地质灾害易损性（通用3篇）
地质灾害易损性 篇1
雷电灾害是世界十大自然灾害之一。我国每年因雷灾造成的直接经济损失达数亿元。国内外关于地震、洪水、泥石流等风险区划的研究很多[1,2,3], 但对雷电灾害风险区划研究的较少。2006年江西省南昌市气象局严春银应用雷灾易损性指标对江西省各设区市的雷灾易损性进行了综合评估, 初步形成了江西省雷电灾害易损性区划, 尹娜等对广东省雷电灾害进行了风险区划分析, 李家启等作对重庆市雷电灾害进行了易损性风险综合评估与区划研究, 对新余市进行雷电灾害易损性分析及易损度区划, 能提高雷电灾害防御水平, 为政府防御雷电灾害提供科学决策依据。
1 资料来源与统计
1.1 年平均雷暴日
年平均雷暴日资料来源于新余市气象站地面气象观测资料。
1.2 雷电灾害数据
雷电灾害资料由新余市气象局法规科提供, 资料年限为2009-2014年。
1.3 行政面积、人口等信息
新余市各区、县的行政面积统计数据、人口资源等来自《渝水区2014年国民经济和社会发展公报》、《分宜县2014年国民经济和社会发展统计公报》等信息。
2 新余市雷灾背景分析
2.1 地理位置
新余市位于江西省中部偏西, 浙赣铁路西段。全境东西最长处101.9km, 南北最宽处65km, 全市总面积3178km2。南北高, 中间低平, 袁河横贯其间, 东部敞开。地貌基本形态有低山、高丘陵、低丘陵、岗地、阶地、平原6种类型。地貌成因类型有侵蚀构造地形、侵蚀剥蚀地形、溶蚀侵蚀地形和堆积地形。
2.2 气候特点
新余属亚热带湿润气候, 气候温和湿润, 日照充足, 四季分明。年平均气温17.9℃, 最冷月 (1月) 平均气温5.7℃, 极端最低气温-8.2℃, 年平均降水量1591.0mm, 年平均无霜期279天, ≥10℃积温多年平均值5 628.7℃。
2.3 人文环境
2014年, 我市人口增长处于较低水平。根据人口变动情况抽样调查统计, 年末常住人口116.08万人, 比上年末增长0.4%。65岁及以上老年人口10.37万人, 占总人口的比重为8.93%。全年出生人口15034人, 出生率12.98‰;死亡人口7 065人, 死亡率6.10‰;自然增长率6.88‰, 比上年上升0.14个千分点。
2.4 新余市雷电灾害情况
新余最多年雷暴日数为77天, 最少年雷暴日数为34天。2011年7月18日21时40分, 新余力上果园宿舍楼遭受雷击, 击坏有线电视一台, 直接经济损失0.3万元, 间接经济损失0.6万元。2011年8月9日13时20分, 中国港湾新余廖家梁场遭受雷击, 击坏交换机5台, 变电器1台, 直接损失1.2万元, 间接损失2.5万元。2012年7月15日8点50分, 新余市水西镇施家村委付家村小组一村民在田埂上劳作时遭遇雷击死亡。2012年7月18日, 新余市水西镇张家村委一村民雷击死亡。2013年3月, 新余市渝水区良山镇沙汾王府村1号井遭受雷击, 击坏电脑1台、空压井1台、避雷器1个, 直接经济损失0.6万元, 间接经济损失2万元。2013年5月14日16时30分, 新余市人和乡览溪村三村民在田间耕种休息时遭雷击, 一人死亡、一人重伤、一人轻伤。2013年5月29日15时, 新余市水北镇水港村委圳上村小组一村民在田间劳作时遭雷击, 双腿烧掉。2014年3月19日晚21:00时, 新余市第三中学井遭受雷击, 击坏10台电脑、1个交换机、一个路由器、一台电视、一个监控器、一个显示屏, 直接经济损失2万元, 间接经济损失2万元。2014年7月13日下午14:30左右, 罗坟镇龚塘村委龚塘村一村民在田里收割早稻时, 遭雷击身亡。
3 新余市雷电灾害易损性分析
