DB65∕T 4389-2021 雷电灾害风险区划技术规范(新疆维吾尔自治区).pdf

ICS 07.060 CCS A 47 日065新疆维吾尔自治区地方标准DB 65/T 4389-2021 雷电灾害风险区划技术规范Technical specifications for lighting disaster risk zoning 2021 -07一01发布2021一12-01实施新疆维吾尔自治区市场监督管理局发布DB 65/T 4389-2021 目次Titi唱iTiLqhqLFbnbnUYE4唱24窗恩万h弓新法(点例断实然划自区件、-UA叫 、，胜义性性引定料型法料料性和资模方资资h八围范语划划划UU川硝范规术区区区ii13言录录考前123456附附参DB 65/T 4389-2021 自IJ吕本文件按照GB/T1. 1-2020 标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由新疆维吾尔自治区气象局提出。本文件由新疆维吾尔自治区气象标准化技术委员会归口并组织实施。本文件起草单位:新疆维吾尔自治区气象灾害防御技术中心、中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所、喀什地区气象局、吐鲁番市气象局。本文件主要起草人:王延慧、周斌、黄晓露、张建涛、钱勇、焦阳、肖声扬、张勇年、林志新。本文件实施应用中的疑问，请咨询新疆维吾尔自治区气象局、新疆维吾尔自治区气象标准化技术委员会、新疆维吾尔自治区气象灾害防御技术中心。对本文件的修改意见建议，请反馈至新疆维吾尔自治区市场监督管理局(新疆乌鲁木齐市天山区新华南路167号)、新疆维吾尔自治区气象局(乌鲁木齐市天山区建国路327号)、新疆维吾尔自治区气象标准化技术委员会(乌鲁木齐市天山区建国路327号)、新疆维吾尔自治区气象灾害防御技术中心(乌鲁木齐市天山区建国路327号)。新疆维吾尔自治区市场监督管理局联系电话[phone];邮编830004新疆维吾尔自治区气象局联系电话[phone];邮编830002新疆维吾尔自治区气象标准化技术委员会联系电话0991一2621090;邮编830002新疆维吾尔自治区气象灾害防御技术中心联系电话[phone];邮编830002II DB 65/T 4389-2021 雷电灾害风险区划技术规范1 范围本文件规定了雷电灾害风险区划的指标、模型和计算方法等。本文件适用于新疆维吾尔自治区、地(州、市)和县(市、区)级雷电灾害风险区划。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注目期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件:不注日期的引用文件，其最新报本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 37047-2018基于雷电定位系统(LLS)的地闪密度总则GB 50057一2010建筑物防雷设计规范MZ/T 027一2011自然灾害风险管理基本术语QX/T 405-2017 雷电灾害风险区划技术指南3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 孕灾环境disaster-formative environment 由自然与人文环境所组成的综合地球表层环境以及在此环境中的一系列物质循环、能最流动以及信息与价值流动的过程一响应关系。3.2 3.3 3.4 3.5 来源:MZ/T 027一2011，3.4J 敏感性susceptibility受不利影响的倾向或趋势。来源GB50057一2010，2.0.29J 易损性vulnerability承灾体的易损程度，包含暴露度和脆弱性两方圈。来源QX/T405-2017, 3.6J 地闪密度lightningdensity 单位面积、单位时间的平均地闪次数。注:单位为次每平方千米年次/(km a) 。来源:由/T37047一2018，3. 1. 7J 雷电灾害风险指数lightningdisaster risk index 根据致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体易损性对雷电灾害风险进行评定的量化指标。1 DB 65/T 4389-2021 区划资料应按照QX405-2017中5.1规定的条款来执行，收集5年以上包括雷击时间、位置和雷电流幅值的闪电资料:以县(市、区、乡镇级行政区域为单元包含土地面积、生产总值(GDP)、年末人口和年末耕地面积的社会经济资料10年以上包含雷电灾害次数、人员伤亡和直接经济损失的雷电灾情资料:分辨率不低于1:250000的数字高程模型CEM)数据和地表覆盖数据，地理信息资料使用国家规范的资料:将所有资料处理成相间的空间分辨率和空间投影坐标系统。4 区划模型图见型模阜儿区成问时且息贷酣一如A问问同问问问吐指险风. f用同阳山吃问山间mJ分/fi-A f门问问问跚跚门问川川山脂斗门川叫别叫Mi 雷由型模扣儿区风害灾电雷地形起伏几海拔高度风地闪资料地闪强度均地闪密度均5 5. 