Surfer软件在雷电灾害风险评估中的应用

简要介绍Surfer,并通过地闪强度分布图的绘制、地闪分布图的绘制、土壤电阻率分布图的绘制,展示其在雷电灾害风险评估中应用的方法。将Surfer绘制出的图形加入到雷电灾害风险评估报告中去,可以增加评估报告的科技含量,有助于评估工作者根据其划分雷电灾害危险区域,并提出有针对性的雷电防护措施。另一方面,图形化也更有利于评估报告的理解,使得报告具有更强的说服力。     

浙江省雷电灾害易损性分析及风险区划

根据 2007-2011 年浙江省雷电灾害事故调查资料、浙江省地闪监测资料,选取地闪密度、灾害频数、经济（GDP）损失模数、生命易损模数、雷灾经济损失、人员伤亡等作为浙江省各市雷电灾害易损性评估指标,对浙江省各市进行雷电灾害易损性综合评估,并结合 GIS 方法对浙江省进行了雷电灾害易损性风险区划,为有针对性做好防御雷电灾害规划提供科学依据.     

福建省高速公路沿线雷电活动特征分析

为了揭示福建省高速公路沿线雷电活动特征,做好高速公路机电设施的防雷工作,本文利用2015—2018年福建省三维闪电监测数据以及福建省高速公路路网资料进行统计分析。分析了高速公路沿线地闪的月、日活动特征,得出地闪活动主要分布在5—9月和14:00—18:00。根据高速公路沿线地闪密度绘制雷电活动等级分布图,结果表明高速公路的少雷区、中雷区、多雷区、强雷区路段占比分别为5.19%、12.65%、63.03%、19.13%。基于雷电流幅值和雷电陡度绘制雷电强度等级分布图,结果表明89.87%的路段处于雷电强度等级为三级的区域。最后,统计了高速公路沿线雷电流幅值累积概率分布并分析其拟合函数,拟合结果表明福建省高速公路沿线雷电流幅值累积概率分布符合IEEE标准推荐的函数形式。     

基于ArcGIS的网格化雷电灾害风险评估方法研究与应用*

结合镇海区实际，开展大片区建（构）筑物网格化雷电灾害风险评估模型构建与应用，解决雷电灾害风险评估仅停留在依据灾后损失指标的单体建（构）筑物风险分布评估情况。在常规电气—几何雷电灾害风险评估模型基础上创新应用，引入地理信息处理技术将评估区域进行网格化分割，建立格点内包含建（构）筑物高度及其梯度、土壤电阻率及其梯度、直击雷防护效率、有效截收面积、地闪密度、电子电气设备系统、人口密度、火灾风险等指标在内的多层次网格化雷电灾害风险评估模型，并以辖区某化工企业厂区雷电灾害风险评估为例，对模型实践可行性应用示例。结果表明：对各指标数据集综合分析计算并运用ArcGIS风险区划，结合厂区功能布局特点分析评价，结果与市级雷电灾害风险评估报告、省级雷电易发区划基本一致。采用地理信息技术网格化处理大范围、跨区域雷电灾害风险评估方法，从“点”到“面”建立数学模型，对评估区域范围及扩展范围的雷电灾害风险评估、风险区划、政府决策支持等具有指导意义。     

基于ArcGIS的新疆雷电灾害风险区划研究

为了明确不同区县雷电灾害风险的高低程度、防御措施和减轻雷灾损失,利用地闪资料、雷电灾情数据、社会经济资料和地理信息数据,采取归一化法、层次分析法和加权综合评价法,考虑致灾因子的危险性、孕灾环境的敏感性和承灾体的易损性3个评价指标,选择地闪密度、地闪强度、海拔高度、地形起伏、地表覆盖类型、人口密度、地均GDP、生命损失指数、经济损失指数和耕地比重等10个影响因子建立雷电灾害区划模型,绘制出新疆雷电灾害风险区划图。结果表明:雷电灾害风险极高区主要集中在阿勒泰地区北部、塔城地区大部、博州、伊犁州、喀什市和天山北坡经济带南部部分地区,而古尔班通古特沙漠和塔克拉玛干沙漠地区属于一般风险区。通过与新疆历史雷电灾情数据比较发现,雷电灾情次数空间分布与风险区划分布趋势大致吻合。     