3.1 新余市雷电灾害易损性评价指标
3.1.1 雷击密度D
雷击密度指区域面积所发生的雷击大地的年平均次数[7], 单位为次/km2·a, 反映区域雷暴活动的自然规律。
Td为年平均雷暴日, 根据气象台站的观测资料可以确定, 采用新余市2个县 (区) 气象台站自建站以来至2014年的年平均雷暴日。
3.1.2 雷电灾害频数P
雷电灾害频数指区域内每年发生雷电灾害的次数, 表示区域雷电灾害发生频率和次数高低。能反映过去一段时间内各县区雷电灾害情况, 是进行承灾体易损性分析的一项重要指标。
式中:N为统计样本内发生雷电灾害的总次数, 单位:次, n为统计样本时间, 单位:年。雷电灾害由新余市气象局法规科提供, 资料年限为2009-2014年。
3.1.3 经济易损指标E
经济易损指标表示区域内发生雷电灾害时单位面积上的直接经济损失。该指标不仅反映区域单位面积的经济损失情况, 还反映各地区防御雷电灾害的能力。
式中:Ds为统计年限内区域雷电灾害造成的经济损失, 单位:万元。S为各县区的行政面积。单位:100km2。
3.1.4 生命易损指标P
生命易损指标是指区域因雷电灾害导致的单位面积上的生命受到危害的人口。该指标反映了区域生命对灾害的敏感性。
式中:L为各县区常住人口, 单位:万人。S为各县区的行政面积, 单位:100km2。
3.2 新余市雷电灾害易损性分析
为了更好地指导新余的雷电防御工作, 利用气象观测资料和雷电灾害数据, 将年平均雷暴日、雷电灾害总次数、雷灾造成的经济损失等数据代入上述公式, 计算出新余市各县区的雷击密度、雷灾频数、经济易损性指标、生命易损指标值, 新余市各县区雷电灾害易损性分析指标见表1。
4 新余市雷电灾害综合易损性评估
对雷电灾害易损性分析指标进行等级划分。划分方法为:将表1中雷击密度、雷灾频数、经济易损性指标、生命易损指标的计算值进行换算, 换算为占该类型指标总值的百分比, 采用对称不等分间隔的5级分割法, 将雷电灾害易损性指标划分为高、较高、中等、较低、低5个等级。赋予雷电灾害易损性评价指标如下定值:雷电灾害易损性评估指标极高赋予定值1.0, 雷电灾害易损性评估指标较高赋予定值0.8, 雷电灾害易损性评估指标中等赋予定值0.6, 雷电灾害易损性评估指标较低赋予定值0.4, 雷电灾害易损性评估指标低赋予定值0.2.新余市雷电灾害易损性指标等级标准如表2所示。
将表1中的雷灾易损性指标值按照表2的等级标准进行划分, 例如渝水区的经济易损指标为0.40万元/100km2, 则其经济易损指标的取值为0.8。将雷击密度、雷灾频数、经济易损指标、生命易损指标等指标的等级值累加, 得到新余市雷电灾害综合易损性评估值 (表3) :
5 新余市雷电灾害综合易损度区划
根据表3中的雷电灾害综合易损度的评估结果, 同样采用5级分区法将新余市分为雷电灾害低易损区、较低易损区、中等易损区、较高易损区和高易损区5个不同的易损度区域。雷电灾害综合易损性等级划分标准为:雷电灾害综合易损度低易损区为0~0.50, 雷电灾害综合易损度较低易损区为0.51~0.60, 雷电灾害综合易损度中等易损区为0.61~0.70, 雷电灾害综合易损度较高易损区为0.71~0.80, 雷电灾害综合易损度高易损区为0.81~1.00, 得出新余市雷灾综合易损度区划 (表4) 。
从表4可以看出:渝水区是高易损区, 高新区是较高易损区, 分宜县为中等易损区, 仙女湖区为较低易损区, 高铁新区是低易损区。
使用GIS软件, 根据新余市雷电灾害综合易损性指标等雷电灾害要素, 绘制相应的易损性区划图 (图1) 。
6 结论
