1、I湖南农村雷电灾害防御研究韩君湖南农业大学硕士学位论文II摘 要雷电是生活中常见的自然灾害，一旦发生就带来非常严重的损失，如危及人们的生命和财产安全。近些年来，我国经济得到了迅速的发展，城市地区的防雷技术得到了有效的提高，但是对于经济发展比较落后的农村地区来说，其雷电防御工作的成效还非常差，不能够满足新时代农村发展的步伐。湖南省位于长江中下游地区，受地形和气候环境的影响，雷电发生的概率非常高，再加上农村地区防雷工作不到位，农民防雷意识和观念比较匮乏，在雷电天气发生时不能够采取正确的防雷措施，给农村居民的生活和生产带来了较大的损失，因此必须加强农村地区防雷减灾工作。本文对湖南农村雷电灾害防御工作
2、的现状，存在的问题以及可以采取的改进对策进行了探讨。文章首先介绍了论文研究的背景、目的和意义，以及国内外雷电灾害情况及防雷措施；其次论文阐述了湖南农村地区雷电灾害的类型以及危害；分析雷电灾害事故发生的主要原因；通过对国外农村防雷经验的分析，结合我国农村地区雷电防御工作的具体情况需要采取的有效措施；最后总结了湖南雷电灾害管理中存在的问题和可以采取的改进策略。关键词：农村地区；雷电灾害；防御策略IIIAbstractLightning disaster is a kind of natural disasters, it will bring severe losses to peoples li
3、fe and property in the event. In recent years, economy is rapid development in our country, the urban areas of the lightning protection technology has been effectively improved, but the lightning protection work is also very poor in economy undevelopment rural areas, cant keep up with the pace of ru
4、ral development, lead to all sorts of lightning disasters occur frequently. In hunan province is located in the middle and lower reaches of the Yangtze river region, lightning occurrence probability is very high due to the influence of terrain and climate environment, also farmers lack of lightning
5、protection they can not reach the designated position in lightning, consciousness and the concept of comparison, they cant take correct lightning protection measures in lightning weather, all of this brought great losses to the livelihood and production to the rural people, so we must strengthen the
6、 lightning protection and disaster mitigation work in rural areas. In this paper we discussed the lightning defense work in the countryside in the region the status quo in rural areas, existing problems and the improvement that can take countermeasures, etc. First introduced the thesis research back
7、ground, purpose and significance, as well as rural status quo at home and abroad of the study of lightning protection and disaster mitigation work, get the main content of this thesis research; Secondly the paper expounds the types and harm of lightning disasters in hunan rural areas; The main reaso
