雷電災害風險評估（簡體書）

本書首先介紹了自然災害及與之相關的影響因素，以及自然災害致與這些因素之間的影響關係，在此基礎之上，引申到雷電災害及雷電災害的致災機制與影響因素。全書系統介紹了雷電災害風險評估的體系與方法，其中重點系統介紹了基於區域的雷電災害風險評估的理論與方法體系。在區域雷電災害的風險評估的章節中，介紹了區域雷電災害風險評估的基本概念，影響因子與層次關係，區域雷電災害風險評估的理論、計算方法、數據獲取及處理方法等。在建築物與服務設施的雷電災害風險評估方法介紹中，以IEC 62305-2為基礎，給出了風險評估方法、參數選取與採集、計算及分析等。最後通過多個不同行業的風險評估的實例介紹，實現了區域雷電災害風險評估方法和基於規範IEC 62305-2的風險評估方法的應用。最後本書介紹了基於上述評估方法開發的應用軟件及軟件的應用方法。本書可作為高等院校雷電防護本、專科專業和氣象安全類專業的課程教材，也可作為從事氣象災害防禦、防雷工程等技術人員的培訓教材，還可作為氣象災害風險評估的研究與參考書目。

郭在華，男，副教授，生於1975年，中共黨員。2004年獲信號與信息處理專業碩士學位。現任成都信息工程大學大氣探測學院雷電防護科學與技術專業教研室主任、雷電監測與防護技術研究所所長，兼任四川省氣象學會雷電分會副主任委員、四川省電子學會雷電與電磁脈衝專業委員會副主任委員、中國氣象學會防雷電分會會員。研究方向為雷電科學與與技術、大氣探測信息處理。

前 言

人類自古以來就在經受不同的自然災害，人類發展史也是一部與自然災害奮鬥抗爭的歷史。自然災害不僅破壞了人類的家園，也破壞了人類賴以生存的自然環境。
70%以上的自然災害是氣象災害，雷電災害作為氣象災害的一種，在人類進入信息社會之後已變成一大公害。近年來，雷電災害總體呈增加趨勢，究其原因，主要來自三個方面影響：一是全球氣候變化，帶來極端災害性天氣出現頻率增加，雷電孕災環境的惡化，客觀上增加了雷電出現的機率；二是隨著社會的發展，大量的電子與電氣系統，特別是微電子設備的廣泛應用，一方面增加了承災體的數量，另一方面提高了雷電災害的敏感性；三是大量的高聳建構築物的出現，增加了地面設施接閃概率，如高樓、鐵塔、橋樑、輸電線路等。在雷電災害增加的同時，雷電災害損失已由早期階段的人身傷亡、物理損壞發展到服務中斷、設備損毀與經濟損失。損害途徑也由最初的直接雷擊發展到三維空間全方位侵入。因此，針對特定項目對雷電災害進行全面、科學的雷擊災害風險評估，是現代保證人身安全與財產安全的重要途徑，也是社會發展的需要。
雷電災害風險評估主要研究雷電、雷電孕災環境、雷擊承災體與雷電災害損失風險之間的關係。雷電災害風險評估有兩個目標：一是通過計算雷電災害損失率、雷電致災概率、預計雷擊次數來確定不同雷電災害損失的風險，這是目前雷電災害風險評通用評估方法；二是通過建立雷電災害的致災模型，進行層次分析，得到評估對象的雷電災害等級，該方法適合應用於較大範圍的雷電災害風險。
本書主要內容來自於已有標準與編者近年的科研實踐，主要介紹了進行雷電災害風險評估的方法與應用實例。引言部分介紹了我國雷電災害的發生情況和我國雷電災害分佈與統計數據。第1章是氣象災害風險評估理論與方法，主要介紹了風險的基本概念、氣象災害風險評估的理論與方法、雷電災害風險評估的概要內容。第2、3章是雷電風險管理，該內容基於IEC 62305-2的評估體系，介紹了目前應用廣泛的基於建築物與服務設施的雷電災害風險評估方法和應用。第4章介紹了面向區域的雷電災害風險評估的數學方法。第5章介紹了區域雷電災害風險評估模型的建立、雷電災害風險評估體系及危險等級劃分。第6章介紹了雷電災害風險評估軟件平臺及應用。第7、8章介紹了區域雷電災害風險評估模型的參數計算與分析、區域雷電災害風險評估的計算的應用案例。

目 錄





引言 1
第1章 氣象災害風險 10
1.1 風險基本概念 10
1.1.1 風險的定義 10
1.1.2 風險的構成 11
1.2 氣象災害影響評估 12
1.2.1 氣象災害影響評估概述 12
1.2.2 氣象災害風險評估 14
1.2.3 氣象災害損失評估 19
1.3 雷電災害風險評估 24
1.3.1 雷電災害風險評估的發展 24
1.3.2 常用的評估方法 25
1.3.3 區域評估方法 28
第2章 建築物的雷擊風險評估方法 31
2.1 基本概念 32
2.1.1 損害成因 32
2.1.2 損害類型 33
2.1.3 損失類型 33
2.1.4 風險和風險分量 34
2.2 風險組成 35
2.3 風險管理 36