6.1 雷电灾害的发生及其造成的损失不仅与雷电活动规律密切相关, 也与该地区自然条件、人文环境密切相关。
6.2 新余市雷电灾害综合评估结果表明:
渝水区属于雷灾高易损区;高新区为雷灾较高易损区;分宜县为雷灾中等易损区;仙女湖区是雷灾较低易损区, 高铁新区为雷灾低易损区。
参考文献
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地质灾害易损性 篇2
随着电子产品的广泛应用, 雷灾对人们的影响已遍布到各行各业, 给社会带来了极大的影响。2009 年3 月21日, 一次雷雨过程, 丹徒区10 个自然村受害, 70 台电脑、300 台电视、80 门电话、6 台变压总器被击坏, 300 户用电受影响, 部分光缆中断。2010 年6 月9 日丹阳市出现暴雨、雷电、大风等强对流天气, 洪家村村民在田间遭雷击不幸身亡。这些事故的发生, 要求防雷减灾工作必须明确雷电防护重点, 为镇江市有关部门进行雷电灾害管理和减灾决策的制定提供依据, 减少雷击事故的发生。因此, 对镇江市进行雷电灾害易损性分析及易损度区域划分很有必要。
2 镇江区域环境背景分析
2.1 自然地理环境
镇江位于江苏省西南部, 长江下游南岸, 地处长江三角洲的顶端。全市土地面积中丘陵山地占51.1% , 圩区占19.7% , 平原占15.5% , 水面占13.7% 。镇江地势西高东低, 南高北低, 以宁镇山脉和茅山山脉组成的山字形构造为骨架, 山脉两侧由丘陵、岗地、平原分布。复杂的地形和有利的水汽条件使得雷暴频繁发生。
2.2 气候环境
镇江地处中纬度地区, 属北亚热带季风气候区, 一年四季兼受西风带、副热带和热带天气系统影响, 天气气候复杂, 灾害性天气频次较高。夏季雷电活动较频繁。
3 雷电灾害易损性分析及区域划分
3.1 雷电灾害易损性
易损性是指事物容易受到伤害或损失的程度, 它反映特定条件下事物的脆弱性。灾害的发生是由致灾环境的危险性和承灾体的易损性共同决定的[1]。致灾环境的危险性包括地理地貌、气候背景等, 对于一个地区而言, 一般较稳定, 且很难改变。而承载体的易损性, 人为因素起着很大作用。相同强度的雷电灾害在不同区域造成的灾害损失程度会因地理、人文环境以及经济状况的不同产生很大差异。
镇江市雷电灾害易损性与各县 (区) 雷暴的特征、经济、人口密度等有关。本文采用雷暴日数、雷击密度、雷电灾害频度、经济易损模数、经济损失模数、生命易损模数、生命损伤模数这7 个指标评价镇江市雷电灾害易损性。
3.2 雷电灾害易损性评价指标计算
利用1959~2011年53 年来镇江市5 个地面气象观测站的雷暴资料, 2006~2010 年5 年来镇江市雷电灾情统计数据及2009~2011年3 年的闪电定位仪数据, 并结合镇江地区经济状况和人口密度分别计算出各地区的雷暴日数、雷击密度、雷电灾害频度、经济易损模数、经济损失模数、生命易损模数及生命损伤模数这7 个指标。
3.2.1雷暴日数
(1) 式中M为雷暴日数, Ti为某区域第i年雷暴日数, n为统计样本年数。由1959~2011镇江各县 (区) 的观测资料统计。
3.2.2 雷击密度
(2) 式中M为雷击密度, 即每年单位面积内所发生的雷电次数, F为闪电次数, S为面积。本文取2009~2011年地闪监测数据。
3.2.3 雷电灾害频度
(3) 式中R为雷电灾害频度, 即某区域每年发生雷电灾害的次数。Ni为某区域第i年内发生雷电灾害的次数。本文取2006~2010 年雷电灾情统计数据。
3.2.4 生命易损模数
(4) 式中L为生命易损模数, 即某区域单位面积上可能受到雷电危害的人口数量, P是该区域人口总数, S为该区域的面积。人数、各地区面积采用的是2006~2010 《年鉴》平均值。
