1951—2000年烏海市雷電災(zāi)害的時(shí)空分布特征

收稿日期：2024-02-11

作者簡(jiǎn)介：張宏建（1970—），男，遼寧鞍山人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槔纂姺雷o(hù)、雷電預(yù)警等。

摘" 要：選取1951—2010年的雷電災(zāi)害數(shù)據(jù)，并對(duì)雷電災(zāi)害案例信息進(jìn)行歸納整理，得出了烏海市的雷電災(zāi)害分布特征和規(guī)律，分析了雷電災(zāi)害年際變化特征、季節(jié)性變化特征，以及各行業(yè)雷電災(zāi)害發(fā)生情況。對(duì)典型雷電災(zāi)害過程進(jìn)行了分析，綜合考慮致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性、敏感性、承災(zāi)體的易損性和防災(zāi)能力等因素，通過雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算模型，得出烏海市雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。根據(jù)雷電定位系統(tǒng)進(jìn)行了閃電定位資料的分析和不同時(shí)段的衛(wèi)星云頂溫度云圖特征分析，針對(duì)雷電災(zāi)害事故的分布特點(diǎn)，提出了烏海市雷電災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)措施。

關(guān)鍵詞：烏海市；雷電災(zāi)害；災(zāi)情分析

中圖分類號(hào)：P427 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）04–0-03

烏海市轄海勃灣、海南、烏達(dá)3個(gè)縣級(jí)行政區(qū)，工業(yè)園區(qū)有4個(gè)，主要產(chǎn)業(yè)包括機(jī)械裝備制造、新材料、氯堿化工、BDO、有機(jī)硅、煤焦等。2020年末烏海市常住總?cè)丝?5.81萬人，其中城鎮(zhèn)人口53.51萬人，鄉(xiāng)村人口2.30萬人。烏海市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的西部，南接富饒的寧夏平原，北鄰河套沃野巴彥淖爾市，東部是綿延百里的桌子山，西部為五虎山與阿拉善盟相望，地理坐標(biāo)為106°37′E～107°05′E、39°15′N～

39°52′N，基本地形地貌特征是“三山兩谷一條河”。烏海地區(qū)屬溫帶大陸性氣候，降水量少且集中，蒸發(fā)量大，無霜期較長(zhǎng)，春季多大風(fēng)天氣，夏季高溫期長(zhǎng)，春秋季短、冬夏季長(zhǎng)，晝夜溫差大，日照時(shí)間長(zhǎng)，可見光照資源豐富。烏海市年平均降水量158.6 mm，年平均雷暴天數(shù)17 d，年最多雷暴天數(shù)28 d，最少8 d。2021年烏海市生產(chǎn)總值718.66億元，目前積極謀求資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1 資料來源

所選取的雷電災(zāi)害數(shù)據(jù)取自氣象出版社出版的《中國氣象災(zāi)害大典：內(nèi)蒙古卷》1951—2000年的雷暴災(zāi)害資料，內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象災(zāi)情直報(bào)系統(tǒng)1983—2010年災(zāi)情資料等記錄的烏海市雷電災(zāi)害案例，以及1998—2020年《全國雷電災(zāi)害匯編》，并對(duì)雷電災(zāi)害案例信息進(jìn)行歸納整理，找出烏海市的雷電災(zāi)害分布特征和規(guī)律。

1.1 雷電災(zāi)害年際變化特征

根據(jù)1978—2020烏海市雷電災(zāi)害資料的統(tǒng)計(jì)分析可知（表1），雷電災(zāi)害主要發(fā)生于1997—2020年間，共發(fā)生雷電災(zāi)害34次，平均每年發(fā)生雷電災(zāi)害1.4次；雷災(zāi)事故的峰值出現(xiàn)在2012年，共發(fā)生7次雷災(zāi)，其次為1997年，發(fā)生雷災(zāi)事故6次。1997—2020年，烏海市造成人員傷亡的雷電災(zāi)害次數(shù)為5次，共造成傷亡人數(shù)18人，其中死亡3人，受傷15人，年平均傷亡人數(shù)為0.8人。傷亡人數(shù)最多的年份為2005年，達(dá)14人。1997—2020年因雷擊災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失共計(jì)1 035.5萬元，年平均直接經(jīng)濟(jì)損失為43.1萬元，其中2005年單次雷災(zāi)事故造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1 000萬元。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，1997—2020年烏海市共發(fā)生特大雷電災(zāi)害1次，較大雷電災(zāi)害2次，其余均為一般雷電災(zāi)害。

