《古樹名木雷電災(zāi)害風險評估技術(shù)規(guī)范》

Q/LB.□XXXXX-XXXX古樹名木雷電災(zāi)害風險評估技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了古樹名木雷電災(zāi)害風險評估的評估流程、資料收集、雷電環(huán)境評價、風險計算、數(shù)值仿真和模擬實驗、評估報告等要求。本文件適用于古樹名木的雷電災(zāi)害風險評估。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T21714.2—2015雷電防護第2部分：風險管理GB/T21714.3—2015雷電防護第3部分：建筑物的物理損壞和生命危險GB50057—2010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范QX/T85—2018雷電災(zāi)害風險評估技術(shù)規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

古樹名木ancientandfamoustrees樹齡在100年以上的樹木，珍貴、稀有的樹木，具有歷史、文化、科研價值的樹木和重要紀念意義的樹木等。[來源：GB/T51168—2016，2.0.1，有修改]

雷電災(zāi)害風險評估riskassessmentoflightningdisaster根據(jù)雷電特性及其致災(zāi)機理，分析雷電對評估對象的影響，提出降低風險措施的評價和估算過程。[來源：QX/T85—2018，3.1.1]

風險risk因雷擊造成的年平均可能損失量（人和物）與需保護建筑物（人和物）的總價值之比值。[來源：GB/T21714.2—2015，3.1.31]

風險分量riskcomponent按損害成因和損失類型細分的部分風險。[來源：來源：GB/T21714.2—2015，3.1.32]

風險容許值tolerablerisk需保護建筑物所能容許的最大風險值。[來源：GB/T21714.2—2015，3.1.33]基本要求古樹名木雷電災(zāi)害風險評估應(yīng)遵循科學性、完整性、真實性原則。古樹名木雷電災(zāi)害風險評估內(nèi)容應(yīng)包括雷電環(huán)境評價、風險計算、數(shù)值仿真和模擬實驗等。風險計算應(yīng)包括人身傷亡損失風險（包括永久性傷害）R1和文化遺產(chǎn)損失風險R3。不同古樹名木間隔距離小于100米且雷電環(huán)境和LPS設(shè)置情況相同的，應(yīng)根據(jù)地形地貌、土壤電阻率和雷暴主導(dǎo)方向，宜選擇高度最高的古樹名木進行評估，其他古樹名木可根據(jù)高度值差異進行修訂。評估流程古樹名木雷電災(zāi)害風險評估整體流程見圖1。古樹名木雷電災(zāi)害風險評估流程資料收集進行雷電災(zāi)害風險評估時，需收集下列資料：——古樹名木的樹高、樹干直徑、冠頂直徑、材質(zhì)、樹齡和以貨幣表示的文化遺產(chǎn)價值等資料；——古樹名木的經(jīng)緯度、所在區(qū)域的海拔高度、地形環(huán)境、地質(zhì)、水文等資料；——古樹名木所在區(qū)域土壤類型、土質(zhì)、分層及現(xiàn)場踏勘的土壤電阻率資料；——近30年古樹名木所在區(qū)域的地面站雷暴日觀測資料；——近10年古樹名木所在區(qū)域周邊10km半徑內(nèi)閃電定位系統(tǒng)的監(jiān)測資料；——近10年古樹名木所在區(qū)域歷史雷電災(zāi)害資料；——古樹名木周邊3m范圍內(nèi)人員活動數(shù)量；——古樹名木及周邊建構(gòu)筑物、電氣和電子系統(tǒng)分布情況；——古樹名木及周邊現(xiàn)有雷電防護措施；——古樹名木的雷電災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案和維護等防雷管理制度。雷電環(huán)境評價根據(jù)古樹名木所在地雷暴日觀測資料、閃電定位系統(tǒng)的監(jiān)測資料等,分析評估對象所在區(qū)域的雷電環(huán)境參數(shù)特征，應(yīng)當包括下列內(nèi)容：利用地面站雷暴日觀測資料，確定年平均雷暴日數(shù)據(jù)，分析雷暴日的年際變化特征等。