贵州“雷击村”雷击事件调查分析及防御措施

2024-04-24 01:06范传华龙世林丁旻向杯菊夏昌基
农业灾害研究 2024年1期
关键词:雷击

范传华?龙世林?丁旻?向杯菊?夏昌基

摘 要:通过对贵州省黄平县一碗水乡的“雷击村”(长龙湾村)雷击事件进行现场走访和实地调查,结合当地的气象特征、地形地貌,调取当时的气象历史资料进行研究分析,找到了“雷击村”雷击事故发生和雷电多发的原因:当地春季受西南热低压影响,水汽抬升凝结易形成局地的雷暴天气;夏季受东南和西南暖湿空气的共同影响,加上地形作用触发了局地雷暴天气。通过总结该地区雷电灾害发生的一般规律和特征后,结合当地实际情况提出了几点针对性的防御措施和建议,旨在有效保障当地人民群众的生命财产安全,增强农村的雷电灾害防御能力。

关键词:雷击;雷电多发原因;雷电防御

中图分类号:P446 文献标志码:B文章编号:2095–3305(2024)01–0-04

雷电灾害是一种气象灾害,可直接导致人员或动物伤亡或引发火灾,雷电波入侵、雷击电磁脉冲干扰可导致电力系统、通信系统、雷达天线及其他电子信息系统故障或失效,从而产生巨大的经济损失。

不完全统计,我国每年有上千人因雷击伤亡,雷击造成的直接经济损失达数十亿,甚至数百亿元。雷电导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁发生,甚至家用电器都可能受到雷电灾害的严重威胁。随着经济社会发展和现代化水平的不断提高,信息技术快速发展,电子信息系统的应用日益增多,雷电灾害造成的经济损失和社会影响也越来越大。

1 “雷击村”概况

黄平县一碗水乡长龙湾村大冲组、烂田湾组是远近闻名的“雷击村”。长期以来,村民谈雷色变,遇到电闪雷鸣时,总会不知所措。2020年4月9日,黄平县一碗水乡长龙湾村村委会向黄平县气象局报告,希望气象部门能够对村里发生雷击事故的原因进行调查及鉴定。

2 雷击事件现场走访调查

长龙湾村位于黄平县一碗水乡政府驻地东北部,东面、北面靠施秉县牛大场镇牛大场村,南面邻本乡朗浒村和一碗水村,西连水淹塘村,占地总面积12.45 km2,

辖9个村民小组(11个自然寨),其中,大冲组44户,人口198人,烂田湾组46户,人口204人。该村无任何矿产,当地以种植中药材为主。针对该村频繁遭受雷击的问题,2020年4月15日,州、县两级气象局组成专家调查组,在村主任的带领下,调查组逐一对一碗水乡长龙湾村的雷击事发点开展实地调查。雷击事件发生地点见图1。

据不完全统计,该村大冲组、烂田湾组三十余年来,已发生过多起雷击事故,其中,雷击致人死亡3人,受伤多人。经分析,6起雷击事故的原因主要为直击雷、感应雷所引起的雷电灾害。

3 雷击事件多发的成因

3.1 地形对气候的影响

黄平县一碗水乡长龙湾村位于黄平北部,村寨位于中华山、白岩山、五青山、谷子坡和施秉县尖坡和古佛山之间的盆地西侧,村寨东侧有1条南北贯通的峡谷,村寨西侧有一条相对较小的西南—东北走向的山谷,长龙湾村位于1个小盆地西侧的台地上,乡境平均海拔900 m,年平均降雨量1 307 mm,年平均气温14.6 ℃。

长龙湾村区域高程分布为东高—中低—西高式分布,而大冲组、烂田湾组处于东高区域(图2)。

山岭地区易于产生雷雨,当暖空气经过山坡时,受地形影响而被迫抬升,在山地迎风的一面空气沿山坡上升,到一定高度变冷而形成雷暴;但到山背风的那一面,空气沿山坡下沉,温度升高,雷暴消散或减弱[1](图3)。

春季,黄平县受西南热低压影响,近地面空气受到加热作用,湿热空气上升运动增强,水汽抬升凝结,易形成局地的雷暴天气;夏季,黄平县多受東南和西南暖湿空气的共同影响,当暖湿空气从长龙湾村东南部或南部入侵一碗水乡区域后,受西部中华山的抬升作用,暖湿空气上升运动加强,最终导致雷暴云的生成与发展,进而出现地形作用触发的局地雷暴天气,故一碗水乡长龙湾村形成了地形雷暴多发区[2]。

3.2 气象资料分析

通过分析黄平县周边3个国家气象观测站历年逐月平均雷暴日数(图4)和近13年(2006—2019年)贵州省雷电监测网资料,得到黄平县地闪月频分布和地闪时刻分布(图5、图6)。

数据显示,一碗水乡长龙湾村所在区域每个月均可能出现雷暴,雷暴出现概率较高的月份为3—9月,每月平均雷暴日数为4.2~8.4 d/月,春季雷暴日数最多的为4月,平均6.9 d/年,夏季雷暴日数最多的为7月,平均8.4 d/年。地闪月频分布的高频数主要集中在3—9月、地闪时刻分布主要集中在01:00~07:00和13:00~24:00,年平均地闪密度频率较高的区域主要为黄平县的北部和东部乡镇(图7)。