3.2.5 经济易损模数
(5) 式中E为经济易损模数, 即某区域单位面积上可能遭受损失的经济总量。D是各区域年生产总值, S为该区域的面积。生产总值、各地区面积采用的是2006~2010 《年鉴》平均值。
3.2.6 生命损伤模数
(6) 式中L′表示生命损伤模数, 是指发生雷电灾害时, 某区域单位面积内造成的死亡和受伤人口数量。Pi为某区域第i年由雷电灾害所造成人员伤亡总数。本文取2006~2010 年雷电灾情统计数据。
3.2.7 经济损失模数
(7) 式中E′表示经济损失模数, 是指发生雷电灾害时, 某区域单位面积内造成的经济损失数量, di为某区域第i年由雷电灾害所造成经济损伤总数, 包括直接经济损失和间接经济损失。本文取2006~2010年雷电灾情统计数据。
由此得到镇江各地区雷电灾害易损性指标值 (表8) 。
3.3 雷电灾害风险模型的建立
3.3.1雷电灾害风险模型建立基础
基于自然灾害风险形成机制 (图1) 、洪涝灾害风险形成原理、以及雷电灾害风险评估技术规范, 建立雷电灾害风险评估模型:雷电灾害风险I=f (危险性, 暴露性, 脆弱性) 。
图2 为雷电灾害风险结构图。雷电灾害风险由危险性、暴露性和脆弱性构成, 每个因子由各自的副因子组成。危险性由雷暴日数、雷击密度、雷电灾害频度组成;暴露性由生命易损模数和经济易损模数组成;脆弱性由生命损伤模数和经济损失模数组成。
3.3.2 雷电灾害风险模型
雷电灾害风险指数模型 (I) = 危险性 (H) ×暴露性 (E) ×脆弱性 (V)
(1) 式中I是雷电灾害风险指数;H, E, V分别为危险性、暴露性和脆弱性指数 (根据加权综合评价法建立) ;W H, W E, W V分别为危险性、暴露性、脆弱性因子的权重。X i是指i量化后的值, W i为指标i的权重, 表示7 个指标分别对形成雷电灾害风险主要因子的相对重要性。因子及指标的权重利用层次分析法确定 (图3) 。
3.3.3 雷电灾害风险评价指标的量化
对指标值进行归一化处理, 转化到[0, 1]范围。
(1) 式中xi为指数原始值, X表示指数量化值。Xmax表示指数xi所在项最大值。结果见表9。
计算得到各县 (区) 雷电灾害易损度值:丹徒区:0.65, 市辖区:0.56, 丹阳:0.66, 句容:0.62, 扬中:0.50。
3.4 易损度区域划分
3.4.1分级统计方法
利用分级统计方法[2]进行易损度值划分:5 个县 (区) 雷电灾害的易损性值按从小到大顺序排列, 分为3 组, 第1组、3 组分别为1个和2 个数据, 第2 组2 个数据, 第n (n=1, 2) 组中最大值和第n+1 (n=1, 2) 组中最小值的平均值分别作为第n (n=1, 2) 级最大值和第n+1 (n=1, 2) 级最小值。
3.4.2 易损度区划
将雷电灾害易损度区域划分为低易损区、中易损区、高易损区。计算各区域范围分别为:低易损区 (0.00~0.53) , 中易损区 (0.53~0.635) , 高易损区 (0.635~1.00) 。根据计算得到的各县 (区) 的雷电灾害易损度值, 判断出相应的易损度等级, 区划结果如下。
3.4.3 易损度区划图
利用M A PG IS软件, 将易损度值放入镇江市行政区图层属性数据库中, 生成镇江市易损度区划图 (图4) 。
4 区划结果验证