當古樹名木距離某觀測站不超過10km時,可直接使用該觀測站數(shù)據(jù)分析。當古樹名木距離觀測站超過10km時,應(yīng)將項目周邊至少三個站點進行插值處理。利用閃電定位數(shù)據(jù)，分析閃電頻次的年變化、月變化、日變化規(guī)律及周邊3km范圍內(nèi)雷擊密度、強度和陡度的分布。對人工雷暴觀測數(shù)據(jù)、閃電定位系統(tǒng)監(jiān)測資料和歷史雷電災(zāi)害資料進行統(tǒng)計分析，確定雷暴主導(dǎo)方向和次主導(dǎo)方向。根據(jù)古樹名木所在地的地形、地質(zhì)、土壤狀況等，分析0.1km×0.1km網(wǎng)格范圍內(nèi)雷電流散流分布特征。結(jié)合土壤電阻率、雷暴日數(shù)、地形和地貌數(shù)據(jù)等，給出主要雷擊風險點位置。風險計算人身傷亡損失風險R1，其計算如下。 R1=RA+R式中：R1——人身傷亡損失風險（包括永久性傷害）；RA——在古樹名木3m范圍內(nèi),因接觸和跨步電壓造成人員傷害的風險分量；RB——雷擊古樹名木引起樹木燃燒或爆裂引發(fā)物理損害的風險分量。文化遺產(chǎn)損失風險R3，其計算如下。 R3=RB (式中：R3——文化遺產(chǎn)損失風險；RB——雷擊古樹名木引起樹木燃燒或爆裂引發(fā)物理損害的風險分量。風險分量RA和RB的計算應(yīng)符合附錄A的規(guī)定。將風險R1、R3與對應(yīng)風險容許值RT（表1）作比較?！绻鸕≤RT，則不需要采取防護措施。——如果古樹名木當前無LPS，且R＞RT，則需要增設(shè)LPS，具體防護等級參照GB/T21714.3—2015?！绻艠涿井斍耙言O(shè)LPS，且R＞RT，則需要提高LPS防護等級，具體防護等級參照GB/T21714.3—2015。風險容許值RT的典型值損失類型RT/年人身傷亡損失10–5文化遺產(chǎn)損失10–4數(shù)值仿真和模擬實驗委托單位需要深入分析雷擊對古樹名木影響的，且具備仿真條件的，可進行數(shù)值模擬和仿真實驗。數(shù)值仿真和模擬實驗的方法和步驟按照QX/T85—2018。評估報告古樹名木雷擊風險評估報告應(yīng)當包括下列內(nèi)容：——項目來源和評估目的；——項目概況；——資料來源和方法說明；——評估所依據(jù)的標準和規(guī)范；——評估內(nèi)容及過程；——評估結(jié)論（包括雷電環(huán)境評價結(jié)果、風險計算和比較、數(shù)值仿真和模擬實驗）；——降低古樹名木雷電災(zāi)害風險的對策和建議。

（規(guī)范性）

雷擊古樹名木風險分量的計算雷擊古樹名木風險分量的評估以下關(guān)系式用于估算雷擊古樹名木產(chǎn)生的各風險分量。人員傷害風險分量：RA=ND×PA×LA物理損害風險分量：RB=ND×PB×LB式中：RA——雷擊古樹名木造成人員傷害的風險分量；RB——雷擊古樹名木引起樹木燃燒或爆裂引發(fā)物理損害的風險分量；ND——雷擊古樹名木危險事件的次數(shù)；PA——雷擊古樹名木造成人員傷害的概率；PB——雷擊古樹名木造成樹體本身物理損害的概率；LA——雷擊古樹名木時人員因雷擊傷害的損失率；LB——雷擊古樹名木時樹體本身物理損害的損失率。雷擊古樹名木危險事件的次數(shù)ND雷擊古樹名木危險事件的次數(shù)ND取決于古樹名木所處區(qū)域的雷擊密度、雷擊截收面積和修正因子。計算公式如下： ND=NG×AD×式中：NG——雷擊密度，單位為次/（km2·a）。NG主要由閃電定位系統(tǒng)提供，如沒有，可根據(jù)GB50057—2010中計算公式NG≈0.1×Td估算，其中Td為年雷暴日，兩者均有數(shù)值的情況下取較大值。AD——單株古樹名木的雷擊截收面積，單位為平方米（m2）。按照GB/T21714.2—2015中附錄A.2的計算方法，計算公式如下： AD=π×（3×H）2 式中：H——古樹名木自身高度。CD——古樹名木物理特性所對應(yīng)的修正因子，見表A.1。