xiàn)［18］提出區(qū)域自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法；文獻(xiàn)［19］基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對浙江省的臺風(fēng)災(zāi)害進(jìn)行分析，但以上研究并未對研究區(qū)域的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級進(jìn)行可視化分析。為形象觀測災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，文獻(xiàn)［20］提出一種基于ArcGIS的山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法；文獻(xiàn)［21］以葫蘆島市為研究對象，劃分了強(qiáng)降雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；文獻(xiàn)［22］對浙江省臺風(fēng)災(zāi)害下的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行了劃分，以上研究僅對自然災(zāi)害本身的危害進(jìn)行分析，未將其與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合。文獻(xiàn)［23］以廣東省為研究區(qū)域分析了臺風(fēng)災(zāi)害下的人口及經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分，但未將臺風(fēng)災(zāi)害與電力系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分相結(jié)合，因此，對臺風(fēng)災(zāi)害下電力系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分迫在眉睫。

臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分對災(zāi)害預(yù)測、災(zāi)害防治以及災(zāi)后補(bǔ)償具有重要的指導(dǎo)作用，是國家減災(zāi)、防災(zāi)和救災(zāi)政策制定與實(shí)施的科學(xué)依據(jù)，對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義［24］。本文首先分析浙江沿海地區(qū)臺風(fēng)氣象特征，包括登陸點(diǎn)分布、路徑特征、時(shí)間特征、風(fēng)速特征及降水特征等；在此基礎(chǔ)上，分析臺風(fēng)對浙江省輸、變、配電系統(tǒng)造成的損失，包括輸電系統(tǒng)故障點(diǎn)分布、最大風(fēng)速與故障數(shù)量關(guān)系分析、變電系統(tǒng)與臺風(fēng)登陸點(diǎn)距離關(guān)系分析，以及配電系統(tǒng)停電用戶占比分布等；最后，進(jìn)行浙江省臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分，特別是倒塔高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、風(fēng)偏高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)及地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)等與電力行業(yè)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分，可為補(bǔ)充和完善相關(guān)規(guī)范提供理論依據(jù)，為各級電網(wǎng)應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害提供輔助決策支持。

1 浙江沿海地區(qū)臺風(fēng)氣象特征

1.1 登陸點(diǎn)分布特征

建國以來，在浙江沿海登陸的臺風(fēng)共有47個(gè)，其中77%的臺風(fēng)直接登陸浙江沿海地區(qū)，其余是先在臺灣島登陸、而后再次登陸浙江沿海的臺風(fēng)。登陸強(qiáng)度為臺風(fēng)級（近中心最大平均風(fēng)力12～13級）及以上級別的占60%左右，其中還有3個(gè)是超強(qiáng)臺風(fēng)（16級及以上），數(shù)量比廣東（2個(gè)）和海南（2個(gè)）還要多，表明浙江是一個(gè)臺風(fēng)發(fā)生頻次高、強(qiáng)度強(qiáng)的省份。圖1為建國以來登陸浙江省的臺風(fēng)登陸點(diǎn)分布。

圖1 建國以來浙江省的臺風(fēng)登陸點(diǎn)分布Fig.1 Distribution map of typhoon landings in Zhejiang province since the founding of PRC

由圖1可知，浙江沿海各縣（區(qū)），從北部的舟山普陀到南部的溫州蒼南均有臺風(fēng)登陸記錄，但登陸的頻次和強(qiáng)度是有差異的。圖2 所示為各縣（區(qū)）登陸臺風(fēng)頻次統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖2 建國以來浙江省各縣（區(qū)）臺風(fēng)登陸數(shù)量Fig.2 Number of typhoon landings in each county （district）in Zhejiang province since the founding of PRC

由圖2 可知：溫嶺有9 次臺風(fēng)登陸，蒼南有7次臺風(fēng)登陸，是浙江省臺風(fēng)登陸數(shù)量最多的縣（區(qū)）；其次是象山有6次臺風(fēng)登陸，玉環(huán)、樂清和普陀各有5次臺風(fēng)登陸；其他縣（區(qū)）在3次或3次以下。圖3為各縣（區(qū)）登陸臺風(fēng)級別及以上的頻次統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖3 建國以來浙江省各縣（區(qū)）臺風(fēng)級別及以上登陸數(shù)量Fig.3 Typhoon level and number of landings in each county（district） in Zhejiang province since the founding of PRC