基于层次分析法的江门市新会区雷电灾害风险区划

利用雷电探测分析系统和地基闪电定位系统(LLS)资料,以广东省江门市新会区11个镇(街)行政区域为评估单元,考虑人口密度以及经济发展因素,选取雷电灾害频数、地闪密度、人口密度、单位面积上的工农业总产值作为评估指标,建立层次分析模型,得到新会区的雷电灾害风险区划。结果表明:新会区会城街道辖区具有极高的雷电灾害风险值;司前镇具有高雷电灾害风险值;大泽镇、古井镇、三江镇、双水镇、睦洲镇具有中等雷电灾害风险;其他镇雷电灾害风险值较低;无极低雷电灾害风险区。     

北京地区雷电灾害风险评估方法与应用

首先选用北京地区1961—2008年的气候站点资料分析闪电活动的气候背景特征,用2007—2008年的闪电定位资料统计各评估网格单元的地闪密度,得到北京地区网格化地闪密度分布,评估网格单元大小为1km×1km。研究发现北京地区平均地闪密度大致在1.6～2.4次·km^-2·a^-1之间,有三处地闪密度的高值分布区,分别是西南部房山的拒马河流域地区,北京城中心偏北—昌平—顺义一带以及平谷一密云一带。借助空间网格技术,根据下垫面承灾体的雷电防护及规避特征,将评估区域划分成建筑物、室外建筑物遮挡部分及空旷地带三种空间类型。然后依据不同空间类型区域的地闪密度、闪电有效截收面积、雷电防护能力和位置参数等因素,分别核算评估网格单元内的雷击危险事件次数,作为雷电灾害风险评估的主要致灾因子指标。最后以人作为雷电灾害的首要承灾体,按"风险=雷击危险事件次数×暴露人口"的概念模型方法,测算北京地区雷电灾害风险指数。风险评估结果认为北京城市地区由于人口及经济实体密集分布,雷电灾害风险普遍较高,城市地区的雷电灾害风险具可规避性;农村及城市远近郊区,人口稀少,尽管闪电活动会比城市地区活跃,雷电灾害风险不是太高。     

基于雷电易发评价体系下的广西雷电区划

利用1960—2013年广西地面气象站观测雷暴资料、2009—2018年二维雷电监测定位资料和2016—2018年三维雷电定位监测资料,以闪电密度为评估要素,建立层次分析模型,绘制广西雷电易发区划图;并加载环境高程数据、2000—2019年雷灾数据以及2005年—2018年广西人口、GDP统计资料,计算雷电灾害风险值,绘制广西雷电灾害风险区划图。结果表明,广西雷电易发区划分为极高易发区、高易发区、中等易发区三个等级,其中以中等易发区为主,该区面积约占全区总面积的47%;极高易发区域主要分布在桂南、桂东南及桂东地区。广西雷电灾害风险划分为极高风险、高风险和中等风险三个等级,以中等风险为主,广西雷电灾害风险区划与雷电易发区域分布态势基本一致,等级变化趋势由沿海向内陆递减。     

