岳陽三荷機(jī)場區(qū)域地閃活動時空分布規(guī)律分析

聶武夫 劉超 粟鍇

摘要?岳陽三荷機(jī)場地區(qū)雷電活動頻繁，受地理環(huán)境﹑氣象和電氣設(shè)備敏感性強(qiáng)等因素影響，遭受雷擊的風(fēng)險較高。以三荷機(jī)場2007—2018年湖南省雷電定位系統(tǒng)監(jiān)測資料為基礎(chǔ)，總結(jié)出該區(qū)域雷電活動規(guī)律，對于機(jī)場安全運(yùn)營意義重大。

關(guān)鍵詞?機(jī)場;風(fēng)險評估;防雷裝置;防雷措施

中圖分類號：TM862?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?文章編號：2095-3305（2020）03-083-02

DOI：?10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.034

三荷機(jī)場工程項(xiàng)目位于岳陽市岳陽樓區(qū)三荷鄉(xiāng)，項(xiàng)目按滿足2020年旅客吞吐量60萬人次、貨郵吞吐量1?800?t的目標(biāo)設(shè)計，主要建（構(gòu)）筑物包括：1條長2?600?m、寬45?m的跑道和1條垂直聯(lián)絡(luò)道、6?000?m2的航站樓、6個機(jī)位的站坪、合計9?850?m2的輔助生產(chǎn)生活用房;1座塔臺和800?m2的航管樓，以及通信、導(dǎo)航、氣象、供油、消防救援等配套設(shè)施。建設(shè)岳陽民用機(jī)場對于促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)、旅游業(yè)大力發(fā)展，完善機(jī)場網(wǎng)絡(luò)布局、建立綜合交通體系和全國民航機(jī)場布局規(guī)劃具有重要意義。

1?項(xiàng)目勘察情況

1.1?地形地貌

場址位于三荷鄉(xiāng)東側(cè)約2公里處，場址呈南北走向布置，場址屬丘陵地帶，整體地勢為高低起伏的丘陵，山坳、沖溝穿梭其中。海拔高度介于60～95?m之間，山頂標(biāo)高一般為78.2?～96.6?m，地形坡度為20～25°，植被較發(fā)育。場地山丘之間分布有水庫、魚塘及農(nóng)田，如坳背里水庫、三圣水庫等，農(nóng)田地面標(biāo)高一般為54.5～76.5?m。

1.2?地層結(jié)構(gòu)

該地區(qū)屬洞庭湖盆地南沿，白堊系后開始沉積。處于汨羅-新寧斷裂帶區(qū)域，斷裂走向?yàn)镹E向。場地所處丘陵地貌，第四系以來，地殼以掀斜式上升運(yùn)動為主，其主要表現(xiàn)為巖體的風(fēng)化剝蝕作用強(qiáng)烈，為穩(wěn)定地塊。

1.3?工程地質(zhì)、水質(zhì)分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研及查閱資料可知，場地內(nèi)基巖以上原狀土層應(yīng)以粉質(zhì)粘土、粘土等為主，壓縮性中等，局部區(qū)域在水庫、魚塘底部分布有淤泥質(zhì)土，含水率大壓縮性高。

根據(jù)現(xiàn)場水文地質(zhì)調(diào)查，場地地下水類型主要為上層滯水及基巖裂隙水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，場地地下水埋深較淺，一般在0.5～4?m左右。場地土對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，同時地下水對混凝土無腐蝕性。

1.4?土壤電阻率測量及結(jié)果分析

土壤電阻率是防雷工程設(shè)計的重要參數(shù)，是分析湖南岳陽三荷機(jī)場建設(shè)工程雷擊特性的基礎(chǔ)，雷擊沖擊地電位抬升、接觸電壓和跨步電壓與基礎(chǔ)及其周圍表層土壤電阻率有關(guān)，接閃后雷電流的分配和泄放與較深層土壤電阻率、結(jié)構(gòu)鋼材料的規(guī)格和連接等密切相關(guān)[1-2]。