由圖3可知，蒼南登陸的臺風(fēng)中有6個(gè)在臺風(fēng)級別及以上，象山登陸的有5 個(gè)臺風(fēng)級別及以上，溫嶺登陸的有4 個(gè)臺風(fēng)級別及以上?？梢姡n南、象山及溫嶺不僅登陸臺風(fēng)數(shù)量多，強(qiáng)度也強(qiáng)，是沿海需要加強(qiáng)防范的重點(diǎn)區(qū)域。另外，除了登陸浙江省的臺風(fēng)對浙江省造成嚴(yán)重影響外，在閩北接近浙閩交界區(qū)域登陸的臺風(fēng)對浙江省的影響也非常嚴(yán)重，如“菲特”臺風(fēng)和“瑪利亞”臺風(fēng)等。因此，溫州蒼南除了自身登陸臺風(fēng)較多外，還受浙閩交界登陸臺風(fēng)的影響，是浙江省受臺風(fēng)影響最為嚴(yán)重的區(qū)域。

1.2 路徑特征

路徑特征的分析有利于風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的劃分，登陸浙江省的臺風(fēng)空間分布如圖4所示。

圖4 建國以來浙江省登陸臺風(fēng)移動路徑Fig.4 Trajectory of typhoons in Zhejiang province since the founding of PRC

由圖4可知，超強(qiáng)臺風(fēng)和強(qiáng)臺風(fēng)在生成后基本向西北方向移動，均直接從浙江沿海登陸，對浙江省造成的損失最為嚴(yán)重。超強(qiáng)臺風(fēng)及強(qiáng)臺風(fēng)的移動路徑在溫嶺至樂清之間分布最密集，其次為蒼南和象山南部。

1.3 時(shí)間特征

了解臺風(fēng)的時(shí)間特征對防災(zāi)減災(zāi)具有重要的指導(dǎo)作用，圖5為建國以來登陸浙江省的臺風(fēng)時(shí)間和強(qiáng)度分布。

圖5 建國以來登陸浙江省的臺風(fēng)時(shí)間與強(qiáng)度分布Fig.5 Time and intensity distribution of typhoons in Zhejiang province since the founding of PRC

由圖5可知，登陸浙江的臺風(fēng)主要出現(xiàn)在每年的7—9月。其中，1949—2000年的52年中，登陸浙江省的臺風(fēng)有30 個(gè)，平均每年有0.58 個(gè)臺風(fēng)登陸；2001—2020 年的20 年中，登陸浙江省的臺風(fēng)有17 個(gè)，平均每年有0.85 個(gè)臺風(fēng)登陸?？梢?，2000 年后，登陸浙江省的臺風(fēng)頻次明顯增多。1949—2000 年的52 年中，登陸浙江省的強(qiáng)臺風(fēng)級別及以上的只有3個(gè)，而2001—2020年的20年中，登陸浙江省的強(qiáng)臺風(fēng)級別及以上的多達(dá)8 個(gè)?？梢姡?000年后登陸浙江省的臺風(fēng)強(qiáng)度也顯著增強(qiáng)。2011—2020年有1個(gè)超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”及2個(gè)強(qiáng)臺風(fēng)登陸浙江省，臺風(fēng)對浙江省的影響仍較為嚴(yán)重。

1.4 風(fēng)速特征

基于近10 年臺風(fēng)期間浙江全省自動氣象站風(fēng)速觀測資料，對臺風(fēng)期間的實(shí)測風(fēng)速進(jìn)行分析，圖6為浙江省臺風(fēng)影響期間監(jiān)測到的極大風(fēng)速空間分布。

圖6 臺風(fēng)影響期間監(jiān)測到的極大風(fēng)速的空間分布Fig.6 Spatial distribution of maximum wind speeds monitored during the typhoons

