安徽省电线积冰灾害风险区划研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinxi_2009
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本文利用安徽全省80个气象台站建站至2008年雨凇、雾凇、电线积冰及温、湿、风、光等气象要素历史记录并结合安徽省1∶5万GIS数据,从五个角度,利用不同的技术方案得到了表征安徽省电线积冰风险程度的区划图。即(1)雨凇、雾凇频率分布。通过对安徽省历史上雨凇、雾凇的气候特征分析可知,20世纪90年代以后大多数年份安徽雨、雾凇出现较以前明显偏少,只有2003、2005和2008年相对较多。雨凇、雾凇频发地主要集中在淮北西部和南部山区。(2)全省冻雨危险性分布。提取安徽历史上4640个冻雨过程,并按《冻雨等级标准》的规定划分各级冻雨,利用加权综合法得到冻雨危险性指数,得出结论,安徽省冻雨危险性较高的地区在皖南山区及淮北西北部。(3)高影响天气年均发生频次分布。通过对30年间全省各站电线积冰对应的气象要素的统计,并参考外省已有研究成果,得到电线积冰的高影响因子为温度、湿度、风。并且当电线积冰出现时,气象条件基本满足气温≤0℃,相对湿度≥80%,风速在0~3m/s,风向多为NW、NE、N、NNE。其中直径极大值时出现静风C的频率最多。雾凇积冰极值出现时,气温≤-3℃。统计历史上高影响气象因子满足以上条件的频次,可见淮北西部、大别山区北部及皖南山区最容易满足电线积冰的易发气象条件。(4)基于覆冰气象模型计算的标准冰厚重现期区划。利用观冰站的电线积冰资料和气象资料建立覆冰气象模型,然后用模型推算其它非观冰站的冰厚,计算所有气象台站冰厚重现期,从而得到台站级别分辨率的多年一遇冰区划分图。首先,气象模型的选择是比较分析了逐步回归分析、神经网络法两种方法的优劣,最终选定了逐步回归法建立模型,并将全省分为淮北地区、中南部地区、黄山地区,分别建立区域覆冰模型。每个区域的模型根据历史最优拟合结果,选取不同的资料年限、要素天数进行建模。其次,在气象模型推算出非观冰站的标准冰厚的基础上,用滑动最值平均、耿贝尔分布、柯西分布三种方法对标准冰厚重现期进行计算,耿贝尔分布的拟合优度检验通过了柯尔莫葛洛夫检验,部分台站也能通过w检验,显示了耿贝尔分布的稳定和优越,最终确定了安徽标准冰厚重现期采用耿贝尔分布的计算结果。根据耿贝尔分布计算结果绘制台站级别的标准冰厚15年、30年、50年、100年一遇的区划图,无论是多少年一遇,皖南山区冰厚最大,其次是沿淮淮北地区,然后才是大别山区。(5)覆冰GIS模型计算的标准冰厚重现期区划。利用模型计算出GIS中每一格点的冰厚重现期,从而得到基于GIS的标准冰厚多年一遇区划图。冰厚大值区集中在皖南山区和大别山区一带。  最后综合分析并统筹兼顾以上从五个方面表征电线积冰灾害风险程度的空间分布图,将利用气象模型得到的标准冰厚插值到1∶5万GIS格点上,再同覆冰GIS模型计算的30年一遇标准冰厚格点值等权相加,得到综合后的标准冰厚。将上述取值代入设计冰厚公式计算,得到各格点的设计冰厚。采用自然断点法将冰厚分为5级,得到电线积冰灾害风险区划图(15年一遇、30年一遇、50年一遇、100年一遇)。结果表明,无论是哪种重现期,高风险区都集中在皖南山区和大别山区高海拔地区,稍低海拔地区为次高风险区,两大山区周围为中等风险区,沿淮淮北为次低风险区,江淮之间中南部至沿江地区为低风险区。  利用安徽省民政部门、电力部门提供的历史灾情数据对综合的电线积冰风险区划进行验证,高风险区对应一致,效果较好,可为安徽省高电压输电线路的覆冰事故预防及电力系统的稳定运行提供参考。
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