庆阳市闪电活动与雷电灾害特征分析

选用庆阳市8县区2014—2019年的闪电监测资料与雷电灾害统计资料,利用MATLAB软件,采用数理统计等方法对庆阳市近6年闪电活动与雷电灾害特征进行分析。结果表明:庆阳市年负地闪频次高于正地闪,而正地闪强度高于负地闪。东南部地区闪电频次高于西北地区,中部和西北部闪电强度较大,最大闪电强度为东南角,庆阳市边界地区闪电强度相对较小。闪电活动主要集中在每年的4—8月,其中7月闪电频次最多。负地闪频次与总闪电频次的日变化特征一致,均为单峰单谷型,16时最多,10时最少;正地闪频次的日变化相对平缓。各时刻正地闪的强度均高于负地闪,但两者呈反相变化。雷电灾害主要出现在每年的6—10月,其中以6月发生雷电灾害最多,7月次之。2016年雷电灾害最多,达47次,且由此造成的直接经济损失尤其是农业损失最为惨重。庆阳市大部分地区的雷电灾害的风险等级较低,东部风险等级高于西部,南部高于北部;雷电灾害风险等级高的地区闪电活动频次及强度远高于等级低的地区,正地闪强度高于负地闪。雷电灾害多数由负地闪造成,较重的雷电灾害事故为正地闪引起。     

雷电强度和密度分布等值线图制作

开展雷电监测预警,分析雷电监测数据和发布雷电监测公报已经成为各级气象主管机构和防雷技术服务机构的工作内容之一。作者针对由雷电监测定位系统(ADTD)获取的辖区内闪电监测数据,通过Del-phi开发软件进行数据处理、调用Office、Excel组件和Surfer8对象接口,自动绘制出区域内雷电强度分布和密度分布图,供各类雷电监测分析材料应用。     

基于闪电定位数据的鲁西南地区雷电灾害易损度区划

为了明确不同县区雷电灾害风险的高低,防御和减轻雷电灾害,利用鲁西南地区闪电定位资料、土壤电阻率数据、经济社会数据,选取地闪密度、强雷电流分布、土壤电阻率、人口密度、单位面积GDP为影响因子,采用层次分析法和加权综合评价法,建立雷电灾害易损度区划模型,以县区为单位,将该地区雷电灾害易损度区划为5个等级,绘制区划图,并利用历史雷灾频次对区划结论进行检验。结果表明:地闪密度高值区位于曹县和东明,这两个县区的雷电灾害易损度最高;郓城和牡丹区的强雷电流分布密度大,易损度次高;巨野和定陶的易损度居中;鄄城的地闪密度最小,成武的土壤电阻率和人口密度较低,两者划为易损度次低区;单县由于强雷电流分布密度最低,划为易损度低风险区。易损度和历史雷灾数据正相关,且相关性较好,密切程度较高,回归显著。     

浙江省雷电灾害风险分析及区划

在灾害风险评估中,基于行政区域统计单元的人口和经济数据往往与栅格水平上的致灾因子存在空间上的不匹配。利用遥感夜间灯光数据、植被指数和DEM数据构建人居指数,进行栅格尺度上的雷灾承灾体易损性分析,利用2005—2011年浙江省电网雷电信息系统的地闪数据和2008—2011年雷电灾害统计资料进行雷电致灾危险性评估,基于上述三个评估指标,采用层次分析法确定权重系数,建立浙江省雷电灾害风险评估模型,获得1 km分辨率的浙江省雷电灾害风险区划图。结果表明,杭州、宁波、台州等经济发达地区和长兴、安吉、天台和临海等平地向山区地形过渡地带是浙江省雷电高风险区,甬台温沿海、海岛、衢州西部和丽水南部地区是低风险区域,其他地区为中风险区。     

雷电灾害等级划分及发生潜势指标探讨

按照雷电灾害造成的人员伤亡和经济损失大小等情况,依据气象灾害评估分级处置标准,将雷电灾害划分为7个等级,并确定了等级划分标准。从造成雷电灾害的致灾因子、孕灾环境和承灾体系统出发,根据我国雷电灾害发生的特点,选取了地闪密度（或雷击密度）、雷灾频数、人口密度和人均GDP作为评估雷电灾害发生潜势的指标,并以珠江三角洲5市为例介绍了评估方法。     