第3章 建築物的雷擊風險評估應用 41
3.1 風險評估的體系結構 41
3.2 高層建築的雷擊風險評估 42
3.2.1 項目概況 42
3.2.2 數據采集與分析 42
3.2.3 評估因子參數採集 43
3.2.4 評估因子計算 44
3.2.5 建築物各雷擊風險計算值 45
3.2.6 建築物防雷類別確定 46
3.2.7 接地電阻值估算 47
3.2.8 結論報告 48
3.2.9 綜合防雷措施建議 49
3.3 居民區風險評估 49
3.3.1 項目概況 49
3.3.2 數據采集及分析 49
3.3.3 雷擊損害風險評估計算 51
3.3.4 評估結論及建議 61
第4章 區域雷電災害風險評估的數學方法 63
4.1 模糊數學理論的基礎知識 63
4.1.1 模糊集合與隸屬函數的基本概念 64
4.1.2 隸屬函數的確定 64
4.2 層次分析法 67
4.3 模糊綜合評判 70
4.3.1 模糊綜合評價法的術語及定義 70
4.3.2 模糊綜合評價的步驟 70
第5章 區域雷電災害風險評估體系 74
5.1 雷電風險 75
5.2 地域指標 76
5.3 承災體風險 78
5.4 防禦風險 80
5.5 區域雷電災害風險評估體系危險等級劃分 81
5.5.1 目標危險等級劃分 82
5.5.2 雷電風險的危險等級劃分 82
5.5.3 地域風險的分級標準 84
5.5.4 承災體風險的分級標準 87
5.5.5 防禦風險的分級標準 93
5.6 區域雷電災害風險評估模型的參數分析 95
5.6.1 評估指標的參數分析 95
5.6.2 評估指標參數的預處理 99
5.7 區域雷電災害風險評估模型的計算 102
5.7.1 評估指標權重的計算 102
5.7.2 模糊綜合評價 103
5.7.3 評估等級劃分 106
第6章 雷電災害風險評估軟件設計及應用 107
6.1 評估系統的總體規劃 107
6.1.1 系統建設的總體任務 107
6.1.2 系統環境 108
6.2 評估系統的功能體系 108
6.2.1 系統的功能需求分析 108
6.2.2 評估系統安裝登錄 111
6.2.3 評估平臺應用 112
9.3.3 項目生成 113
第7章 案例與應用――大型民用建築工程 121
7.1 項目概況 121
7.2 項目所在地活動規律分析 122
7.2.1 雷暴活動特徵分析 122
7.2.2 閃電活動特徵分析 124
7.3 數據采集與計算分析 127
7.3.1 地形地貌 127
7.3.2 土壤電阻率勘測與分析 128
7.3.3 地下水水質分析 128
7.3.4 周邊環境 128
7.4 確定評估指標的隸屬度 129
7.4.1 雷電風險各指標隸屬度的確定 129
7.4.2 地域風險各指標隸屬度確定 130
7.4.3 承災體風險各指標隸屬度確定 132
7.5 三層綜合評判 134
7.5.1 三層指標的綜合評判 134
7.5.2 二層指標的綜合評判 138
7.5.3 一層指標的綜合評判 140
7.6 區域雷電災害風險評估結論 141
7.6.1 風險等級 141
7.6.2 影響因子（第二層）雷電災害風險評估結論 141
7.6.3 影響因子（第三層）雷電災害風險評估結論 143
7.6.4 雷電災害主要風險分析 145
7.6.5 雷電災害次要風險分析 145
7.6.6 項目防雷設計總體建議 146
第8章 案例與應用――石油化工工程 147
8.1 項目概況 147
8.2 區域雷電災害風險評估對象分析 148
8.3 確定評估指標的隸屬度 149
8.3.1 雷電風險各指標隸屬度的確定 149
8.3.2 地域風險各指標隸屬度確定 149
8.3.3 承災體風險各指標隸屬度確定 152
8.4 三層綜合評判 155
8.4.1 三級指標的綜合評判 155
8.4.2 二級指標的綜合評判 176
8.4.3 一級指標的綜合評判 189
8.4.4 區域雷電災害風險小結 193
8.5 區域雷電災害風險分析 195
8.5.1 罐區雷電災害風險分析 195
8.5.2 辦公區雷電災害風險分析 198
8.5.3 消防及工藝裝置區雷電災害風險分析 200
8.5.4 鐵路及輔助設備區雷電災害風險分析 202
8.5.5 輔助用房區域雷電災害風險分析 204
8.5.6 碼頭區域雷電災害風險分析 207