古樹名木物理特性所對應(yīng)的修正因子古樹名木相對位置CD周圍有更高的物體0.25周圍有相同高度或更矮的物體0.5孤立古樹名木，附近無其他物體1小山丘或山丘上孤立的古樹名木2在雷暴主導(dǎo)方向上，處于外圍的古樹名木1.5雷擊古樹名木造成人員傷害的概率PA雷擊古樹名木造成人員傷害的概率PA取決于采用的LPS及附加的防護措施，其計算公式如下： PA=PTA×PB 式中：PTA——由防接觸和防跨步電壓措施決定的PA減小的概率，見表A.2。PTA取各個相應(yīng)值的乘積。PB——雷擊古樹名木造成物理損害的概率，取值見表A.3。雷擊古樹名木因接觸或跨步電壓導(dǎo)致人員傷害的概率PTA附加的防護措施PTA無防護措施1設(shè)置警示牌10-1外露部分（如引下線）作電氣絕緣10-2有效的地面等電位均衡措施10-2設(shè)置遮攔物或框架作為引下線0雷擊古樹名木造成物理損害的概率PB雷擊古樹名木造成物理損害的概率PB取決于評估對象是否采取了可降低PB的雷電防護措施，對應(yīng)關(guān)系見表A.3。雷擊古樹名木造成物理損害的概率PB古樹名木特性PB是否安裝LPSLPS級別未安裝—1已安裝Ⅳ類0.2Ⅲ類0.1Ⅱ類0.05Ⅰ類0.02古樹名木安裝有Ⅰ類LPS的接閃器，采用連續(xù)的金屬框架或鋼筋混凝土框架作為自然引下線0.01不同級別LPS的特性參數(shù)見GB/T21714.3—2015中表2。雷擊古樹名木時人員因雷擊傷害的損失率LA人身傷亡損失率LA的計算公式如下： LA=0.01×rt×nZ式中：rt——與土壤表面類型有關(guān)的縮減因子，一般土壤縮減因子rt=10-2，沙礫縮減因子rt=10-4，木頭縮減因子rt=10-5；nz——可能遭危害的人員數(shù)目；nt——預(yù)期的總?cè)藬?shù)；tz——受危害人員每年待在評估古樹名木周邊的小時數(shù)。雷擊古樹名木造成樹體物理損害的損失率LB雷擊古樹名木時樹體本身物理損害的損失率LB的計算公式如下： LB=0.1×rp×r式中：rp——與防火措施有關(guān)的縮減因子，無措施rp=1，滅火器、固定配置人工滅火裝置，人工報警裝置，消防栓，防火分區(qū)，逃生通道有設(shè)置其中之一的rp=0.5，固定配置自動滅火裝置、自動報警裝置其中之一的rp=0.2；rf——與火災(zāi)危險有關(guān)的縮減因子，火災(zāi)危險高的縮減因子rt=10-1，一般的縮減因子rt=10-2，低的縮減因子rt=10-3；Cz——用貨幣表示的區(qū)域內(nèi)文化遺產(chǎn)的價值；Ct——用貨幣表示的古樹名木的總價值。參考文獻[1]GB/T51168—2016城市古樹名木養(yǎng)護和復(fù)壯工程技術(shù)規(guī)范[2]QX/T231—2014古樹名木防雷技術(shù)規(guī)范[3]DB34/T2441—2015大氣雷電環(huán)境評價技術(shù)規(guī)范安徽省防雷協(xié)會團體標準編制說明標準名稱古樹名木雷電災(zāi)害風險評估技術(shù)規(guī)范負責起草單位安徽華云氣象災(zāi)害風險評估中心單位地址安徽省合肥市包河區(qū)蕪湖路220號參與起草單位安徽省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心、黃山市氣象局、黃山風景區(qū)管理委員會、安徽省風云防雷安全檢測有限責任公司、安徽華云新技術(shù)開發(fā)公司、蚌埠市氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心標準起草人（全部起草人，應(yīng)與標準文本前言中起草人排序一致）序號姓名單位職務(wù)職稱電話1張嘉儀安徽省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心助理工程師151551149982朱浩安徽省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心副科長高級158569664393傅盈盈安徽華云氣象災(zāi)害風險評估中心4莊道全安徽華云氣象災(zāi)害風險評估中心5張鋼安徽省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心科長工程師180551091986翟盛黃山市氣象局7姚劍飛黃山風景區(qū)管理委員會8吳俊黃山風景區(qū)管理委員會