沧州市雷电灾害风险区划研究初探

沧州市雷电灾害风险区划研究初探

利用2013-2016年闪电定位资料和2016年沧州市统计年鉴中各乡镇人口和经济资料，利用ArcGis空间分析技术结合数理统计方法，并采用雷电密度空间分布、人口密度分布和经济分布的叠置作为雷电灾害风险的主要评价指标，初步得出沧州市雷电灾害风险区划评价结果。

标签：雷电；灾害风险；区划；风险等级

一、资料与方法

（一）资料来源

本文选取2013—2016年闪电定位资料和2015年沧州市统计年鉴中各乡镇人口和经济资料。

（二）分析方法

以沧州市各县（市）为研究对象，基于GIS技术和自然灾害风险评估方法，从气象学、雷电物理、灾害科学等学科理论出发，建立雷电信息数据库，通过该区划技术实现沧州地区雷电资料和基础地理信息数据的整合；利用层次分析法（AHP），建立雷电灾害风险评估模型，绘制沧州市雷电灾害风险区划图。

二、雷電灾害风险区划分析

（一）指标选取

通过查阅文献及资料，选取雷暴日数（M）、雷电频度（F）、经济易损模数（D）、生命易损模数（L）四个指标进行雷电灾害风险评估。

（二）雷电灾害风险评估模型

依据风险评估的要求，将模型分为三层。即第一层是雷电灾害危险度的目标层；第二层是灾害形成条件的准则层；第三层是影响因素的指标层。

（1）建立雷电灾害风险评估指标权重的判断矩阵。判断矩阵表示针对上一层某指标，本层次与之有关的各指标之间相对重要性的比较。依据选用的评估指标和层次模型，建立判断矩阵。

（2）由判断矩阵计算各指标相对权重。对于构造出的判断矩阵用Matlab软件求出最大特征根λ和特征向量W，对特征向量进行归一化后即为各指标的相对权重。

（3）判断矩阵的一致性检验。首先，计算一致性指标CI，CI=（λ-n）/（n-1），其中n为判断矩阵的阶数；然后，查找平均随机一致性指标RI，平均随机一致性指标多次重复进行随机判断矩阵特征根计算之后取算术得到的；最后，计算一致性比例CI，CR=CI/RI，当CR小于0.1时，一般认为判断矩阵的一致性是可以接受的；否则，就应该对判断矩阵作适当的修正。通过计算，最终得出，雷电灾害风险值R=0.47285M+0.28438F+0.16992L+0.07285D，这个式子即为雷电灾害风险评估模型。

（三）沧州各县（市）具体的雷电灾害风险分析指标计算

根据沧州市2013—2015年雷电统计资料，计算出各县（市）的平均年雷电频度（F，单位：次/a/km）；根据1986—2013年的雷暴日资料，计算得出个县（市）的平均年雷暴日（M，单位：d）；通过各县（市）的生产总值、人口和国土面积资料，计算得出各县（市）的经济易损模数（D，单位：万元/平方公里）和生命易损模数（L，单位：人/平方公里）。

对指标值统一量綱，将其中的指标值用极高、高、较高、中、低五个级别来描述。按照灾害学统一量纲的通用方法，并结合沧州市雷电灾害实情，对各等级雷电灾害风险评估指标赋值如下：极高等级为 1.0，高等级为0.8，较高等级为0.6，中等级为0.4，低等级为0.2。分级方法采用气象学统计分析中的分级统计方法，首先将沧州市15个县（市）区（渤海新区和黄骅市算作一个地方，沧州市区单独算作一个地方）某个指标值从小到达按顺序排列，并按每组3个记录分为五组数据；然后，将第n（n=1，2，3）组的最大值和第n+1组中的最小值的平均值作为第n级的最大值和第n+1级的最小值。按照这样的分级标准，就可以判断各县（市）每个指标所属的级别，并获取相应指标值，再由风险评估模型，计算得到各县（市）雷电灾害风险值。

利用ArcGIS软件导入沧州县边界，然后在图层属性中选择Symbology-Categories-Unique values，把风险等级相同的县（市）分成一组，再设置不同的颜色，添加图例、指针等，就完成了绘制。

三、雷电灾害风险区划结果评价

（1）极高风险区。该区包括沧州市区、沧县、任丘、青县和东光。该区雷暴日数多、雷电频度也大，人口稠密、建筑物多、电子仪器设备密集，雷电造成的损失非常大。这一区域应成为雷电保护的重点区域。（2）高风险区。黄骅属于该区。该区域雷暴日数多，雷电频度大，人口密度、建筑物和电子仪器设备等相对少一点，雷电灾害造成的损失也较大。这一区域也应成为雷电保护重点区域。（3）较高风险区。该区包括泊头、盐山、肃宁。泊头和盐山人口密度相对较小，建筑物、电子仪器设备也少，其生命易损模数和经济易损模数均小，但雷暴日数和雷电频度相对较多；肃宁雷暴日数和雷电频度相对较少，但人口密度、建筑物、电子仪器设备等较多，生命易损模数和经济易损模数较大。所以该区也要全面加强雷电防护工作。（4）中风险区。该区包括南皮、献县、孟村。献县、孟村雷暴日数不多，雷电频度也不大，生命易损模数和经济易损模数相对不大；南皮雷暴

日数不多，生命易损模数和经济易损模数较小，但雷电频度较大。所以该区一旦发生雷电灾害，造成的损失也部小。应该利用多种手段，开展多种渠道进去防雷减灾科普宣传，提高公众的防雷避雷能力。（5）低风险区。该区包括河间、吴桥、海兴。尽管雷暴日数和雷电频度相对上述各区较少，生命易损模数和经济易损模数也相对较小，一旦发生雷电灾害，灾后损失也不可低估。因此，雷电防护作为该区的一项防灾减灾工作，同样不可松懈，也需要给予重视并认真抓好抓实。

参考文献

[1]林松良.城市雷电灾害防御问题探索与实践[J].气象科技，2001（03）.

[2]殷娴，肖稳安，冯民学，焦雪，王振会，李霞.区域雷灾分布特征及易损度区划[J].气象科技，2009（02）.