1 窗电灾害风险指数LDRI雷电灾害风险区划模型5.2 依据雷电灾害风险指数大小，采用自然断点法，将雷电灾害风险区划分为极高风险等级(1 )、高风险等级(II)、一般风险等级(111)。自然断点法参见附录Ao5.3 雷电灾害风险指数计算包括致灾因子危险性分析、孕灾环境敏感性分析和承灾体易摄性分析。图1区划方法6 雷电灾害风险指数计算雷电灾害风险指数按公式(1)计算zLDRI=RHwh X RSwS x RVwv. (1) 6. 1 式中:LDRI一雷电灾害风险指数:RH一致灾因子危险性;wh一致灾因子危险性权重:RS一孕灾环境敏感性:2 DB 65/丁4389-2021ws一承灾体敏感性权重:RV一承灾体易损性:wv一承灾体易损性权重。注:各因子的权重按照QX/T405一2017中附录C.2层次分析法进行确定。6.2 致灾留子危险性计算致灾因子危险性按公式(2)计算:RH = Ldwd十Ln阳.(2) 式中:RH一致灾因子危险性;Ld一地闪密度，单位为次每平方千米年(次/(km2-a) ) wd一地闪密度权重:Ln一地闪强度，单位为千安培(kA); wn一地闪强度权重。6. 2. 1 地闪密度Ld指标选取5年以上的地闪数据，应按照QX/T405-2017中5.2.2.1规定的条款和GB/T37047一2018中4.2规定的条款来执行，剔除雷电流幅值为okA2 kA和200kA以上的闪电定位系统资料，将相邻回击之间的时间隔间在0.5s内、后续回击与首次目击的时间i间隔在1s内且位置距离在10km以内的多次回击过程，归为一次闪电，同时把继后回击删除，将首次回击保留下来的资料作为该次闪电的信息进行统计分析，进行质量控制。然后，应按照QX!T405一2017中5.2.2.2规定的条款和附录A的统计以及归一化处理方法，得到各网格内归一化的地闪密度，形成地闪密度栅格数据。6.2.2 地闪强度Ln指标利用质量控制后的地闪数据，按表1确定5个等级运用百分位数法分别计算出对应的雷电流阳值，统计各网格内不同雷电流幅值等级的地闪频次，并进行归一化处理，对5个不间等级雷电流幅值等级从5级到1级分别取其权蠢，应按照QX/T405-2017中5.2.2.5的公式(1)计算，形成地闪强度栅格数据。表1雷电流幅值等级等级1级2级3级4级5级百分位数(p)区间户E二60%60%P:二80%80%P:二90%90%95% 权重值1/15 2/15 3/15 4/15 5/15 注:百分位数法参见QX/T405一2017中的附录机一一一6.3 孕灾环境敏感性计算孕灾环境敏感性按公式(3)计算:RS = LtW1 + Ehwe十7LwtHHun-Huuu-nunu-H. (3) 式中:RS一孕灾环境敏感性:Lt一地表覆盖类型:wl一地表覆盖类型权重;Eh一海拔高度，单位为米(m); 3 DB 65/T 4389-2021 we一海拔高度权重:耳一地形起伏，单位为米(m)wt一地形起伏权重。注1:海拔高度、地形起伏栅格数据的处理计算按照QX/T405一2017中5.2.5.2和5.2.5.3规定的条款执行。注2:对不向的地表覆盖类型导致的雷电风险进行分析，将地表覆盖类型数据按表2进行服值，并进行归一化处理，形成地表覆盖类型栅格数据。表2地表覆盖类型风险赋值标准类型赋值类型赋值无数据区o. 5 扭地0.8 耕地0.8 水体1.0 森林0.8 入选地表0.6 萃地O. 7 裸地0.5 灌木地O. 7 冰川和永久性积雪0.5 6.4 承灾体易损性计算4 承灾体易损性按公式(4)计算:RV = Czwc十MZwm+pdwP十Gdwg+ Ap wa. (4) 式中:RV一承灾体易损性:G一生命损失指数:wc一生命损失指数权重:Mz一经济损失指数:wm一经济损失指数权重:Pd-人口密度，单位为人每平方千米(人/km2) wp一人口密度权重:Gd一地均GDP密度，单位为万元每平方千米(万元/km2) wg一地均GDP密度权重。Ap一耕地比重，单位为百分比(%)w一耕地比重权重。注1:人口密度、地均GDP密度、生命损失指数、经济损失指数的处理计算按照QX/T405-2017中5.2.3和5.2.4规定的条款执行。注2:耕地比重Ap的计算方法为:以年末耕地面积除以土地面积，得到耕地比重，并进行归一化和要素转栅格处理，形成耕地比栅格数据。A.1 自然断点法计算方法附录A(资料性)自然断点法DB 65fT 4389-2021 自然断点法Oenksnatural breaks method)是一种地图分级算法。该算法认为数据本身有断点，可利用数据这一特点进行分级。算法原则是一个小聚类，聚类结束条件是组间方差最大、组内方主主最小。计算方法见公式(A.l): (L=lA刘)2SSDi_j口L=lAk2-句古L(1 i j N). (A.l) 式中:SSD-方主言:i、j第(，j个元素:A 一长度为N的数组:k 一第i、j中间的数，表示A组中的第k个元素。5 DB 65/T 4389一2021B. 1 资料收集B. 1. 1 闪电资料附录8(资料性)区划实例(新疆收集了2012年2017年新疆ADTD地闪定位资料。B. 1.2 社会经济资料收集了2016年新疆各县生产总值(GDP)、年末耕地面积、土地面积和年末人口。B.1.3 灾情资料收集了2005年2017年新疆各县雷电灾害次数、伤亡人口和经济损失。