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基于层次分析模型的宁夏雷电灾害风险区划

时间:2022-04-02 09:39:43 浏览次数:

摘 要:根据宁夏2007—2013闪电定位监测和《宁夏统计年鉴(2012版)》资料,用层次分析法选取闪电密度、人口密度、平均GDP等10项分析指标,对宁夏各区域进行雷电灾害风险评估,并按等级指标将该区19个县区划分为4个风险区域,制成宁夏雷电灾害风险区划图。

关键词:宁夏;雷电灾害;风险区划;层次分析模型

中图分类号:P429;X820.4 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)13-0141-02

气象灾害在自然灾害中发生频率最高、影响范围最大、危害面最广,造成的人员伤亡和财产损失也最为严重。而雷电又是世界十大气象灾害之一,它的危害性和预防措施已越来越受到人们的重视。如何将雷电灾害防御管理提升至雷电灾害风险管理的程度,已逐渐成为社会关注的新焦点,对于促进我区科学防雷、减灾救灾都具有十分重要的指导意义。

1 雷电灾害风险区划的原理和方法

1.1 建立层次结构模型

层次结构模型实际上是系统问题被概化后各层次间的逻辑结构关系。依照所需雷电灾害风险评估的要求,可将模型分为三层,即区域雷电灾害风险程度的目标层、雷电灾害形成因子的准则层和综合比对影响因素的指标层。

1.2 构造判断矩阵

层次结构反映了各层次之间的支配关系,但影响目标风险的准则层内部因子之间的衡量比重却并不相同。

1.5 计算结果及雷电灾害风险分级

经上述计算及验证通过后,取判断矩阵特征向量Aw与指标层中各因子的乘积作为各区域雷电灾害风险程度的最终结果,并依据一定的评判标准,将雷电灾害风险程度按照不同的大小划分等级。

2 宁夏雷电灾害风险度分析

2.1 资料应用及解析

本文选取的影响雷电灾害风险度的指标包括区域闪电密度、雷暴密度、人口密度、平均GDP、大型医疗机构分布密度、校园分布密度、平均第二产业值、平均第三产业值、农村居民家庭平均每百户家电拥有量、雷电灾害密度的10个指标。闪电密度(单位:次/km2·年)代表一个区域自有监测记录以来的云地闪击频繁程度,表征了该区域内雷电灾害的孕灾程度;雷暴密度(单位:天/km2·年)代表一个区域自有监测记录以来雷暴天气发生的频繁程度,表征了该区域内雷电灾害的孕灾环境状况;人口密度(单位:人/km2)代表区域内单位土地面积上的人口数量,表征了该区域生命对雷电的敏感性;宁夏各县、区雷平均GDP(单位:元/km2)代表区域内单位土地面积上的生产总值,表征了该区域经济对雷电的敏感性;雷电灾害密度(单位:起/km2)代表2000年以来区域内历年发生的雷电灾害分布密集程度,从侧面表征了该区域人员对雷电认知水平以及建(构)筑物的雷电防护水平。雷电活动分布具有明显的差异性,其中,沙坡头区、泾源县和宁夏中东部地区雷电活动频繁程度明显高于其他区域。

2.2 评估指标的权重计算

2.3 宁夏雷电灾害风险值计算

将通过验证后的判断矩阵特征向量Aw值和指标层中各县、区雷电灾害风险度评估指标的归一化结果进行点乘,得出宁夏各县、区雷电灾害风险值。

根据宁夏各县、区雷电灾害风险度评估指标和宁夏各县级区域雷电灾害风险度评估指标的归一化结果可知,宁夏各县、区人口分布、经济财富、社会发达程度、易受雷灾群体密集程度及雷电防护措施现状和水平等均有较大差异,其中,银川市区在人口分布和经济指标方面的统计数据远高于其他地区;泾源县闪电密度和雷灾密度均位于各县、区排行之首;利通区各项数据均属偏高范围,且农村家电拥有量居全区之首。

3 宁夏雷电灾害风险区域划分

3.1 宁夏雷电灾害危险度等级划分

区域雷电灾害危险等级划分的目的在于把导致雷电灾害形成的风险值按大小进行分级,揭示雷电灾害风险度的地域差异,合理地划分出宁夏各县、区不同的雷电灾害风险度等级。根据计算结果确定风险度等级标准,按归一化指标将其划分为以下5个等级,如表3所示。

3.2 绘制宁夏雷电灾害风险区划图

根据宁夏回族自治区19个县、区的雷电灾害风险值及其区划,银川市区为雷电灾害高风险区;石嘴山市区、永宁县、隆德县、利通区、泾源县为雷电灾害中高风险区;平罗县、原州区、彭阳县、贺兰县、盐池县、红寺堡区、灵武市、青铜峡市为雷电灾害中风险区;海原县、同心县、西吉县、沙坡头区、中宁县为雷电灾害低风险区。

4 总结

根据层次分析模型评估结果,宁夏回族自治区各县、区雷电灾害风险最高的是银川市区,主要因其雷暴活动中等偏高,人口及相关人员密集场所密集程度和社会经济财富均位列榜首所致;而风险居于中高水平的石嘴山市区、永宁县和利通区因其雷暴活动偏高、人口和经济敏感性均较强所致,其中,利通区受其仅次于银川市区人口和相关人员密度以及全区最高的农村家电拥有量影响,排名风险中高区次席。以上研究所得风险区划与我区实际情况相吻合,并且评估方法科学、有效,结果真实可用。

本文以层次分析法为基本原理,构建区域雷电灾害风险评估模型,选取区域闪电密度、人口密度、平均GDP等10个指标建立风险判断矩阵,分析区域雷电活动情况、人口、社会以及经济和防雷重点行业敏感性等影响雷电灾害形成的潜在风险,并对不同地区风险进行区域划分,评估方法科学、实用,与我区实际情况有较好的吻合度,为区域雷电风险的科学管理和雷电灾害防护提供了良好的依据。

由于雷电活动本身具有不规律性,加之本文涉及到准则层所选取的众多雷电灾害影响指标之间的关联和必然性达不到完全客观,可能会对评估结果和区域风险区划的精确度造成一定影响,这也使得本文的研究结论尚不能应用于一些对精度要求过高的决策性问题。

参考文献

[1]尹娜,肖稳安.雷灾易损性分析、评估及易损度区划[J].热带气象学报,2005,21(04):441-449.

[2]冯民学,焦雪,韦海容,等.江苏省雷电分布特征分析[J].气象科学,2009,29(02):246-251.

[3]邓世聪,曹宁,冯杰.利用雷电参数划分深圳雷区分布[J].广东电力,2009,22(01):35-38.

(编辑:刘晓芳)

Abstract: According to Ningxia 2007-2013 lightning location monitoring and the “Ningxia Statistical Yearbook(2012 Edition)” information by selecting 10 AHP analysis indicators flash density, population density, average GDP and so on, each region of Ningxia lightning risk assessment carried out press grade index 19 counties in the area is divided into four risk areas, made of Ningxia lightning disaster risk zoning map.

Key words: Ningxia; lightning; risk zoning; analytic hierarchy model

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