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苏南地区高速公路网闪电时空分布特征及风险评估研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 闪电探测的国内外研究进展

1.2.2 闪电时空分布特征的国内外研究进展

1.2.3 雷电灾害风险评估的国内外研究进展

1.3 主要研究内容和技术路线

第二章 资料与方法

2.1 资料

2.1.1 闪电定位观测资料

2.1.2 雷电灾害灾情数据

2.1.3 苏南地区高速公路概况

2.1.4 其他资料

2.2 方法

2.2.1 闪电定位技术基本原理

2.2.2 江苏省ADTD和VLF/LF闪电监测定位系统介绍

2.2.3 系统探测效率及资料质量对比分析

2.2.4 雷电灾害风险评估模型的建立

2.2.5 模型系数的确定

第三章 苏南地区高速公路网闪电时空分布特征

3.1 闪电资料数据处理

3.1.1 闪电资料的筛选

3.1.2 代表路段的选择和地区划分

3.1.3 公路沿线代表范围的确定

3.1.4 闪电统计的归一化处理

3.2 苏南地区高速公路地闪时空分布特征

3.2.1 地闪年际变化特征

3.2.2 地闪月变化特征

3.2.3 地闪日变化特征

3.2.4 地闪强度变化特征

3.2.5 地闪密度分布特征

3.3 苏南地区高速公路云闪时空分布特征

3.3.1 云闪季节变化特征

3.3.2 云闪日变化特征

3.3.3 云闪强度变化

3.3.4 云闪密度变化特征

3.4 本章小结

第四章 苏南地区高速公路网雷电灾害风险评估

4.1 苏南地区高速公路雷电灾害致灾因子危险性评估

4.1.1 致灾因子危险性定义

4.1.2 苏南地区雷电活动情况及危险等级划分

4.1.3 苏南地区高速公路雷灾情况及致灾因子危险性分布

4.2 苏南地区高速公路雷电灾害承灾体易损性评估

4.2.1 承灾体易损性的定义及模型

4.2.2 苏南地区高速公路雷电灾害承灾体易损性分布

4.3 苏南地区高速公路雷电灾害孕灾环境敏感性评估

4.3.1 雷电灾害孕灾环境敏感性的影响因子分析

4.3.2 雷电灾害孕灾环境敏感性评估方法及指标体系建立

4.3.3 苏南地区高速公路雷电灾害孕灾环境敏感性分布

4.4 苏南地区高速公路闪电灾害防灾减灾能力评估

4.5 苏南地区高速公路雷电灾害风险评估

4.5.1 雷电灾害风险综合评估方法

4.5.2 苏南地区高速公路雷电灾害风险区划

4.6 本章小结

第五章 结论与讨论

5.1 本文主要结论

5.2 本文研究的主要特色与创新

5.3 讨论与展望

参考文献

致谢

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摘要

本文利用江苏省2007-2013年地闪观测资料和2013年云闪观测资料,开展了苏南地区高速公路网地闪和云闪的时空变化特征研究,结合闪电参数数据、遥感数据、基础地理数据、统计年鉴资料、历史灾情统计数据、苏南地区高速公路分布数据,以GIS空间分析功能为支撑,建立了以致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力为主要影响因素的苏南地区高速公路网雷电灾害风险评估模型,并对公路网的雷电灾害进行了风险评价,绘制出了苏南地区高速公路网的雷电灾害风险区划图。主要研究结论如下:
  (1)苏南地区高速公路网的年、月地闪频次均具西部多于东部的分布特征,其中扬溧高速最多;6-8月是地闪出现的高峰期,且西部地区出现峰值时间(7月)早于东部地区(8月);但日地闪频次的峰值出现时间东部(13-16h)要略早于西部(14-18h)。
  (2)地闪峰值电流主要集中在20-50KA,峰值电流强度总体趋势是东部强于西部;高速公路地闪强度高值区主要集中在宁镇丘陵以及太湖、长江沿线附近,其中南京绕城高速、扬溧高速镇江段、宁杭高速南京段、沿江高速无锡段、沪宁高速等都是地闪的高强度和高频次发生路段。
  (3)云闪集中发生在5-9月,西部地区云闪频次波动明显,总体呈双峰型年变化分布特征;东部地区云闪频次相对集中,呈单峰型年变化特征;一天中,西部地区出现云闪的时间(13-18h)要早于东部地区(17-18h)。
  (4)根据雷电灾害形成原理和国内外关于雷电影响因素的研究,选取适当的评价因子,建立了基于致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力评估的苏南地区高速公路网雷电灾害风险评估模型,在此基础上,利用ArcGIS对该路网的雷电灾害进行风险评价,绘制出了相应的风险区划图。

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