由圖6 可知，浙江沿海島嶼及距離海岸線50 km以內(nèi)的區(qū)域，極大風(fēng)速超過27 m/s；距離海岸線20 km 以內(nèi)的地區(qū)和沿海島嶼，極大風(fēng)速超過40 m/s；極大風(fēng)速超過27 m/s 的區(qū)域與強(qiáng)風(fēng)致輸電線路故障區(qū)域基本重合。

1.5 降水特征

臺風(fēng)不但帶來大風(fēng)，且常伴降水發(fā)生。臺風(fēng)經(jīng)過之處暴雨狂瀉，一次可達(dá)數(shù)百毫米，有時(shí)可達(dá)1 000 mm 以上，極易造成次生災(zāi)害［25］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010 年以來，各自動氣象站觀測到的臺風(fēng)過程降水量最大值的空間分布如圖7所示。

圖7 2010年以來臺風(fēng)過程降水量最大值的空間分布Fig.7 Spatial distribution of maximum precipitation during typhoons since 2010

由圖7可知，全省大部分區(qū)域的自動氣象站都曾觀測到超過200 mm的過程降水量，說明臺風(fēng)給浙江省帶來的降水量十分充沛。全省臺風(fēng)過程降水量最多的區(qū)域，是從距離海岸線10 km 到深入內(nèi)陸100 km 左右的范圍內(nèi)。這是由于臺風(fēng)攜帶的大量水汽，在登陸后遇到浙東沿海山脈阻擋后，在迎風(fēng)坡形成的強(qiáng)降水。從圖7中可以看出，很多自動氣象站都觀測到400 mm以上的降水量，甚至有些自動氣象站觀測到600 mm以上的降水量，個(gè)別自動氣象站還觀測到800 mm以上的降水量。在臺風(fēng)影響前后的短短幾天內(nèi)，如此多的降水常常造成嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，而且由于地處內(nèi)陸，洪水消退較為緩慢，因此臺風(fēng)降水往往比臺風(fēng)強(qiáng)風(fēng)造成的影響更為嚴(yán)重。

2 臺風(fēng)災(zāi)害對輸、變、配電系統(tǒng)的影響

2.1 輸電系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析

目前浙江地區(qū)輸電線路以貓頭型、“干”字型鐵塔為主要塔型，塔頭電氣間隙緊湊，沿海登陸的臺風(fēng)以及強(qiáng)對流天氣產(chǎn)生的強(qiáng)風(fēng)作用于線路上，將使導(dǎo)線、引流線產(chǎn)生風(fēng)偏搖擺，當(dāng)搖擺幅度超過設(shè)計(jì)允許值時(shí)，導(dǎo)線會對塔材等部件風(fēng)偏放電，導(dǎo)致輸電線路跳閘，嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行；對于輸電鐵塔，當(dāng)桿塔和兩側(cè)導(dǎo)線承受的垂直風(fēng)荷載大于桿塔的設(shè)計(jì)荷載時(shí)會導(dǎo)致桿塔傾覆；當(dāng)桿塔所承受的風(fēng)荷載超過桿塔關(guān)鍵桿件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)致其無法正常服役。

國網(wǎng)臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)警中心持續(xù)開展了臺風(fēng)歷史數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作，共涉及16 次臺風(fēng)過程。浙江省輸電線路臺風(fēng)災(zāi)害故障點(diǎn)分布如圖8所示。

圖8 臺風(fēng)災(zāi)害下浙江省輸電線路故障點(diǎn)分布Fig.8 Distribution of fault points of transmission lines in Zhejiang province under typhoon disaster