日1.4地理信息资料收集了2016版新疆县级以上行政区划及边界矢量数据、2008年新疆90m分辨率DEM数据和2010年新疆30m分辨率地表覆盖数据。B.2 资料处理B.2.1 百分位数法按百分位数法对ADTD资料的雷电流幅值划分结果见表B.1:表B.1雷电流幅值等级等级百分位数(P)区间雷电流幅值F1级二60%F送34.42级60%P运80%34.4F运50.6 3级80%户运90%50.6f!.三72.34级90%户运95%72.395% F 101. 3 B.2.2 归一化处理按照QX/T405-2017中附录A的要求，对各类资料进行归一化处理。B.2.3 矢量转栅格对于人口密度、地均GDP密度、生命损失指数、经济损失指数、耕地比重等以县域为单元的矢量数据，采用要素转栅格工具转换为栅格数据。B. 3 风险区戈IJB. 3.1 权重确定一级指标(例如危险性、敏感性和易损性、二级指标(人口密度和地均GDP密度等)的权重均由层次分析法确定。6 B. 3. 2 风险指数分级利用自然断点法，对雷电灾害风险指数分级见表B.2: 表B.2雷电灾害风险指数分级等级极I自风险等级CI级)高风险等级(I1级)一般风险等级(III级注:指数大小与区间非固定值，是由所使用的资料决定。B. 3. 3 区划结果B. 3. 3. 1 致灾因子危险性分布致灾因子危险性分布见图B.1:500 N 480 N 460 N 440N 420 N 400 N 380 N 360 N 340 N-I 10 125 250 500 750 -=二=-1,000 km DB 65/ T 4389-2021 雷电灾害风险指数LDRI2. 78LDRI三2.832. 77LDRI三2.78 2. 76LDRI三2.77 A 图例-一般危险区D高危险区.极高危险区740 E 760 E 780 E 800 E 820 E 840 E 860 E 880 E 900 E 920 E 940 E 960 E B. 3. 3. 2 孕灾环境敏感性分布孕灾环境敏感性分布见图B.2: 图B.1致灾因子危险性分布7 DB 65/T 4389-2021 500 N 480 N 460 N 440 N 420 N 400N 380 N 360 N 340 Ni 0 125 250 -=二=-500 750 1,000 km A 图例-一般敏感区o高敏感区.极高敏感区740 E 760 E 780 E 800 E 820 E 840 E 860 E 880 E 900 E 920 E 940 E 960 E B. 3. 3. 3 承灾体易损性分布承灾体易损性分布见图B.3: 500 N 480 N 460N 440N 420N 400N 380N 360N 340 Ni 0 125 250 500 -二二-750 图B.2孕灾环境敏感性分布1,000 km A 图例-一般易损性仁二3高易损性.极高易损。性740 E 760 E 780 E 800 E 820 E 840 E 860 E 880 E 900 E 920 E 940 E 960 E 图B.3承灾体易损性分布8 B. 3. 3. 4 雷电灾害风险区划分布雷电灾害风险区划分布见图B.4:500 N 480N 460N 440N 420 N 400 N 380N 360 N 340 N 1 0 125 250 500 750 -=-1.000 km DB 65/ T 4389-2021 A 图例-一般风险区E二3高风险区.极高风险区740 E 760 E 780 E 800 E 820 E 840 E 860 E 880 E 900 E 920 E 940 E 960 E 图B.4雷电灾害风险区划分布9 DB 65/丁4389-2021参考文献1 GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范2 GB/T 37047-2018 基于雷电定位系统(LLS)的地闪密度总则3 MZ/T 027-2011 自然灾害风险管理基本术语4 QX/T405-2017 雷电灾害风险区划技术指南5 章国材.气象灾害风险评估与区划方法M.北京:气象出版社，2010.6 刘圭.杭州市雷电灾害风险区划D.南京信息工程大学，2012.7 Zheng D, Zhang Y, Meng Q, et a1. Climatological Comparison of Smal1 and Large-Current Cloud-to-Ground Lightning Flashes over Southem China J. Joumal ofClimate, 2016, 29(8): 2831-2848. 8 Yang Xinlin, Sun Jianhua, Li Wanli. An Analysis of Cloud-to-Ground Lightning in China during 2010-13 J.Weather & Forecasting, 2014,30(6): 1537-1550. 9朱涯，鲁韦坤，余凌翔，等.玉溪市雷电灾害风险区划研究J.中国农业资源与区划，2017，38(11):159-164. 10