1.2 雷電災(zāi)害月際變化特征

據(jù)統(tǒng)計(jì)，烏海雷電災(zāi)害發(fā)生的季節(jié)性變化較為明顯。由表2可以看出，烏海市雷電災(zāi)害主要分布在3—10月，尤其是7—8月，共發(fā)生雷電災(zāi)害24次，占全年總雷災(zāi)次數(shù)的70.59%，由此可見夏季是烏海市雷電災(zāi)害的高發(fā)季節(jié)。從烏海市各月雷擊傷亡人數(shù)來看，4月的傷亡人數(shù)最多，共14人，其次為7月和8月，傷亡人數(shù)均為2人。對(duì)烏海市各月由雷災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可見經(jīng)濟(jì)損失主要分布在3、4、7、8月。

1.3 雷電災(zāi)害的行業(yè)分布特征

對(duì)1978—2020年烏海市各行業(yè)發(fā)生雷電災(zāi)害進(jìn)行分析可知，電力、熱力、燃?xì)夂退a(chǎn)及供應(yīng)業(yè)發(fā)生雷災(zāi)次數(shù)最多，共13次，占所有雷災(zāi)事故的38.24%，其次為金融業(yè)和文化、體育和娛樂業(yè)，分別發(fā)生雷災(zāi)事故7次和6次，分別占總數(shù)的20.59%和17.65%，接下來是采礦業(yè)，發(fā)生雷災(zāi)事故4次，占雷災(zāi)總數(shù)的11.76%（圖1）。此外，交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、郵政和制造業(yè)，農(nóng)、林、牧、漁業(yè)及其他行業(yè)均有雷災(zāi)事故發(fā)生。

2 典型雷電災(zāi)害過程分析

2.1 事故發(fā)生的基本情況

2020年6月23日18：03，內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市電業(yè)局

輸電所220 kV庫棋線發(fā)生故障跳閘，故障測(cè)距為：距庫布其站108.38 km，距棋盤井站0.668 km（309—310號(hào)桿塔檔距內(nèi)）。6月23日18：03，輸電處接到命令后，隨即組織10名技術(shù)和管理人員緊急趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障點(diǎn)查找及巡視，當(dāng)天因天黑視線受阻未找到故障點(diǎn)，次日根據(jù)故障測(cè)距數(shù)據(jù)，在309—310區(qū)段發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。

2.2 事故發(fā)生地概況

綜合考慮致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性、敏感性、易損性和防災(zāi)能力4個(gè)因子的作用，根據(jù)各因子對(duì)風(fēng)險(xiǎn)所起的作用，對(duì)每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)因子分別賦予權(quán)重，將各指數(shù)代入雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算模型，得出烏海市雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)[1]。利用ArcGIS軟件中自然斷點(diǎn)分級(jí)法將其分為五級(jí)繪圖，即：高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，并基于ArcGIS軟件繪制烏海市雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合區(qū)劃圖。如圖2所示，烏海市電業(yè)局輸電所220 kV庫棋線發(fā)生故障跳閘地點(diǎn)地處鄂托克旗雷電災(zāi)害次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

2.3 調(diào)查資料分析

2.3.1 閃電定位資料

據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象局雷電定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)資料顯示（圖3）。2020年6月23日，烏海市電業(yè)局輸電所220 kV庫棋線20 km范圍內(nèi)發(fā)生的閃電次數(shù)為7次（表3），均為負(fù)地閃。最大負(fù)地閃強(qiáng)度為-47.2 kA，最小負(fù)地閃強(qiáng)度為-11.9 kA，平均強(qiáng)度為-30.3 kA；距離烏海市電業(yè)局輸電所220 kV庫棋線最近的一次地閃約6.3 km。

地閃的空間分布特征

2.3.2 FY-4A衛(wèi)星資料

圖4為2020年6月23日烏海市電業(yè)局輸電所220 kV

庫棋線周邊不同時(shí)段的FY-4A衛(wèi)星云頂溫度（Cloud Top Temperature，CTT）云圖特征。17：00，云頂溫度小于210 K的云團(tuán)對(duì)流中心區(qū)域主要覆蓋阿拉善左旗東部、烏海市北部、鄂托克旗西北部和杭錦旗南部；17：15，