9吳貽軍黃山風景區(qū)管理委員會10湯明霞黃山風景區(qū)管理委員會11魯俊安徽省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心科長高級12孫浩安徽省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心副科長高級13胡軍安徽省風云防雷安全檢測有限責任公司14張瑞安徽省風云防雷安全檢測有限責任公司15李宇翔安徽省風云防雷安全檢測有限責任公司16劉繼龍安徽華云新技術(shù)開發(fā)公司17李繼兵蚌埠市氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心主任工程師1895520879118朱文博蚌埠市氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心工程制情況1.編制過程簡介本標準由安徽省防雷協(xié)會提出并歸口。2024年3月21日，在《安徽省防雷協(xié)會關(guān)于<古樹名木雷電災(zāi)害風險評估技術(shù)規(guī)范>等2項團體標準立項通知》中，由安徽華云氣象災(zāi)害風險評估中心牽頭制定的《古樹名木雷電災(zāi)害風險評估技術(shù)規(guī)范》被列入了安徽省防雷協(xié)會團體標準制修訂項目計劃（2024年第一批），項目計劃號：2024—001。主要起草人員及其所做的工作：本文件主要起草人員為：張嘉儀、朱浩、傅盈盈、莊道全、張鋼、翟盛、姚劍飛、吳俊、吳貽軍、湯明霞、魯俊、孫浩、胡軍、張瑞、李宇翔、劉繼龍、李繼兵、朱文博。分工如下：張嘉儀：負責標準框架制定，標準內(nèi)容編寫；朱浩：負責技術(shù)把關(guān)、指導(dǎo)；傅盈盈：負責技術(shù)路線的制定；莊道全：負責資料收集章節(jié)的技術(shù)把關(guān)、指導(dǎo)；張鋼、翟盛：負責雷電環(huán)境評價章節(jié)的編寫；姚劍飛、吳俊、吳貽軍、湯明霞：負責風險計算章節(jié)的編寫，附錄A的編寫；魯俊、孫浩：負責數(shù)值仿真和模擬實驗章節(jié)的編寫；胡軍、張瑞、李宇翔：負責評估報告章節(jié)的編寫；劉繼龍、李繼兵、朱文博：負責標準編制、指導(dǎo)、修改意見匯總。前期工作情況：項目主持單位長期從事氣象災(zāi)害風險評估和氣候可行性論證工作，團隊有針對建筑物防雷評估的深厚基礎(chǔ)，近期完成的有黃山風景區(qū)重點古樹名木雷電災(zāi)害風險評估，近年來還完成了針對風景區(qū)、光伏發(fā)電、博物館等對象的雷電災(zāi)害風險評估；在氣候可行性論證方面，完成全省所有省級以上開發(fā)區(qū)的區(qū)域氣候可行性論證評價，均對開發(fā)區(qū)所在區(qū)域的雷電災(zāi)害風險進行了評估，在雷電災(zāi)害風險評估方面積累了豐富的實踐經(jīng)驗。在標準編制前期，起草組開展了黃山風景區(qū)古樹名木現(xiàn)場調(diào)研，走訪了黃山風景區(qū)管委會和當?shù)貧庀蟛块T工作人員，對目前古樹名木的雷電災(zāi)害風險評估現(xiàn)狀進行了實地勘察。2023年11月，項目承擔單位召集前期參與雷電災(zāi)害風險評估的相關(guān)單位和人員成立本標準的編制組，收集整理了前期工作成果，并進一步梳理和匯總了前期工作中遇到的問題及解決方案。通過召開會議明確了目標任務(wù)，確定了編制方案、分工及編制計劃，重點針對前期工作總結(jié)和提交申報團標的技術(shù)規(guī)范初稿基礎(chǔ)上進行了修改完善，同時嚴格按照《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》（GB/T1.1-2020）的要求，形成了標準的工作組討論稿。2024年1—3月，標準的工作組討論稿歷經(jīng)6次會議討論，參閱和結(jié)合了國家標準《雷電防護第2部分：風險管理》（GB/T21714.2—2015）、行業(yè)標準《雷電災(zāi)害風險評估技術(shù)規(guī)范》（QX/T85—2018）和《古樹名木防雷技術(shù)規(guī)范》（QX/T231—2014）的相關(guān)要求，對內(nèi)容部分進行了全面的梳理和完善，重新規(guī)劃和統(tǒng)一了相關(guān)內(nèi)容，標準編制起草單位通過會議形成了征求意見稿，并由標準編制起草單位會議通過。