江苏省地闪密度及雷电流幅值分布

从雷电防护中重点关心的地闪密度和雷电流幅值两个方面进行分析,引入时间权重法结合人工观测雷暴日资料和闪电定位仪资料,给出地闪密度分布情况并依此绘制江苏省雷区分布图,对照Anderson经验公式拟合雷电流幅值概率分布情况.结果表明:江苏省地闪密度的分布趋势是南部比北部多,西部比东部多;洪泽湖周边、太湖和宁镇丘陵周边是江苏省雷电防护重点区域.江苏省雷电流幅值概率分布符合Anderson经验公式,幅值主要在20～40kA范围内变化.     

试点区域雷电灾害风险评估的方法与应用

以珠海高新区试点区域雷电灾害风险评估为例,采用广东省雷电监测网1999-2019年地闪资料作为雷电风险评价的主要基础参数,以层次分析法和灰类白化权函数分析法为原理,综合考虑闪电密度、人口密度、使用性质等21项风险指标,通过建立区域雷电风险评价计算模型,得出居住生活区、先进制造业区和新型产业区等3个评估子区域为高风险,物流运输区为中等风险的结论.评估结果说明本评估方法能够适应区域产业布局的特点,能用于指导技术人员开展区域评估工作,提供借鉴和方法.     

利用MeteoInfo软件分析闪电资料

文章应用批处理及MeteoInfo脚本程序的方法对地闪资料进行分析处理,得到地闪密度分布图、地闪频次分布图,从而进行雷电气候特征分析,以提高地闪资料在雷电灾害风险评估工作中的应用效果。     

区域雷电灾害风险评估模型与应用

在分析国内雷电灾害风险区划发展现状进行的基础上,从区域雷电灾害事前风险评估的角度出发,采用灾害评估的承灾体、致灾体模式,引入雷电风险、地域风险和承灾体风险作为评估指标,针对每个指标选取与其发生紧密度较高的参数作为2级评价标准,对区域雷电灾害风险进行基于事前致灾因子的区域雷电灾害风险评估研究,并以福建省为例,应用该模型进行了计算。结果表明,基于承灾体、致灾体模式的区域雷电灾害风险评估模型能较好地反应出区域雷电灾害发生的损失程度,对于行政区域范围的雷电灾害风险度区域与政府决策支持具有积极的指导意义。     

山东省雷电灾害风险评估系统的开发

山东省雷电灾害风险评估系统是以 Java为平台设计开发的集查询管理和计算功能于一体的办公软件。该系统可依项目所在地经纬度自动分析该区域气象资料,根据雷电灾害风险评估技术规范和现场勘查数据,对各类建筑物的雷电灾害风险进行系统评估。所有数据可在系统内部完成交互及分析计算,自动生成评估报告,提高了雷电防护技术服务的工作效率和水平。     

安徽省雷电灾害风险区划

利用安徽省2005—2010年的闪电定位资料,以安徽省各市的行政区域为评估单元,考虑人口密度以及经济发展因素,选取雷暴日（T）、地闪密度（N）、人口密度（L）、单位面积的GDP（D）作为评估指标,建立层次分析模型,得到安徽省的雷电灾害风险区划,然后利用历史雷灾频次对区划结果进行了校验.结果表明：黄山市、马鞍山、铜陵市、池州市、安庆市、淮南市、合肥市、阜阳市具有较高的雷电灾害风险值;宿州市、亳州市、淮北市雷电灾害风险值较低;其他城市雷电灾害风险值居中.     

广西雷电灾害风险评估业务系统在南宁地铁二号线工程中的应用

应用广西雷电灾害风险评估业务系统对南宁地铁二号线工程沿线土壤电阻率、雷暴日分布、地闪密度等要素进行统计分析,得出工程评估必须的雷电风险值计算取值;再以全线雷电灾害风险区划结合地面建筑物评估的模式,探索出了地铁这种特殊的地下建设工程开展雷电灾害风险评估的方法。