文山州丘陵山地地区农村雷击成因分析与防护措施
2024-02-19王海龙邹祖容
摘 要:丘陵山地区域是雷电灾害的频发区,对农村人民的生产和生活产生了很大的影响,甚至威胁其生命。对此,阐述了文山州丘陵山地地区雷击灾害情况,阐明了文山州丘陵山地区域雷击事件的特点,分析了丘陵地区雷击原因,并提出了丘陵地区农村雷电防护措施,以期对今后的防雷工作提供帮助。
关键词:雷电灾害;丘陵山地;农村;防护措施
中图分类号:P429 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2024)11–0-03
雷电是一种很不规律的自然现象,它给人类带来的伤害和破坏也难于准确计算和预测[1-2]。人类在长期的实践观察和事故调查分析中,以及在实验室的模拟研究中,逐步掌握了其发生发展的主要规律,针对这些主要规律,可以采取和制定正确的防护措施[3-4]。
云南省文山壮族苗族自治州(以下简称文山州)地处云贵高原东南部,属南亚热带季风气候区,全年雷暴活动频繁,各县丘陵山地各种地形分布较广,防雷工作一直是文山州防雷安全管理工作的薄弱点,村民防雷安全意识不强。防雷基础设施差,导致文山州境内的丘陵地区雷击事件频频发生,伤及人畜,造成了严重的经济损失。从历年雷电灾害调查中可知,丘陵山地地区村寨雷击发生频繁,尤其是对家用电器等弱电设备设施等损害较大,造成的经济损失严重,且伴随着人员伤亡,因此丘陵山地防雷工作不容忽视[5]。
1 文山州丘陵山地地区雷击灾害情况
文山州丘陵山地是雷电灾害较严重的地方,主要集中在西畴县、麻栗坡县、马关县、丘北县等地。这些地区地势较高,植被覆盖率较低,建筑物多为简易结构,容易成为雷击的目标。尤其是在夏季,随着温度和湿度的变化,雷电活动更加剧烈,雷击灾害的风险也随之增加。再加上文山州的丘陵山地农房建筑多以砖瓦或木质结构为主,缺乏有效的防雷措施,导致雷击灾害对当地农村居民的生命财产安全构成了严重威胁。
近年来,文山州已发生多起雷击事件,造成了人员伤亡和财产损失,给当地经济社会发展带来了不良影响。例如,2018年8月1日下午,文山州丘北县发生一起雷击事件,造成4名儿童死亡,3名儿童不同程度受伤;此外,2024年7月29日,文山州气象台多次发布了雷电黄色预警信号,这些预警均指出,未来6 h内将陆续出现雷电活动,可能伴随短时强降水、瞬时大风、冰雹等强对流天气,存在造成雷电灾害事故的风险。
如表1所示,2005—2008年丘陵地区雷击事故逐年增加,经济损失严重。2005—2008年全州共有雷击事件98起,其中丘陵山地地区雷击事件66起,约占雷击事故总数的66%。从地区分布上来看,城市雷击事件6起,约占7%;农村雷击事件92起,约占93%。全州雷击事件人身伤亡人数137人,丘陵地区雷击事件伤亡41人,约占伤亡总数的29%。丘陵地区雷电灾害所受经济损失105万元,约占全州雷击经济损失53%。调查数据显示,由于经济条件和文化素质的不同,导致雷击事件在农村中的伤亡比例大大增加,因此增强人们防雷意识和提高防雷能力不容忽视。
2 文山州丘陵山地区域雷击事件的特点
丘陵地区雷击事件较多,尤其是人员伤亡和牲畜伤亡事故主要出现在农村,雷击事故对农村家用电器、农村供电设备产生的影响较为严重。雷击事件与雷云活动分布基本一致,但雷击损害的轻重不一样。雷电事故发生频率最高是3—7月,这些月份为文山州的雨季,雷云活动频繁,且丘陵地区土地湿润,容易引起雷云放电。同时,丘陵地区的农村主要建于丘陵山坡接近山顶的地方,距离雷云较近,雷电直接击于农村附近的电线、电话线及金属物等导电物体之上,导致雷击事故造成的损失较大,对人畜造成的损害较严重。
综合而言,易击雷区的主要特点为地形位置较高,凸出于周围地貌;邻近潮湿和水草地区;处于上升气流的迎风面方向;地下有金属矿藏的地区。
3 丘陵地区雷击原因
3.1 所处地势特殊,雷电发生频繁
丘陵地区的地势起伏较大,有许多高耸的山丘和山谷,这些地形特征使得雷电更容易在这些区域形成和传播。丘陵地区的地势高耸,尤其是山顶和高位杆塔,容易成为雷电的目标。并且,山谷、迎风口处的杆塔也容易遭受雷击。而文山州丘陵地区的农村位于接近山顶的山麓处,凹谷底常产生的带电荷(空气都带电荷,当空气形成气流或气团时,电荷更多更密集)的暖湿气流总是沿着山坡向上抬升,由于大部分村寨处在山腰的缓坡地带,村寨又处于离山顶不远的山麓处,当向上抬升的暖湿气流大量汇集此处时,往往已经处于电荷高度集中的旺盛发展阶段,形成带有大量电荷的气流或气团。当天气转变,上空有异性电荷的云团(云团总是带有大量电荷的)经过并接近时,聚集在此处的气团和云层就会产生中和放电,形成落地雷(图1)。