2.制定標準的必要性和意義雷擊古樹名木的事件常有發(fā)生，常帶來不可挽回的損失。2002—2010年間，云南省玉溪通海秀山公園、昆明西山森林公園、昆明黑龍?zhí)豆珗@、中國科學院昆明植物研究所等地多次發(fā)生雷擊古樹事件，先后有6棵古樹造雷擊，其中4棵已死亡。2005—2007年，杭州余杭百丈鎮(zhèn)千年古剎釜托寺有12棵40m以上、樹齡超800歲古樹，由于雷擊導(dǎo)致其中4棵已枯死，3棵嚴重受傷。2021年5月12日，福建福安市600多年樹齡古樹遭受雷擊起火燃燒。2022年，黃山風景區(qū)著名的連理松遭受雷擊，導(dǎo)致樹體死亡。對古樹名木開展雷電災(zāi)害風險評估，加強對古樹名木的雷電防護，可有效提升古樹名木雷電災(zāi)害風險防范能力。安徽省尚未頒布任何關(guān)于古樹名木雷電災(zāi)害風險評估的技術(shù)規(guī)范，目前開展評估工作主要依靠針對建筑物雷電災(zāi)害風險評估的國家標準和行業(yè)標準，但這些標準對古樹名木而言是不完全適用的，因此編制本標準，彌補該方面空白，為雷電災(zāi)害防御措施設(shè)計提供科學參考。3.制定標準的原則和依據(jù)，與現(xiàn)行法律法規(guī)、標準的關(guān)系。編制原則：（1）科學性本標準根據(jù)安徽省開展雷電災(zāi)害風險評估工作的要求，結(jié)合古樹名木特性、環(huán)境特征等實際情況，參考現(xiàn)行國家、行業(yè)標準、安徽省地方標準和相關(guān)技術(shù)指南等制定。（2）可行性本標準的編制注重于同一領(lǐng)域的標準之間協(xié)調(diào)，總結(jié)提煉工作中實際應(yīng)用情況形成技術(shù)條款，并注意采用已發(fā)布的標準中的技術(shù)條款，確保制定的標準具有可行性。（3）規(guī)范性本標準依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草，符合標準編制要求。本標準的所有條目在表述上力求做到清晰明確，無模棱兩可、含糊其辭或易于產(chǎn)生歧義的表達；在方法上力求做到務(wù)實、有效、可操作。（4）注意與最新標準接軌本標準編制過程中，及時關(guān)注最新制修訂或發(fā)布的國家標準等作為參考。4.主要條款的說明，主要技術(shù)指標、參數(shù)、試驗驗證的論述（詳細說明）依托的政策文件本文件的制定依托于《中華人民共和國氣象法》、《國家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略》和《安徽省古樹名木保護條例》等。氣象法指出，各級氣象主管機構(gòu)應(yīng)對重大氣象災(zāi)害作出評估，為本級人民政府組織防御氣象災(zāi)害提供決策依據(jù)。國家發(fā)展改革委《國家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略》提出，要加強對受氣候變化威脅的風景名勝資源以及瀕危文化和自然遺產(chǎn)的保護?！栋不帐」艠涿颈Ｗo條例》提出，古樹名木由負責認定的人民政府設(shè)立保護牌，并根據(jù)實際需要設(shè)置保護欄、避雷裝置等相應(yīng)的保護設(shè)施。這些政策文件都反映了制定古樹名木雷電災(zāi)害風險評估規(guī)范的必要性。資料收集的參考依據(jù)本文件規(guī)定了古樹名木雷電災(zāi)害風險評估需收集的資料主要包括樹體特征、環(huán)境資料、雷暴日和閃電定位系統(tǒng)資料等內(nèi)容，并對使用資料的年限做了要求。主要參考依據(jù)是《雷電災(zāi)害風險評估技術(shù)規(guī)范》（QX/T85—2018）和《大氣雷電環(huán)境評價技術(shù)規(guī)范》（DB34/T2441—2015），并結(jié)合業(yè)務(wù)中古樹名木雷電災(zāi)害風險評估實踐最終確定資料收集的類別。雷電災(zāi)害風險評估的主要內(nèi)容雷電災(zāi)害風險評估的內(nèi)容主要包括雷電環(huán)境