8、n for the analysis of lightning disaster accident; Through the analysis of foreign experience, combining the concrete situation of our rural areas of prevention of lightning needs to take effective measures; Finally summarizes the problems of lightning disaster management in hunan and can take impro
9、vement strategy.Key words: rural areas; Thunder and lightning disasters; Defense strategy湖南农业大学硕士学位论文4目 录第 1 章 引言 .11.1 研究背景 .11.1.1 研究的背景 .11.1.2 研究的目的 .11.1.3 研究的意义 .21.2 国内外雷电灾害情况及防雷措施研究 .21.2.1 国外雷电灾害及防雷措施研究情况 (需要国外的作者文献资料,注释按先后顺序进行) .21.2.2 国内雷电灾害、分布特征及农村防雷措施研究情况 .41.3 研究方法 .7第 2 章 理论基础 .82.1 雷
10、击的概念以及雷电灾害防护 .82.1.1 雷击的概念 .82.1.2 雷击产生的形式及雷击侵入的途径 .82.1.3 雷击的选择性 .92.1.4 雷击的危害 .102.2 雷击的防护措施 .122.3 防雷管理 .152.4 灾害以及灾害风险经济学理论 .15第 3 章 湖南省农村雷电特征与事故统计分析 .173.1 湖南省地理气候特征 .173.2 雷电分布特征 .173.2.1 雷电空间分布特征 .173.2.2 闪电与雷暴对比特征 .183.2.3 雷暴日数的年际分布特征 .213.2.4 雷灾月际变化特征 .21目录53.2.5 雷暴时数的日分布特征 .223.3 湖南省雷电灾害事故
11、典型案例与统计分析 .223.3.1 湖南省雷电灾害事故典型案例 .223.3.2 雷电灾害事故统计分析 .253.3.3 雷电灾害事故统计分析结论 .28第 4 章 湖南省农村防雷工作的进展及存在的问题分析 .304.1 农村防雷工作进展情况 .304.2 农村防雷存在的问题 .304.2.1 农民防雷意识淡薄，缺乏科学防护知识 .304.2.2 防雷减灾管理薄弱，缺乏及时、高效的联动机制 .314.2.3 农村民居基础设施落后，缺乏科学防雷措施 .314.2.4 农村民居及公共建筑物等选址受到影响，缺乏科学依据 .32第 5 章 国外农村防雷的经验及启示 .335.1 国外农村防雷的经验
12、.335.2 国外农村防雷对我国雷电防御的启示 .34第 6 章 湖南省农村防雷措施及对策建议 .366.1 宏观层面的措施 .366.1.1 加强防雷科普知识宣传，提高农民防雷意识 .366.1.2 制定防雷减灾规划 .376.1.3 政府出资，多开展一些农村示范性防雷工程及惠民基础设施 .376.1.4 尽快推动湖南省农村民居防护工程技术规范的进程和普及 .386.1.5 加强雷电灾害监测和预警 .386.1.6 加快农村防雷减灾管理队伍的建设 .386.2 微观层面的措施 .396.2.1 加强农村区域雷电灾害风险评估 .396.2.2 科学防护措施 .396.2.3 防雷工程设计方案
13、.416.2.3.1 直接雷击防护措施 .41湖南农业大学硕士学位论文66.3.1.2 防电磁脉冲防护措施（电源系统、信号系统） .426.3.1.3 施工示意图 .446.3.1.4 工程造价表 .456.3.1.5 工程结论 .45第 7 章 结论与展望 .47参考文献(参考文献与文章中逻辑顺序调整) .48致 谢 .52作者简介 .53第 1 章 引言1第 1 章 引言1.1 研究背景1.1.1 研究的背景根据国家气象局的数据统计显示，我国在过去的 10 年间因雷电造成超过 100 万以上的事故大概由 200 多次，人员伤亡数量也超过了千人。由于我国雷电发生的概率非常大，一般情况下每年发
14、生雷电灾害的天数为 50 天，严重的地区甚至高达 130 多天 2。通过国家相关数据的统计结果，在 2012 年我国因雷电造成的事故达到了 4500多起，其中有一半是发生在地广人稀的农村地区，由此带来的火灾 70 次，建筑物破坏 300 多个。因雷灾致人身亡 199 人，受伤 192 人；各种先进电子元器件的损失更是不计其数。将这些损失转换成经济指数，其中直接损失达到了 1.5 亿元，间接经济损失约 1.2 亿元。从国家进行的雷电灾害次数统计结果中，我们可以看到从 2012 年开始，每年农村发生雷电的次数基本上占到了总雷电次数的一多半以上，而湖南省是一个农业大省，农村占地面积较大，人口数量较多