利用雷灾易损性指标可对区域未来因雷电造成的可能损失量进行趋势评估和判断。若某区域雷灾易损性越大, 则表示未来因雷电灾害可能造成的损失量就越大[3]。为了验证区划结果, 我们搜集2011~2015年灾情数据。统计显示:丹阳市受灾5 次, 丹徒区3 次, 句容市1次, 市辖区1次, 扬中市2 次。区划结果基本能反映雷灾实际情况。其中丹阳市和丹徒区的雷灾情况很好地对应着雷灾高易损度区域, 对雷灾有一定的指示意义, 但仍存在不足。
5 结论
1) 本文基于自然灾害风险形成理论, 结合雷电灾害风险概念框架, 利用加权综合评价法和层析分析法建立了雷电灾害风险指数模型。计算得到镇江市雷电灾害高风险区位于丹徒区、丹阳市, 中易损区位于市辖区、句容市, 低风险区位于扬中市。2) 雷电灾害的形成, 影响因素众多, 今后要在资料收集、指标选取、权重确定、评估模型等方面做进一步研究, 使区划结果与实际更加吻合, 更好地服务社会。
摘要：利用19592011年镇江市5个地面气象观测站的雷暴资料、20062010年镇江市雷电灾情统计数据及20092011年的闪电定位仪数据, 结合镇江地区经济状况和人口密度, 用雷暴日数、雷击密度、雷电灾害频度、经济易损模数、经济损失模数、生命易损模数、生命损伤模数作为镇江市雷电灾害易损性评估指标, 根据标准自然灾害风险数学公式, 结合雷电灾害风险概念框架, 利用加权综合评价法和层次分析法, 建立雷电灾害风险指数模型, 得出各县 (区) 的易损度。结果表明:丹徒区、丹阳市为雷电灾害高易损区, 市辖区、句容市为中易损区, 扬中市为低易损区。
关键词：雷电灾害,易损性,区域划分
参考文献
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地质灾害易损性 篇3
1 资料说明
应用的1997-2010年各站雷电灾害资料来源于青海省雷电防护管理办公室。
1961-2010年雷暴日资料来自青海省气候中心。气象灾害的经济损失、受灾人口、农业受灾面积等资料来源于西宁市及各县民政局、《青海气象灾害大典》。人口、耕地面积、GDP值等资料使用《青海省2011年统计年鉴》数据。
2 雷电灾害易损性分析
2.1 雷电灾害易损性指标计算
易损性是指事物容易受到伤害或损伤的程度, 它反映特定条件下事物的脆弱性, 雷灾易损性是指事物容易受到雷电伤害或损害的程度, 它直接反映了事物在遭受雷电袭击时的脆弱性。灾害的发生是由致灾环境的危险性和承载体的易损性 (脆弱性) 决定的。承灾体易损性, 包括自然易损性、经济易损性和社会易损性等各方面的内容[5] 。由于地理环境、人文环境以及经济状况等的不平衡性, 相同烈度的雷电灾害在不同的区域造成的灾害损失严重程度有着很大差异[4], 借鉴相关研究方法, 采用4个指标[4,5,6]来评价西宁地区雷电灾害易损性, 即:雷暴日数 , 雷电灾害频度, 经济 (GDP) 易损模数, 生命易损模数。雷电灾害频度 (单位:次/a) 是指各县市年平均发生雷电灾害的次数, 它客观地反映过去一段时期内各县市发生雷电灾害的实际情况。经济易损模数 (D=Ds/S, 单位:万元/km2) 表示区域内发生雷电灾害时, 单位面积上的经济损失。其中, Ds为各县市的GDP生产总值, S为各县市的行政面积。该指标既可以反映区域单位面积上的经济损失, 还可以间接反映各县市抵抗雷电灾害的能力及灾后恢复能力。生命易损模数L (L=Ls/S, 单位:人/km2) 表示区域发生雷电灾害时单位面积上受危害的人口数量。其中LS为各县市常住人口, S为各县市的行政面积。该指标反映了区域生命对灾害的敏感性[4]。上述前两项指标着重于雷电及雷电灾害发生频率和次数评价, 反映承灾体遭受灾害的可能性程度;后两项指标则侧重于雷电灾害损失的评估, 反映承灾体面对雷电灾害时的受损程度。