图1 "丘陵山地地区及雷电形成灾害的示意情况
3.2 生活水平不断提高,家用电器设备不断增多
雷电的发生是绝对的,但雷电是否会造成灾害和造成灾害的大小则是相对的。文山州大部分农村建在丘陵山地地区,其地理原因形成的多雷区也是古已存之。但过去显现出来的雷电灾害较少,而近10年来显现出来的雷电灾害事故却较频繁。尤其是2003年以来,雷电事故逐渐增多,损失也在增加。究其原因是,人民群众生活条件逐年改善,生活水平逐步提高,家用电器、弱电设备、电力设施不断增多。并且,在同一区域,雷电总是优先选择高层、土壤潮湿的地方和有金属、导线的地方进行电流释放。
3.3 缺乏防雷意识,未安装防雷设施
大部分农村建筑没有考虑防雷安全问题,加之村民对雷电的认识较少,防雷意识不强,许多村民在房屋顶层上方安装铁皮水箱、太阳能热水器,或类似小铁塔的建筑,这些设施往往没有防雷装置,存在安全隐患。同时,配电线路架空传输且无接地保护,雷电流无处泄放,在空旷地带的较高树木、天线,甚至房屋都可能成为雷电袭击的目标。尤其为增加电视节目的接收效果,部分村民将电视接收天线架设在屋顶上方高于屋顶十余米的位置,若有雷暴产生,雷电极易与金属接收天线接闪,再由天线引入室内,造成电视机及室内其他设施损毁及人员伤亡。
3.4 雷电安全宣传管理机制不健全
文山州丘陵地区未组建针对农村雷电宣传的队伍,雷电安全宣传工作职责不明确,没有统一的计划和目标。政府主导、部门联动、社会参与的雷电灾害防御机制还不够健全,各部门对抓好农村防雷减灾的合力不到位,社会主动参与意识有待进一步提高。雷电灾害发生后,应对措施不完善,受灾人员主动报告较少,灾害收集渠道不畅,造成灾情统计不完整,灾害调查鉴定和采取防雷减灾措施工作滞后。此外,村民劳作范围广且不固定、农村建筑物选址和建设不规范、村民无法及时获取雷电信息等,致使农村防雷减灾工作难度进一步加大。
4 丘陵地区农村雷电防护措施
4.1 加强对丘陵地区农村防雷知识的宣传
首先,相关部门应明确文山州防雷宣传工作的任务和目标,加大对防雷知识宣传力度。其次,组建专业技术较强、文化素质较高的防雷宣传队伍,建立健全的绩效考核制度和激励机制,对队伍的防雷知识宣传工作进行评价,调动工作人员的积极性。最后,文山州政府要积极支持防雷安全工作开展,合理安排财政支出规模,强化综合预算管理,加强资金使用和绩效管理,开展审计监督,提升经费使用效益。还要建立跨部门防雷安全工作机制,协调防雷安全管理措施,形成齐抓共管、综合治理的防雷安全监督管理工作格局[6-7]。
4.2 直击雷和感应雷防护措施
防直击雷主要是用避雷针防雷法,亦称富兰克林法,利用壁垒针高出被保护物的高度使雷云下的电场发生畸变,从而将雷电流引到避雷针上,通过引下线和接地装置泄入大地,使被保护对象免遭雷电直击。具体操作方法为在丘陵山地地区村寨后山坡两侧和村寨中间相距安装避雷塔[8]。
防感应雷措施主要是用安装避雷器防雷法,是一种限制由输配电线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的电气设备,实质上它是一种放电器,并联在被保护设备附近。当作用电压超过避雷器的放电电压时,避雷器就先放电,大量的电荷泄入地中,从而保护了设备不受感应雷和雷电波入侵的损害。具体操作方法为村民各家各户均安装一个200 V的电源避雷器和一个电视馈线避雷器[9]。
4.3 掌握基本防护知识
相关部门应向村民普及雷电基本知识,让村民了解雷电的形成、种类和特点。例如,不宜在屋顶安装金属物体(电视天线、太阳能热水器、装饰物或构架等);房前屋后的树木不宜过高;新房选择房址时应将房舍的位置选定在“非易击雷区”;野外露天架设的电源线路在雷电活动下极易产生感应雷电压。同时,应定期组织相关讲座,为村民提供防雷措施指导。教育村民在雷雨天气时,不要停留在山顶、高树、电线杆、广告牌等高处,尽量寻找装有避雷针的建筑物或钢筋混凝土建筑物躲避[10]。在野外时,不要在树下避雨,不要使用带金属顶柱的雨伞,尽量寻找低洼处蹲下,双脚并拢,双臂抱膝,头部下俯。此外,相关部门还可以不定期组织防雷演练,增强村民紧急避险能力。
