论文部分内容阅读
摘要 岳阳三荷机场地区雷电活动频繁，受地理环境﹑气象和电气设备敏感性强等因素影响，遭受雷击的风险较高。以三荷机场2007—2018年湖南省雷电定位系统监测资料为基础，总结出该区域雷电活动规律，对于机场安全运营意义重大。
关键词 机场;风险评估;防雷装置;防雷措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）03-083-02
DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.034
三荷机场工程项目位于岳阳市岳阳楼区三荷乡，项目按满足2020年旅客吞吐量60万人次、货邮吞吐量1 800 t的目标设计，主要建（构）筑物包括：1条长2 600 m、宽45 m的跑道和1条垂直联络道、6 000 m2的航站楼、6个机位的站坪、合计9 850 m2的辅助生产生活用房;1座塔台和800 m2的航管楼，以及通信、导航、气象、供油、消防救援等配套设施。建设岳阳民用机场对于促进地方经济、旅游业大力发展，完善机场网络布局、建立综合交通体系和全国民航机场布局规划具有重要意义。
1 项目勘察情况
1.1 地形地貌
场址位于三荷乡东侧约2公里处，场址呈南北走向布置，场址属丘陵地带，整体地势为高低起伏的丘陵，山坳、冲沟穿梭其中。海拔高度介于60～95 m之间，山顶标高一般为78.2 ～96.6 m，地形坡度为20～25°，植被较发育。场地山丘之间分布有水库、鱼塘及农田，如坳背里水库、三圣水库等，农田地面标高一般为54.5～76.5 m。
1.2 地层结构
该地区属洞庭湖盆地南沿，白垩系后开始沉积。处于汨罗-新宁断裂带区域，断裂走向为NE向。场地所处丘陵地貌，第四系以来，地壳以掀斜式上升运动为主，其主要表现为岩体的风化剥蚀作用强烈，为稳定地块。
1.3 工程地质、水质分析
根据现场调研及查阅资料可知，场地内基岩以上原状土层应以粉质粘土、粘土等为主，压缩性中等，局部区域在水库、鱼塘底部分布有淤泥质土，含水率大压缩性高。
根据现场水文地质调查，场地地下水类型主要为上层滞水及基岩裂隙水。根据现场调研，场地地下水埋深较浅，一般在0.5～4 m左右。场地土对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性，同时地下水对混凝土无腐蚀性。
1.4 土壤电阻率测量及结果分析
土壤电阻率是防雷工程设计的重要参数，是分析湖南岳阳三荷机场建设工程雷击特性的基础，雷击冲击地电位抬升、接触电压和跨步电压与基础及其周围表层土壤电阻率有关，接闪后雷电流的分配和泄放与较深层土壤电阻率、结构钢材料的规格和连接等密切相关[1-2]。
经现场勘测，项目所在地的土壤电阻率比较均匀，没有明显的水平分层现象，土壤结构相差不大，总体土壤电阻率较低。因此，计算混凝土的土壤电阻率时可取与其周围土壤的电阻率相等。
2 区域地闪活动时空分布规律分析
2.1 机场地闪频次年纪变化规律
表1为湖南省闪电定位系统监测的2014—2018年期间三荷机场地闪频次统计数据，机场周边扩展5公里区域范围内，共监测到云地闪电639条，其中正闪33条，负闪606条。
2.2 机场雷电活动时间分布规律
从地闪统计数据来看，项目所在地从2月开始有零星雷电活动，5—8月是雷电高发期，其中8月雷电活动次数最多，9月有少量雷电活动，10—12月基本无雷电活动，建议建设单位每年在雷电高发期前做好防雷装置的检查维护和定期检测工作（见图1）。
2.3 项目所在地雷暴路径分析
根据距离岳阳三荷机场最近的地面站--岳阳市国家基本气象站1980—2013年33年间雷暴观测资料，统计8个方位的雷暴发展路径，得到8个方位的雷暴方向概率和路径玫瑰图（见图2）。该地面站雷暴发展路径的分析，可以体现湖南岳阳三荷机场项目的雷暴趋势，为提升湖南岳陽三荷机场建设工程项目防范雷电灾害的能力提供重要依据。
可以看出，湖南岳阳三荷机场所在区域闪电从西南方向进入的闪电比例最高，达23.2%，其次是西面方向和西北面方向。
2.5 三荷机场区域雷电流幅值变化规律研究
从雷电流幅值统计数据来看，最大强度绝对值262.1 kA，发生在2014年7月4日，最小强度绝对值7.9 kA，平均雷电流幅值为30.6 kA，雷电流幅值集中在0～60 kA区间（见图3）。
3 区域地闪活动时空分布规律结论
（1）根据湖南省2014—2018年闪电监测数据，项目周边扩展5公里区域范围内，共监测到云地闪电639条，其中正闪33条，负闪606条，项目区域年平均闪电密度为1.552次/（km2·a）。
（2）5—8月是雷电高发期，建议建设单位每年在雷电高发期前做好防雷装置的检查维护和定期检测工作。
（3）通过分析雷暴观测资料，统计8个方位的雷暴发展路径，表明从西南方向进入的闪电比例最高，达23.2%，其次是西面方向和西北面方向。
（4）雷电流强度区间统计表明，项目周边5公里区域范围内最大强度绝对值262.1 kA，最小强度绝对值2.7 kA，雷电流幅值集中在0～60 kA区间，平均雷电流幅值为30.6 kA。
参考文献
[1] 黄克俭，涂山山，熊迎胜等.闪电监测定位资料在湖北省雷灾调查与鉴定中的应用[J].暴雨灾害，2008（1）：83-86.