由圖8可知，臺風(fēng)災(zāi)害下輸電線路的故障點(diǎn)主要位于浙江省中南部沿海地帶，臺風(fēng)期間跳閘線路故障原因主要有導(dǎo)線風(fēng)偏、跳線風(fēng)偏、異物外破、桿塔受損、地線掉線等，其中，桿塔受損和風(fēng)偏閃絡(luò)占比分別達(dá)到44.8%和41.3%。造成輸電線路跳閘最多的3次臺風(fēng)分別為2006年臺風(fēng)“桑美”、2019年臺風(fēng)“利奇馬”和2020 年臺風(fēng)“黑格比”。輸電桿塔受損主要發(fā)生在臺風(fēng)“桑美”和“菲特”期間，近年來雖然登陸臺風(fēng)強(qiáng)度較大，但由于前期桿塔整改到位，輸電線路桿塔受損已經(jīng)較為罕見。

對臺風(fēng)登陸最大風(fēng)速及故障的數(shù)量進(jìn)行擬合，得到二者之間的關(guān)系如圖9所示?？梢钥闯觯?dāng)臺風(fēng)登陸的最大風(fēng)速超過30 m/s時(shí)，輸電線路故障數(shù)量呈線性急劇增加，與最大風(fēng)速呈正相關(guān)關(guān)系。

圖9 臺風(fēng)登陸最大風(fēng)速與故障數(shù)量間的關(guān)系Fig.9 The relationship between the maximum wind speed of typhoon and the number of faults

2.2 變電系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析

在2019 年第9 號臺風(fēng)“利奇馬”及2020 年第4號臺風(fēng)“黑格比”期間，浙江省變電站設(shè)備受損較為嚴(yán)重，對故障變電站的位置進(jìn)行可視化，如圖10所示。

圖10 臺風(fēng)“利奇馬”與“黑格比”期間故障變電站Fig.10 Faulty substations during typhoon Lekima and Hagupit

由圖10 可知，變電站臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)同樣也集中在沿海區(qū)域，全站失電變電站距離海岸線不超過50 km，變電站臺風(fēng)災(zāi)害高發(fā)于臺風(fēng)登陸點(diǎn)附近的溫嶺、樂清、玉環(huán)等地。高達(dá)79.1%的變電站故障主要是由進(jìn)線失電造成的，說明防范進(jìn)線全停是防止變電站全站失電的重要技術(shù)措施。強(qiáng)風(fēng)也會導(dǎo)致變電站內(nèi)母線倒塌、避雷器倒塌、異物外破等，分析臺風(fēng)“利奇馬”與“黑格比”期間故障變電站與臺風(fēng)登陸點(diǎn)距離可以發(fā)現(xiàn)，85%的故障變電站距離臺風(fēng)登陸點(diǎn)不超過50 km，并且絕大多數(shù)距離登陸點(diǎn)10～40 km。變電站臺風(fēng)故障主要受進(jìn)線全停影響，與變電站自身的地理位置和抗臺風(fēng)能力關(guān)系相對較小。

2.3 配電系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析

配電系統(tǒng)由于設(shè)防水平低，在臺風(fēng)期間的故障原因較多，常見故障原因包括樹竹倒伏引起的放電、老舊桿塔倒桿、導(dǎo)線斷線等，為進(jìn)一步分析配電系統(tǒng)的臺風(fēng)災(zāi)害，對臺風(fēng)“利奇馬”與“黑格比”期間的配電系統(tǒng)停電用戶占比分布進(jìn)行可視化，如圖11所示。

圖11 臺風(fēng)“利奇馬”與“黑格比”期間用戶停電占比分布Fig.11 Distribution of power outage percentages during typhoon Lekima and Hagupit

由圖11可知，2019年臺風(fēng)“利奇馬”期間配電系統(tǒng)停電用戶占比分布中，范圍大體與臺風(fēng)登陸點(diǎn)相關(guān)，距離登陸點(diǎn)越近災(zāi)害越嚴(yán)重，并且臺風(fēng)登陸點(diǎn)北側(cè)相對更嚴(yán)重。與輸電系統(tǒng)不同的是，配電系統(tǒng)臺風(fēng)災(zāi)害可以出現(xiàn)在遠(yuǎn)離海岸線的內(nèi)陸地區(qū)，這是由于配電系統(tǒng)受洪澇及地質(zhì)災(zāi)害等臺風(fēng)次生災(zāi)害的影響比較大，其受災(zāi)并非純粹由強(qiáng)風(fēng)導(dǎo)致的。由2020 年臺風(fēng)“黑格比”期間全省配電系統(tǒng)停電戶數(shù)較多的區(qū)域分布情況可知，臺風(fēng)登陸點(diǎn)附近的樂清與玉環(huán)兩地的配電系統(tǒng)停電規(guī)模遠(yuǎn)超其他地區(qū)。與2019年臺風(fēng)“利奇馬”相比，“黑格比”過境期間，盡管最大實(shí)測風(fēng)速接近“利奇馬”，但其對配電系統(tǒng)的影響相對集中，可能是“黑格比”臺風(fēng)體型遠(yuǎn)小于“利奇馬”所致。