15、。根据湖南省气象局的统计数据显示，仅2012 年我省就发生了 552 起雷击事故，其中有 439 起发生在农村地区，全年共造成直接经济损失 1067.9 万元,间接经济损失 648.5 万元。因雷击造成的受伤 16 人，农村 9人，死亡 14 人,农村 12 人。由此可以见在每年的雷电灾害中有 80%以上的事故都发生在农村 1。因此加强农村地区的防雷工作，制定相应的防范措施，并且不断提高广大农民群众的防雷知识，降低农村雷电灾害事故发生的次数和损失是非常必要的。1.1.2 研究的目的 随着我国经济的快速发展，人们生活质量的不断提升，各种先进电子设备的数量和类型越来越多，这些设备在工作过程中都要电
16、能供应。电子设备的应用使得周围环境中存在一定的电磁场。当雷电天气时，这些电子设备很容易受到雷电袭击，且被袭击的方式也多种多样。对于城市来说，当雷电灾害发生时对建筑物中的各种设备破坏性较大；对于农村来说，由于其建筑物在设计和施工过程中没有采取相应的防雷措施，且对雷电天气的安全防护意识比较缺乏，所以雷电发生时容易对其房屋和人员生命造成威胁。随着农村经济的不断发展，农民的生活条件得到了较大的改善，雷电灾害发湖南农业大学硕士学位论文2生的次数仍然处于较高的水平。为了确保农村地区广大农民生命和财产的安全，湖南省政府花费了较大的精力进行农村雷电灾害事故的调查和分析，力求找到造成这些事故频发的原因，从而有效
17、降低湖南省雷电灾害造成的破坏性。希望能够通过本次论文研究，分析造成湖南省雷电灾害发生概率较大的原因，总结湖南省电力系统的现状，提出切实可行的改进措施，降低湖南农村地区雷电灾害事故发生的概率，为农村地区雷电灾害的防御提供理论基础。研究的结论一方面为政府部门工作的改进提供可以参考的依据，提高其管理工作的质量；另一方面为农民提供准确的预报信息，避免其遭受雷电损失，具有较高的应用价值，保护农村地区人们的生命和财产安全。1.1.3 研究的意义三 农 问 题 一 直 是 我 国 党 和 政 府 关 注 的 重 点 内 容 ， 但 是 尽 管 如 此 ， 农 村 地 区 各 项 设施 的 建 设 还 是 比
18、 较 落 后 ， 不 能 够 满 足 农 村 地 区 经 济 快 速 发 展 的 需 求 。 特 别 是 在 雷 电 防御 中 ， 基 本 上 没 有 任 何 防 护 措 施 ， 导 致 农 村 一 直 是 我 国 雷 电 防 御 的 薄 弱 地 带 ， 给 农 民的 生 命 和 财 产 带 来 了 严 重 的 安 全 隐 患 。 通 过 对 湖 南 地 区 雷 电 情 况 的 统 计 ， 可 以 看 到 农村 雷 电 灾 害 发 生 的 次 数 还 非 常 多 ， 对 农 村 造 成 的 损 害 还 非 常 大 。 另 外 由 于 很 多 农 民 思想 意 识 水 平 较 差 ， 他 们 认
19、 为 雷 电 事 故 发 生 是 由 于 神 灵 发 怒 所 致 ， 为 迷 信 的 传 播 奠 定 了基 础 。 因 此 通 过 本 次 论 文 的 研 究 能 够 有 效 推 动 农 村 地 区 雷 电 灾 害 防 御 的 相 关 理 论 的 发展 ， 提 高 农 村 人 民 的 对 雷 电 的 认 识 ， 对 雷 电 灾 害 防 御 技 术 的 发 展 具 有 较 高 的 理 论 基 础 。同时该论文的研究还能够加强对湖南农村地区雷电灾害的工作，在很大程度上推动我省农村雷电灾害防御工作的质量，降低雷电事故发生的次数，为农民挽回巨大的经济损失，具有较高的经济价值。同时防雷工作的进行还有利于
20、农村地区迷信破除工作的进行，使人们对各种自然现象形成正确的认识，并且提高其雷电防御能力，具有较高的社会价值。1.2 国内外雷电灾害情况及防雷措施研究1.2.1 国外雷电灾害及防雷措施研究情况 1.2.1.1 国外雷电灾害情况许小峰(2004) 雷电灾害与监测预报一文中的统计及查阅其它历史资料，资料中分析了美国航天飞船发射的一分钟内遭受了两次雷电袭击，导致航天飞船中的电子元件被破坏，宇航员不能够通过飞船的操作系统正确改变其方向。同时资料对加拿大地区90 年代发生的雷电灾害现象进行了统计，其中因雷电导致的森林起火次数超过了第 1 章 引言31200 次，每年出现的经济损失超过了 4 亿美元。通过对
21、德国保险公司中获得的数据，其中一年内因雷电现象造成的设备损坏情况占到了其所有设备损坏情况的 31.66%2。1.2.1.2 国外防雷措施研究情况Jan Mike（2012） 3本文介绍了欧洲第一个避雷针，于 1754 年 6 月 15 日建于捷克的土地，由牧师瓦茨拉夫普罗科普 DIVIS 在 Pmtice 在摩拉维亚的技术精确评估 4。对防雷击保护的讨论是众所周知的有丰富的传统，在捷克土地（在哈布斯堡王朝），以及在欧洲作为一个整体。在他们的文章中，一个关键的方法来防雷击保护是正确认识和评估闪电电荷，导电嘴的现象，有关静电现象的许多问题进行了分析。看到历史的角度，捷克建立了科学中心一个高效的平台