經(jīng)現(xiàn)場勘測，項(xiàng)目所在地的土壤電阻率比較均勻，沒有明顯的水平分層現(xiàn)象，土壤結(jié)構(gòu)相差不大，總體土壤電阻率較低。因此，計算混凝土的土壤電阻率時可取與其周圍土壤的電阻率相等。

2?區(qū)域地閃活動時空分布規(guī)律分析

2.1?機(jī)場地閃頻次年紀(jì)變化規(guī)律

表1為湖南省閃電定位系統(tǒng)監(jiān)測的2014—2018年期間三荷機(jī)場地閃頻次統(tǒng)計數(shù)據(jù)，機(jī)場周邊擴(kuò)展5公里區(qū)域范圍內(nèi)，共監(jiān)測到云地閃電639條，其中正閃33條，負(fù)閃606條。

2.2?機(jī)場雷電活動時間分布規(guī)律

從地閃統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，項(xiàng)目所在地從2月開始有零星雷電活動，5—8月是雷電高發(fā)期，其中8月雷電活動次數(shù)最多，9月有少量雷電活動，10—12月基本無雷電活動，建議建設(shè)單位每年在雷電高發(fā)期前做好防雷裝置的檢查維護(hù)和定期檢測工作（見圖1）。

2.3?項(xiàng)目所在地雷暴路徑分析

根據(jù)距離岳陽三荷機(jī)場最近的地面站--岳陽市國家基本氣象站1980—2013年33年間雷暴觀測資料，統(tǒng)計8個方位的雷暴發(fā)展路徑，得到8個方位的雷暴方向概率和路徑玫瑰圖（見圖2）。該地面站雷暴發(fā)展路徑的分析，可以體現(xiàn)湖南岳陽三荷機(jī)場項(xiàng)目的雷暴趨勢，為提升湖南岳陽三荷機(jī)場建設(shè)工程項(xiàng)目防范雷電災(zāi)害的能力提供重要依據(jù)。

可以看出，湖南岳陽三荷機(jī)場所在區(qū)域閃電從西南方向進(jìn)入的閃電比例最高，達(dá)23.2%，其次是西面方向和西北面方向。

2.5?三荷機(jī)場區(qū)域雷電流幅值變化規(guī)律研究

從雷電流幅值統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，最大強(qiáng)度絕對值262.1?kA，發(fā)生在2014年7月4日，最小強(qiáng)度絕對值7.9?kA，平均雷電流幅值為30.6?kA，雷電流幅值集中在0～60?kA區(qū)間（見圖3）。

3?區(qū)域地閃活動時空分布規(guī)律結(jié)論

（1）根據(jù)湖南省2014—2018年閃電監(jiān)測數(shù)據(jù)，項(xiàng)目周邊擴(kuò)展5公里區(qū)域范圍內(nèi)，共監(jiān)測到云地閃電639條，其中正閃33條，負(fù)閃606條，項(xiàng)目區(qū)域年平均閃電密度為1.552次/（km2·a）。

（2）5—8月是雷電高發(fā)期，建議建設(shè)單位每年在雷電高發(fā)期前做好防雷裝置的檢查維護(hù)和定期檢測工作。

（3）通過分析雷暴觀測資料，統(tǒng)計8個方位的雷暴發(fā)展路徑，表明從西南方向進(jìn)入的閃電比例最高，達(dá)23.2%，其次是西面方向和西北面方向。

（4）雷電流強(qiáng)度區(qū)間統(tǒng)計表明，項(xiàng)目周邊5公里區(qū)域范圍內(nèi)最大強(qiáng)度絕對值262.1?kA，最小強(qiáng)度絕對值2.7?kA，雷電流幅值集中在0～60?kA區(qū)間，平均雷電流幅值為30.6?kA。

參考文獻(xiàn)

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[2]?陳臘生，聶武夫，陳太龍等.淺談雷電流效應(yīng)在雷電防護(hù)設(shè)計中的應(yīng)用[J].安全、健康和環(huán)境，2019，19（3）：11-15.

責(zé)任編輯：黃艷飛