3 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

3.1 總體風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分

圖12 是根據(jù)建國以來臺風(fēng)活動歷史記錄和歷史臺風(fēng)災(zāi)害故障數(shù)據(jù)所劃定的浙江省臺風(fēng)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和超高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

圖12 浙江省臺風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分Fig.12 Typhoon disaster risk zoning in Zhejiang province

由圖12 可知，高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要根據(jù)歷史臺風(fēng)災(zāi)害故障點(diǎn)位置進(jìn)行劃分，其緯度范圍為北緯27.1°—29.6°，經(jīng)度范圍為東經(jīng)119.9°—121.9°，行政區(qū)域跨越溫州、臺州及寧波三地，主要為沿海平原與丘陵地帶。超高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要根據(jù)與海岸線距離及強(qiáng)臺風(fēng)登陸情況進(jìn)行劃分，其緯度范圍為北緯27.1°—28.5°，經(jīng)度范圍為東經(jīng)120.3°—121.9°，行政區(qū)域跨越溫州、臺州兩地，主要為沿海小平原地帶。

3.2 倒塔高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

輸電線路倒塔的主要原因是臺風(fēng)帶來的持續(xù)性大風(fēng)超過了桿塔設(shè)計(jì)風(fēng)速值，因此倒塔高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要取決于持續(xù)性強(qiáng)風(fēng)出現(xiàn)的位置。根據(jù)氣象部門對歷次臺風(fēng)期間的風(fēng)速分布研究，臺風(fēng)帶來的強(qiáng)風(fēng)從海上吹向陸地時(shí)，距海岸線5～10 km是一個(gè)急速衰減區(qū)域，最大風(fēng)速從41 m/s 衰減到30 m/s 左右，距海岸線10～20 km 繼續(xù)衰減到27 m/s 以下，因此臺風(fēng)造成桿塔倒塔的強(qiáng)風(fēng)主要出現(xiàn)在海岸線向內(nèi)陸方向10 km 以內(nèi)的區(qū)域。具體劃分為以下兩個(gè)區(qū)域：

1）倒塔超高風(fēng)險(xiǎn)線路：若線路位于鄰近海岸線5 km 范圍內(nèi)，且桿塔位處于海拔較高的山頂、迎風(fēng)坡等微地形區(qū)、沿海第一道山梁區(qū)域，該線路定義為重點(diǎn)設(shè)防線路，其倒塔風(fēng)險(xiǎn)較高。

2）倒塔高風(fēng)險(xiǎn)線路：線路位于距離海岸線5～10 km 范圍內(nèi)，且桿塔位處于海拔600 m 以上的山頂、迎風(fēng)坡、埡口等特殊地形。

3.3 風(fēng)偏高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

以浙江省中尺度氣象站觀測的極大風(fēng)速的極值分布為依據(jù)繪制臺風(fēng)風(fēng)偏高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，如圖13所示。

圖13 臺風(fēng)風(fēng)偏高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域Fig.13 High-risk areas for wind deviation during typhoons