黄平县区域年平均雷暴日数为53 d,属于多雷区[3],

从长龙湾村雷击事故发生的月份和时间来看,与气象资料得到的结论是吻合的。该乡位于副热带高压北进时与冷气团交汇形成的锋面雨带上,短时强降水、强雷电和冰雹等致灾性强对流天气高发,雷暴高发期与强对流天气出现的时间吻合度极高,一碗水乡长龙湾村经常发生雷电的根本原因仍然是有利的大气环流背景。

经实地勘察,对黄平县一碗水乡长龙湾村的地形地貌、天气系统进行了分析研究,发现一碗水乡长龙湾村(大冲组、烂田湾组)属于雷电高风险区域。

4 造成农村雷电灾害的原因分析

根据贵州省气象灾害风险普查结果,黔东南州2000—2019年,共发生545起雷电灾害事故,伤亡人数124人,其中,死亡人数32人,办公电子设备受损1 013件,家用电器设备700余件,建筑物受损34栋,直接经济损失1 000万余元。

经统计分析,黔东南州90%以上的雷击死亡事件发生在农村,在县城造成的多是财产损失。经笔者多年雷灾调查工作的经验发现,农村是雷灾多发区,受环境、经济条件等的制约,农村成为防雷的薄弱区,概括起来,主要有以下几个原因:

一是村民防雷知识不足。在农村,村民对雷电这一天气现象发生发展过程的科学认识不够,雷击的防护意识相对而言较为淡薄,防雷知识不够丰富。比如:遇上雷雨天气,应尽量停止生产和户外活动,并提前切断所有电气设备电源,不要接打电话等;在田间劳作时,不要在大树下避雨,而应尽量减少自己的高度,如下蹲或放下手中的农具,最好的办法还是应尽快找到安全的场所,减少自己暴露在雷电袭击范围的时间。

二是黔东南地区3—9月是雷电多发季节,该时段也是农忙季节,因而造成雷电灾害在农村发生频率较高。

三是农村特定环境的影响。黔东南属于山区,田间较为空旷,使得山坡、田间等成为雷击灾害容易发生的地点之一。比如:村民在田间劳作时,置身于一个空旷野外的场景,此时,人相对来说是一个高的物体,因此,容易遭受雷电的袭击。此外,农民在干农活时手中的农具,如锄头等金属,会进一步增加引雷的概率,从而增加了户外劳作的农民遭受雷电袭击的概率。

四是村民所居住建筑物均无防雷设施,存在雷电安全隐患。

5 防御措施及建議

防雷减灾工作,要秉承安全第一、预防为主、防治结合的原则[4]。从科学的角度来看,雷电灾害是可以预防的。加强农村防雷知识宣传普及,按照现有防雷技术标准规范,科学、合理地采取防雷措施,对减少或避免雷电灾害事故的发生十分有效。

针对黄平县一碗水乡长龙湾村区域的高雷电风险、当地村民所居住建筑物无防雷设施,存在雷电安全隐患的现状,提出以下4点防御措施及建议:

第一,增强村民的防雷意识。多形式、多举措、针对性地开展防雷科普知识宣传,并在村民活动集中区的醒目位置设置防雷知识宣传栏。同时,关注当地天气预报和雷电预警信息,提前做好雷电防范措施。

第二,安装避雷针。在一碗水乡长龙湾村大冲组、烂田湾组区域选取雷暴天气系统来向(东南部或南部)的位置上设计安装避雷针(或避雷铁塔)对雷电进行拦截防护,接地电阻不大于30 Ω,目的在于将雷电引向自身,然后通过引下线和接地装置,将雷电流泄入大地。

第三,感应雷防护。在村寨电源变压器安装陶瓷封装氧化锌电源避雷器,在电源线进入各村寨到每户前的总配电箱,或进入每户前设计安装相应适配电涌保护器,接地电阻不大于10 Ω[5]。同时规范做好每户室内电源线、信号线的布设。

第四,太阳能热水器防雷。将热水器安装于避雷带(针)保护范围之内,采取防雷措施,具体设计和施工应由专业人员完成。针对无法加装避雷针保护的,建议在打雷时不使用太阳能热水器。

6 工作成果

本着人民至上、生命至上的理念,黔东南州气象局、黄平县气象局和一碗水乡长龙湾村村委会及时完成了雷电灾害调查工作,并出具《雷电灾害调查及鉴定分析报告》,得到了黄平县人民政府的认可和高度重视。2020年8月,黄平县人民政府出资为一碗水乡长龙湾村新建13根独立避雷针,设置防雷知识宣传牌,并进行防雷科普知识宣传,取得了良好成效。

7 结束语

通过分析“雷击村”雷击事故成因,掌握雷电灾害发生的一般规律和特征,发现地形引起多雷电是雷击事故的直接原因,其次是村民缺乏足够的防雷意识。据此,针对性地提出了科学、合理的防雷措施和建议,对避免或减少雷电灾害的发生有着十分重要的意义。

参考文献

[1] 刘佳伟.中国地区下垫面对雷暴的影响研究进展[J].气象水文海洋仪器,2014,31(3):125-128.

[2] 孙泉,田泽群,王富豪.避雷器残压试验中雷电冲击残压波形影响因素分析[J].电瓷避雷器,2023(2):104-112.

[3] 吕泽承,蒋圣超,田树军.变压器雷电冲击特性的融合仿真分析[J].广西电力,2023,46(2):16-24.

[4] 张欣倩.雷电风险评估以及化工厂防雷技术探究[J].天津化工,2023,37(2):138-140.

[5] 王毅,刘书铭,唐钰政,等.雷电引起的电压暂降严重程度自学习评估方法[J].电力工程技术,2023,42(2):188-196.

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