雷电的产生与大气环流, 水汽能量、地形地貌、地理纬度等影响因子有密切的关系, 西宁市位于青藏高原东部, 平均海拔2261m, 地势自北向南倾斜, 西北高, 东南低, 东西狭长, 西宁属大陆性高原半干旱气候。因海拔较高, 地表受热较快, 对流发展旺盛, 雷暴日数较多。根据1961-2010年雷暴日资料, 计算出14个县市的年平均雷暴日数。5-9月为雷暴高发月份, 其中6月和7月为最盛期。根据1997～2010年雷电灾害统计资料, 以14个县市为基本分析单元, 统计各县市的雷击事件, 计算出各县市雷电灾害频度。通过各县市的生产总值 (GDP) 、人口和行政面积资料, 计算出各县市的经济易损模数和生命易损模数, 见表1。由表1第2列数据可以看出西宁市区和大通是雷电灾害最严重的地区, 西宁是青海省政治、经济、文化和交通中心, 人口稠密, 电子仪器设备较多, 是雷电灾害频度最大的地区。大通县是平均雷暴日数最多的地区, 也是雷电灾害频度次多的地区。
2.2 雷电灾害易损性指标的分级
表1只是该区域发生雷电灾害时在某一方面可能造成损失量的大小。为了能直观表述雷灾易损性大小, 将表1中的雷电灾害易损性指标用极高、高、中、低4个级别来描述, 按照灾害学通常方法[5,6], 并结合西宁地区周边雷电灾害的实际情况, 赋予各等级如下的定值:极高为1.0, 高为0.8, 中为0.5, 低为0.2。分级方法采用气象学统计分析中的分级统计方法[7], 其核心思想是:首先将14个县市的某个指标值从小到大按顺序排列, 并按第一、二组4个记录, 第三、四组3个记录的方法分为4组数据。第n组中的最大值和第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。西宁地区周边4个雷电灾害易损性指标分级标准, 见表2。
根据表2, 对各县市每个指标的所属级别进行判断, 获取相应指标值见表3。雷电灾害易损度值是前四项的平均值。
3 雷电灾害易损度区划
根据表3中的雷电灾害综合易损度的评估结果, 同样采用4级分区法将西宁地区周边各县市划分为雷电灾害低易损区、中易损区、高易损区和极高易损区4个不同的易损度区域。计算的各等级雷电灾害综合易损度值分别为:低易损区 (<0.41) , 中易损区 (0.41～0.63) , 高易损区 (0.64～0.76) , 极高易损区>0.76) 。依据各县市的雷电灾害综合易损度值, 判断各自所属的易损度等级。利用GIS技术得到区划结果, 如图1所示。极高易损区在市区中西部, 大通南部, 湟中中南部。高易损区在此外围南北10km、东西20km范围内。中易损区在大通西北部, 湟源大部分区域及湟中西北部。
4 讨论
对西宁地区及周边10个县的雷暴日数和雷电灾害数据, 并结合经济和人口密度特征, 提出了西宁地区雷电灾害易损性区划分析。
1) 西宁地区雷电灾害的极高易损区在市区中西部及大通县南部和湟中县中南部。高易损区在大通县中部、湟中县大部分地区和湟源县东部边缘地区。中易损区在大通西北部, 湟源大部分区域及湟中西北部。
2) 区域雷灾易损性不仅取决于区域自然系统条件对雷电的敏感性和区域经济社会系统受雷电灾害影响的脆弱性, 而且还与区域自然和社会经济系统雷电防护水平有直接关系。市区人口密度最大、经济发展状况最好, 同时也是雷灾易损性最大的地区。
3) 合理选取评估指标是雷灾易损性评估的关键。鉴于西宁市雷电灾害报告、调查、鉴定制度建立的时间还不是很长, 收集的雷电灾害记录年限偏短且难免有遗漏之处。这些均还需要进一步研究和探讨。
参考文献
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