22、，它联系起来，并发展普罗科普DIVIS 的开创性工作几十年后。在历史的时间尺度来看，捷克的主要是由卡雷尔瓦茨拉夫伊曼纽尔曾格，弗朗齐歇克别豪内克，约瑟夫 Postrneck ，拉吉斯拉夫五hnek ，弗朗 Popolansk 和许多其他代表防雷的分支 5。此外，在标准化方面，捷克共和国一直活跃在一个长期的基础，而拥护的欧洲标准与自己的 CSN EN 62 305 标准。在许多其他方面，这个国家一直忠于传统;毕竟，防雷击在哈布斯堡王朝的火药仓库的保护的第一个法令的颁布，从皇后玛丽亚特里萨和 1778 后不久发布的防雷标准，由捷克斯洛伐克电气工程联盟在 20 世纪 50 年代发行的，已推出从根本上
23、新的概念，服务于大多数保护系统在这个分支的实施直到 2006 年 6。王 万 端 （ 2004） 一 文 中 介 绍 了 英 国 、 德 国 防 雷 业 务 考 察 情 况 ， 主 要 集 中 在 几 个 方 面 ：雷 电 防 护 意 识 比 较 强 ； 注 重 雷 电 防 护 产 品 的 研 发 ， 防 雷 产 品 质 量 可 靠 ； 但 是 对 雷 电 现 象发 生 的 过 程 和 各 种 灾 害 形 成 的 机 理 研 究 比 较 少 ， 不 能 够 得 到 雷 电 现 象 产 生 的 根 源 7。刘金华，张永刚（2007）则通过对法国每年雷电现象发生情况的统计和分析，着重介绍了其国家雷
24、电监测和管理工作的内容。他指出法国非常注重国家雷电防御基础设施的建设和防护技术的研究，目前法国采用的雷电监测系统有两种，其中一种能够完成对雷电位置的准确定位，另一种则能够实现对雷电发生事件和地点的准确预测；由于政府部门的大力支持，目前法国在雷电工作中的研究处于世界领先地位，特别是在 TEC 标准的制定和修订中。对于雷电防护，其国家使用的主要设备是避雷针和电涌保护器。为了确保防雷工作的质量，法国的雷电防御管理工作由多个部门共同完成，各个部门之间相互协调进行。建筑物在进行施工之前，必须由专门的机构对建筑物可能遭受的雷击风险进行评估，然后根据国家防雷标准的相关规定制定具体的防雷措施，但是对于用户来说
25、，其是否采用以及采用的程度完全由用户决定，政府部门不会强制采用，但是建筑物施工完成之后必须要经过国家专门的验收机构对其防雷工作质量进湖南农业大学硕士学位论文4行验收，经验收合格后才可以投入使用 8。1.2.2 国内雷电灾害、分布特征及农村防雷措施研究情况1.2.2.1 国内雷电灾害情况我国四季分明，夏天进入雨期，雷电发生的次数非常多，因为雷电袭击每年大约有 3000-4000 人伤亡 9-11。据历史资料查询统计：在上个世纪 50 年代到 60 年代我国东北地区浩瀚的森林中因雷电袭击造成的损失得到了 70%以上，特别是 1987 年，在我国内蒙古地区发生的一次雷电袭击将 1000 多平方公里的
26、树木烧成了灰烬，给整个林区带来了巨大的经济损失。98 年发生在山东地区的一次雷电，正好击中了一个油库，引发了大范围的火灾，迫使百十家企业不得不停产。同时油库周围的海水出现了较大的污染现象，严重影响了该地区水产养殖业的发展。2004 年，浙江省某个农村受到了强烈的雷电袭击，导致村中 17 人丧失了生命。根据国家各项统计资料显示，我国每年遭受雷电袭击的次数有 6000 多例，其中导致的人员受伤和死亡的人数超过了 1000人，给国家造成的经济损失超过了 12 多亿元 12。李家启(2007)对我国雷电发生现象进行了研究，其研究以重庆地区为例，曾在 2007 年重庆一小学被雷电击中，由于当时学生正在上
27、课，位置非常集中，最终造成了 50 多人的伤亡现象，该事件受到了党中央和国务院的高度关注，并且就学校的防雷工作给予了明确的任务 13。通过对我国近几年雷电发生情况的统计，大部分的雷电事故还是发生在农村，这是由农村本身基础设施的水平所决定的，因此必须要加强对农村地区防雷工作的建设和管理，力争将雷电灾害发生的次数降低到最少，为人们的生活和生产提供一个安全的环境 14。1.2.2.2 中国雷灾分布特征研究情况梅贞,陈水明等（2007）通过对我国 2004 年以前各项数据信息的统计，对雷电事故发生的原因进行了阐述，通过数据对比得到了这些年雷电事故的分布和变化情况。统计和调查的结果显示，2004 年前我国每年雷电发生的次数逐年增加，因雷电造成的人员伤亡概率为百万分之零点三，这个数据跟国外其它国家相比非常高。另外研究中还将国内城市地区和农村地区雷电灾发生的次数进行了对比，其中农村地区每年因雷电袭击造成的人员伤亡数量占到了全国总数量的 80%以上。按雷电灾害事故分类统计分析，其中单位办公电力电子设备受损事故占到总事故 63%，家用电器受损事故占到总事故 11%、供电故障受损事故占到总事故 10%15。林建,曲晓波等（2008）通过对我国雷电数据资料的分析，得到了雷电现象在我国的分布区域以及路径情况，研究结果表明我国雷电灾害发生次数比较多的地区主要集