云團(tuán)對(duì)流中心向東移動(dòng)；18：00，云頂溫度小于210 K的云團(tuán)對(duì)流中心區(qū)域移動(dòng)到烏海市電業(yè)局輸電所220 kV

庫棋線雷擊跳閘桿塔的正上空，地閃活動(dòng)也隨之活躍在烏海市北部和鄂托克旗西北部，18：03發(fā)生雷擊跳閘事故；18：15，云團(tuán)的對(duì)流中心繼續(xù)向東向南移動(dòng)，雷擊跳閘桿塔的上空仍被云頂溫度小于220 K的低溫冷云覆蓋，地閃活動(dòng)仍在持續(xù)發(fā)生；19：00，云團(tuán)對(duì)流中心繼續(xù)向東移動(dòng)，雷擊跳閘桿塔位于對(duì)流云團(tuán)的西部邊緣；19：45，云團(tuán)繼續(xù)向東移動(dòng)，離開雷擊跳閘桿塔的上空，烏海市電業(yè)局輸電所220 kV庫棋線周邊的雷電活動(dòng)結(jié)束。

2.3.3 Himawari-8衛(wèi)星資料

圖5為2020年6月23日烏海市電業(yè)局輸電所220 kV

庫棋線周邊不同時(shí)段的Himawari-8衛(wèi)星云頂溫度云圖特征。17：00，云團(tuán)主要覆蓋在阿拉善左旗東部、烏海市北部、鄂托克旗西北部；17：40～17：50，云團(tuán)向南移動(dòng)，云團(tuán)的南部邊緣到達(dá)烏海市電業(yè)局輸電所220 kV

庫棋線雷擊跳閘桿塔，地閃活動(dòng)主要發(fā)生在鄂托克旗東北部；18：00，云頂溫度小于210 K的云團(tuán)對(duì)流中心區(qū)域移動(dòng)到烏海市電業(yè)局輸電所220 kV庫棋線雷擊跳閘桿塔的正上空，地閃活動(dòng)也隨之活躍在烏海市和鄂托克旗西北部，18：03，發(fā)生雷擊跳閘事故；18：10

～18：20，云團(tuán)的對(duì)流中心繼續(xù)向南移動(dòng)，雷擊跳閘桿塔的上空仍被云頂溫度小于220 K的低溫冷云覆蓋，地閃活動(dòng)仍在持續(xù)發(fā)生。

3 雷電災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)措施

（1）強(qiáng)化防雷安全主體責(zé)任。在雷電高發(fā)期，要切實(shí)把雷電災(zāi)害防控措施抓細(xì)抓實(shí)抓到位，各級(jí)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門，督促相關(guān)行業(yè)和部門將防雷安全工作納入安全生產(chǎn)責(zé)任制，進(jìn)一步完善企業(yè)防雷安全管理制度，落實(shí)各項(xiàng)防雷安全措施[2]。

（2）加強(qiáng)雷電防護(hù)裝置安全檢測(cè)工作，委托具有相應(yīng)等級(jí)資質(zhì)、口碑好、技術(shù)水平高的檢測(cè)機(jī)構(gòu)實(shí)施防雷裝置檢測(cè)。落實(shí)雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等非工程性防雷措施，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)易燃、易爆等?；瘓?chǎng)所雷電專項(xiàng)檢查，及時(shí)排除雷電安全隱患[3]。

（3）針對(duì)雷電災(zāi)害事故的分布特點(diǎn)，通過多部門聯(lián)動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)社區(qū)、學(xué)校雷電科普宣傳，完善社區(qū)、學(xué)校防雷設(shè)施建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉曉東，尤莉，宋昊澤，等.基于GIS和AHP的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析與評(píng)估：以內(nèi)蒙古雷災(zāi)為例[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2019，35（20）：75-82.

[2] 李國紅.建筑防雷質(zhì)量監(jiān)督實(shí)踐探討和監(jiān)管建議[J].工程質(zhì)量，2020，38（1）：12-16.

[3] 吳孟恒，田艷婷，崔海華，等.2003—2008年河北省雷電災(zāi)害特征統(tǒng)計(jì)分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2010，19（1）：21-25.