4.4 推广普及农村配电接地和有线电视系统
目前,农村配电多数是架空传输,配电如果也没有接地线,雷电流无处泄放,必然造成周围大面积电器设备灾害,严重时发生火灾、人员伤亡事故。因此,推广普及农村配电接地和有线电视系统十分必要。首先,农村应实施最基本的配电接地保护,将配电系统的接地线与大地可靠连接,为雷电流提供一个安全的泄放通道。其次,增加漏电保护功能,确保在发生漏电或雷击时能够及时切断电源,防止电流对人体造成伤害。最后,村民应考虑将电源线路埋地引入室内,以减少雷电直接击中线路的可能性,并选用具有防雷功能的电缆进一步提高线路的防雷能力。同时,在配电系统和电视线路的关键部位安装避雷器或过压保护器,以有效限制过电压的冲击,保护电器设备免受损坏。
4.5 制定雷电灾害监测和预警、发布制度
气象主管机构所属气象台站应当通过广播、电视、报纸、网络等媒体或者电话、手机短信等方式,及时向社会发布雷电灾害预警信息。针对不同场所和人群,采取差异化的宣传方法,通过电视、广播、报纸、互联网、社交媒体等渠道,广泛传播防雷安全知识,普及雷电的形成及危害、雷电灾害预警接收方式、防雷安全隐患自查、室内外防雷安全措施等知识,引导公众正确认识雷电灾害,增强自我保护意识,提升雷电灾害防御和应急处理能力。在雷电高发季节,提醒公众注意接收雷电灾害预警信息,做好雷电天气的安全防范工作。雷电灾害发生后,当地人民政府应当立即启动雷电灾害应急预案。对于违反条例的机构、单位和负责人要依法承担法律责任。
4.6 规范农村建筑防雷设施
新建、改建、扩建的农村房屋必须按照相关规范要求进行防雷设计,并在建筑开工前到县防雷中心进行防雷设计技术评价,取得技术评价意见。建设施工单位必须严格按照设计方案进行施工,并主动接受监督。防雷装置必须由持有相应防雷工程专业资质的单位设计、施工。所使用的防雷产品必须符合国家质量标准,并进行备案。县建设局和县气象局应依法对防雷设施的施工、安装、验收进行监督检查。对于违反防雷安全监督管理规定的行为,进行严肃查处,造成严重后果的,追究相关人员的法律责任。
5 结束语
农村防雷是建设社会主义新农村的一项艰巨的任务,是防雷工作的薄弱环节。丘陵山地地区的雷击事件发生频繁,带来的经济损失较为严重,且村民防雷意识不强,不利于防雷工作的开展。文山州的防雷设备缺乏,特别是在农村地区,防雷设备更为匮乏,导致雷击事件在农村产生了严重的后果。因此,相关部门要不断完善雷电监测网络,通过雷达、卫星等现代科技手段,实时监测雷电活动,提升预警准确性和时效性,并与相关部门建立雷电灾害预警信息发布联动机制,采用手机App、手机短信、电子显示屏、电视、广播等传播途径,提高雷电灾害预警信息覆盖率。
参考文献
[1] 苏茜,雷玄肆,陈鲍发.景德镇市“2020.6.2”雷击成因与分析[J].中国科技信息,2021(8):12,51-53.
[2] 刘丽丽.山西省森林雷击火发生原因分析与对策研究[J].山西林业, 2024(1):34-35.
[3] 杨宗凯,刘平英,胡颖,等.云南省雷电活动分布特征及对农村地区的影响分析[J].中国农业资源与区划,2018,39(9): 262-267.
[4] 朱琳.延边州农村雷电灾害特征及其成因分析[J].新农业, 2023(11):59-60.
[5] 张娜娜.乐亭县农村雷击灾害成因及防灾对策[J].南方农机,2018,49(21):88.
[6] 杨春明,陈晓伟,朱浩.安徽地区农村雷电灾害防御研究:以马鞍山市为例[J].气象水文海洋仪器,2024,41(2):89-93.
[7] 陈丹,黄梅丽,朱彦.广西农村雷电灾害特征及其成因探析:以宾阳县为例[J].气象研究与应用,2020,41(2):97-100.
[8] 安宁,任爽,王妍文,等.开平市农村重点区域防雷隐患分析及对策研究[J].气象研究与应用,2019,40(4):106-109.
[9] 柳佳俊,周积强,李平东,等.宁夏一次雷击事故鉴定及防御对策研究[J].气象水文海洋仪器,2018,35(1):118-120.
[10] 刘平英,杨宗凯,胡颖,等.2016年云南省雷电灾害分布与致灾因素相关性分析[J].灾害学,2018,33(1):130-135,151.