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首页> 中文会议>第33届中国气象学会年会 >自然风景区雷电灾害风险评估方法研究

自然风景区雷电灾害风险评估方法研究

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摘要

科学的雷电灾害风险评估是提出切实有效的防雷措施的重要前提.自然风景区通常面积大、地形环境复杂、雷电防护困难,存在较大的雷电灾害风险,目前尚无适用的雷电灾害风险评估技术规范.IEC62305和GB/T21714仅适用于单体建筑物,计算过程中还需要了解建筑物的建筑尺寸,不适用于空旷的自然风景区,而且这一方法无法应用历史雷灾、雷电强度等重要参数,也不能全面客观的反应自然风景区的孕灾环境和致灾因子特征.将模糊理论与层次分析法的优势相结合的模糊层次分析法(FAHP)已应用在许多领域.雷电灾害风险这种模糊事物,受周围环境、雷电活动特性、防护措施完善程度、受灾体特征等多种因素影响,其风险的大小难以用定量的数据描述,需要考虑与被评价事物相关的各个因素,在定性分析影响雷电灾害风险的各种因素的基础上,才能对雷电灾害风险进行科学的评价.许多应用实例说明了这一方法适用于雷电灾害风险评估.本文根据模糊层次分析法,考虑自然风景区的孕灾环境、致灾因子、承灾体易损度等特征,讨论自然风景区的雷电灾害风险评估方法,并应用该方法对三峡某自然风景区进行雷电灾害风险评估.使用层次分析法分析决策问题时,主要是通过建立递阶层次结构,把人们的判断转化为若干因素两两之间重要度的比较上面,从而把难以量化的定性判断转化为可操作的重要度的比较并逐层进行判断评分,利用计算判断矩阵的特征向量确定下层指标对上层指标的贡献程度或权重,从而得到最基层指标对于总体目标的重要性权重排序.主要分为以下几个步骤:建立递阶层次;构建判断矩阵;形成雷电灾害风险评估模型;求评估矩阵;确定雷电灾害风险等级;计算各因子对雷电风险影响程度;给出评估意见和建议.三峡某景区是国家5A级景区,总面积约2×105km2,景区内以绿化为主,是观赏三峡工程全景的最佳位置,吸引着大量游客.分析该景区自然环境、闪电定位数据、雷灾数据和相关旅游管理资料,建立该自然风景区雷电灾害风险评估模型.模型的目标层为雷电灾害风险等级,准则层分为雷电活动、雷电预警及防护、自然环境和人员活动情况,方案层主要包括闪电密度、雷电流强度、历史雷灾、直击雷防护措施、防接触和跨步电压措施、雷电预警和响应系统、海拔高度、环境位置、游客逗留时间和游客数量这些相对容易量化的因素.对同一层次的各个元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较,量化各因素的相对重要性,构造出判断矩阵.根据闪电定位资料、雷灾统计资料、旅游区管理资料和现场勘测结果,确定判断矩阵,对每一层次各因素的相对重要性给出判断.由判断矩阵分析结果建立雷电灾害风险评估初步模型R＝0.4915V1+0.3059V2+0.0777V3+0.1249V4.根据该风景区的雷电活动特征、防雷措施、地理位置、地质地貌特征、游客统计资料等信息,由专家组对C1～C10进行模糊评价,求准则层各因素评估矩阵.代表准则层各因素权重的矩阵与其评估矩阵V的乘积即为雷灾等级评估指数矩阵R=(0.54070.32070.10490.03360).对方案层各因素风险评价等级按百分制给分,求雷电灾害风险的总得分F,由风险总得分F所在的区域判断风险等级.经计算,雷电灾害风险的总得分F=R ST=85.36.可确定三峡某自然风景区雷电灾害风险较高.各影响因子的影响程度排名为C1闪电密度、C2雷电流强度、C6雷电预警和响应系统、C4直击雷防护措施、C5防接触和跨步电压措施、C9游客逗留时间、C10游客数量、C8环境位置、C3历史雷灾、C7海拔高度.其中C1闪电密度、C2雷电流强度以及C6雷电预警和响应系统对该自然风景区雷电灾害风险影响尤其显著.从影响雷电灾害风险的因子权重可知,除了闪电密度和雷电流强度这两项自然因素外,雷电预警和响应系统、直击雷防护措施和防接触和跨步电压措施对自然风景区雷电灾害影响最大.结合实际情况和评估结果,提出以下几条意见和建议:(1)防雷装置安全性能常规检测是防雷安全工作的基础,与游客活动有关联的设施、场所都必须进行防雷装置安全性能常规检测.凡属游客活动区域,具有接闪功能的金属构件必须有合格的防雷接地.不符合现行技术规范要求的防雷装置要及时整改.(2)设置临时避雷场所,完善其直击雷防护措施和防接触和跨步电压措施.建议在山上设置独立避雷塔(灯塔),为山下的小停车场提供直击雷防护,在避雷塔周围种植矮杆密植植物或设置防护栏,将游客隔离在安全距离以外,山下的小停车场作为紧急防雷场所.(3)建立雷电预警和响应系统.实践证明,仅仅靠实施防雷工程技术,不能完全控制风险.在雷电来临之际应暂停游客上山,利用应急广播系统、电话、短信等手段及时通知景区工作人员,疏导游客下山,或到已建立并符合要求的避雷场所中躲避.定期开展应急演练,在实践中掌握和完善应急方案和程序.掌握基本的防雷知识,是分散在各个服务区的工作人员执行防雷避险引导工作的前提,应加强对导游和现场管理人员的防雷安全教育、防雷知识培训,提高其雷击事故处理能力和急救技能.利用风景区内的科普宣传橱窗、电子屏等,对游客进行防雷安全知识普及教育.

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