除持續(xù)性大風(fēng)外，瞬時(shí)性大風(fēng)也可能導(dǎo)致桿塔跳線發(fā)生風(fēng)偏并導(dǎo)致跳閘，而由于臺風(fēng)的湍流較強(qiáng)，其瞬時(shí)性大風(fēng)出現(xiàn)的范圍比持續(xù)性大風(fēng)更廣，因此風(fēng)偏高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要取決于臺風(fēng)過境期間瞬時(shí)大風(fēng)出現(xiàn)區(qū)域。通過對浙江省極大風(fēng)速的極值分析，超過27 m/s 的瞬時(shí)強(qiáng)風(fēng)主要分布在距離海岸線50 km 以內(nèi)的區(qū)域，與輸電線路風(fēng)偏故障高發(fā)區(qū)重合。

3.4 地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域

山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害會對輸電線路的基礎(chǔ)穩(wěn)定性造成影響，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致倒塔斷線故障。臺風(fēng)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)為臺風(fēng)活動期間，由于伴隨著狂風(fēng)暴雨，山體地表徑流與土壤滲水量同時(shí)增加，導(dǎo)致地下水位和土壤含水量增加，同時(shí)孔隙水壓力增加，當(dāng)孔隙水壓力超過臨界值時(shí)滑坡失穩(wěn)。與持續(xù)性降雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的條件相比，臺風(fēng)誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害往往需要相對較小的前期有效雨量和較大的臨界雨強(qiáng)。

在臺風(fēng)活動期間的強(qiáng)降雨作用下，山體地表徑流與土壤滲水量同時(shí)增加，從而引發(fā)山體滑坡和泥石流。與一般降雨型滑坡相比，由于暴雨的強(qiáng)力沖刷，臺風(fēng)往往導(dǎo)致小型的淺層滑坡。研究表明，臺風(fēng)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害主要分布在臨界雨強(qiáng)10～20 mm/h，累計(jì)雨量400～500 mm，根據(jù)這一閾值區(qū)間和浙江省臺風(fēng)期間降雨實(shí)測數(shù)據(jù)，繪制地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分布如圖14所示。

圖14 強(qiáng)降水誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域Fig.14 High-risk areas for geological disasters induced by precipitation

由圖14 可見，地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域與倒塔及風(fēng)偏高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域有顯著差異，強(qiáng)降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在余姚、天臺、臨海、黃巖、永嘉、文成、泰順等縣區(qū)的內(nèi)陸地帶，這是由于臺風(fēng)帶來的強(qiáng)降水往往由外圍螺旋云系造成的，與臺風(fēng)中心并不完全重合。

4 結(jié)語

本文首先總結(jié)了自建國以來浙江沿海地區(qū)臺風(fēng)的登陸點(diǎn)分布、路徑特征、時(shí)間特征、風(fēng)速特征及降水特征。結(jié)合歷年浙江省電力系統(tǒng)受臺風(fēng)災(zāi)害的影響，對浙江省輸、變、配電系統(tǒng)等受災(zāi)情況進(jìn)行分析，根據(jù)臺風(fēng)歷史數(shù)據(jù)和歷史臺風(fēng)災(zāi)害故障數(shù)據(jù)，將浙江省的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和超高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，并進(jìn)一步劃分了倒塔、風(fēng)偏及地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

針對浙江省電力系統(tǒng)的防災(zāi)減災(zāi)提出以下建議：根據(jù)臺風(fēng)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域?qū)U塔進(jìn)行改造，可降低13 級臺風(fēng)情況下電網(wǎng)發(fā)生倒塔的概率；對于導(dǎo)線風(fēng)偏問題，在運(yùn)線路按照現(xiàn)行風(fēng)區(qū)圖進(jìn)行導(dǎo)線風(fēng)偏校核和改造，能有效降低導(dǎo)線風(fēng)偏概率，對高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域新建線路可使用V 串絕緣子，徹底杜絕導(dǎo)線風(fēng)偏問題；臺風(fēng)來臨前，應(yīng)加強(qiáng)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)輸電線路和變電站周邊異物的排查，減少臺風(fēng)過境期間由異物導(dǎo)致的輸電線路和變電站故障；對于曾經(jīng)發(fā)生過洪澇災(zāi)害的變電站，還應(yīng)加強(qiáng)排水能力建設(shè)，防止因水淹導(dǎo)致的變電站全停。