[2] 陈腊生，聂武夫，陈太龙等.浅谈雷电流效应在雷电防护设计中的应用[J].安全、健康和环境，2019，19（3）：11-15.
责任编辑：黄艳飞
关键词 机场;风险评估;防雷装置;防雷措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）03-083-02
DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.034
三荷机场工程项目位于岳阳市岳阳楼区三荷乡，项目按满足2020年旅客吞吐量60万人次、货邮吞吐量1 800 t的目标设计，主要建（构）筑物包括：1条长2 600 m、宽45 m的跑道和1条垂直联络道、6 000 m2的航站楼、6个机位的站坪、合计9 850 m2的辅助生产生活用房;1座塔台和800 m2的航管楼，以及通信、导航、气象、供油、消防救援等配套设施。建设岳阳民用机场对于促进地方经济、旅游业大力发展，完善机场网络布局、建立综合交通体系和全国民航机场布局规划具有重要意义。
1 项目勘察情况
1.1 地形地貌
场址位于三荷乡东侧约2公里处，场址呈南北走向布置，场址属丘陵地带，整体地势为高低起伏的丘陵，山坳、冲沟穿梭其中。海拔高度介于60～95 m之间，山顶标高一般为78.2 ～96.6 m，地形坡度为20～25°，植被较发育。场地山丘之间分布有水库、鱼塘及农田，如坳背里水库、三圣水库等，农田地面标高一般为54.5～76.5 m。
1.2 地层结构
该地区属洞庭湖盆地南沿，白垩系后开始沉积。处于汨罗-新宁断裂带区域，断裂走向为NE向。场地所处丘陵地貌，第四系以来，地壳以掀斜式上升运动为主，其主要表现为岩体的风化剥蚀作用强烈，为稳定地块。
1.3 工程地质、水质分析
根据现场调研及查阅资料可知，场地内基岩以上原状土层应以粉质粘土、粘土等为主，压缩性中等，局部区域在水库、鱼塘底部分布有淤泥质土，含水率大压缩性高。
根据现场水文地质调查，场地地下水类型主要为上层滞水及基岩裂隙水。根据现场调研，场地地下水埋深较浅，一般在0.5～4 m左右。场地土对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性，同时地下水对混凝土无腐蚀性。
1.4 土壤电阻率测量及结果分析
土壤电阻率是防雷工程设计的重要参数，是分析湖南岳阳三荷机场建设工程雷击特性的基础，雷击冲击地电位抬升、接触电压和跨步电压与基础及其周围表层土壤电阻率有关，接闪后雷电流的分配和泄放与较深层土壤电阻率、结构钢材料的规格和连接等密切相关[1-2]。
经现场勘测，项目所在地的土壤电阻率比较均匀，没有明显的水平分层现象，土壤结构相差不大，总体土壤电阻率较低。因此，计算混凝土的土壤电阻率时可取与其周围土壤的电阻率相等。
2 区域地闪活动时空分布规律分析
2.1 机场地闪频次年纪变化规律
表1为湖南省闪电定位系统监测的2014—2018年期间三荷机场地闪频次统计数据，机场周边扩展5公里区域范围内，共监测到云地闪电639条，其中正闪33条，负闪606条。
2.2 机场雷电活动时间分布规律
从地闪统计数据来看，项目所在地从2月开始有零星雷电活动，5—8月是雷电高发期，其中8月雷电活动次数最多，9月有少量雷电活动，10—12月基本无雷电活动，建议建设单位每年在雷电高发期前做好防雷装置的检查维护和定期检测工作（见图1）。
2.3 项目所在地雷暴路径分析
根据距离岳阳三荷机场最近的地面站--岳阳市国家基本气象站1980—2013年33年间雷暴观测资料，统计8个方位的雷暴发展路径，得到8个方位的雷暴方向概率和路径玫瑰图（见图2）。该地面站雷暴发展路径的分析，可以体现湖南岳阳三荷机场项目的雷暴趋势，为提升湖南岳陽三荷机场建设工程项目防范雷电灾害的能力提供重要依据。
可以看出，湖南岳阳三荷机场所在区域闪电从西南方向进入的闪电比例最高，达23.2%，其次是西面方向和西北面方向。
2.5 三荷机场区域雷电流幅值变化规律研究
从雷电流幅值统计数据来看，最大强度绝对值262.1 kA，发生在2014年7月4日，最小强度绝对值7.9 kA，平均雷电流幅值为30.6 kA，雷电流幅值集中在0～60 kA区间（见图3）。
3 区域地闪活动时空分布规律结论
（1）根据湖南省2014—2018年闪电监测数据，项目周边扩展5公里区域范围内，共监测到云地闪电639条，其中正闪33条，负闪606条，项目区域年平均闪电密度为1.552次/（km2·a）。
（2）5—8月是雷电高发期，建议建设单位每年在雷电高发期前做好防雷装置的检查维护和定期检测工作。
（3）通过分析雷暴观测资料，统计8个方位的雷暴发展路径，表明从西南方向进入的闪电比例最高，达23.2%，其次是西面方向和西北面方向。
（4）雷电流强度区间统计表明，项目周边5公里区域范围内最大强度绝对值262.1 kA，最小强度绝对值2.7 kA，雷电流幅值集中在0～60 kA区间，平均雷电流幅值为30.6 kA。
参考文献
[1] 黄克俭，涂山山，熊迎胜等.闪电监测定位资料在湖北省雷灾调查与鉴定中的应用[J].暴雨灾害，2008（1）：83-86.
[2] 陈腊生，聂武夫，陈太龙等.浅谈雷电流效应在雷电防护设计中的应用[J].安全、健康和环境，2019，19（3）：11-15.
责任编辑：黄艳飞