沙尘暴及雷暴

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1、沙尘暴及雷暴,沙尘暴,沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称,沙尘暴是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中，使空气特别浑浊，水平能见度小于100m的严重风沙天气现象。,沙暴 尘暴,沙尘天气的分类,浮尘 扬沙 沙尘暴 强沙尘暴,水平能见度小于10km,水平能见度在110km,水平能见度小于1km,水平能见度小于500m,沙尘暴的成因,大风或者强风 垂直风急剧切变成水平风,温度,降水,沙尘暴按照等级强度划分,弱沙尘暴 中等强度沙尘暴 强沙尘暴 特强沙尘暴,水平能见度在5001000m,水平能见度在200500m,水平能见度在50200m,水平能见度在050m,沙尘暴灾害,生态环境恶化 生产生活受影响

2、生命财产损失 影响交通安全 危害人体健康,防尘减灾措施,环境保护 恢复植被 因地制宜制定防灾、抗灾、救灾计划 控制人口 做好科普宣传,2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。,细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。,PM2.5,东北路径 华北路径,风沙活动主要路径,西北路径 西部路径,乌鲁木齐,土壤含水率(),起沙风速(m/s),土壤含水率与起沙风速的关系,含量(%),粒径(mm),主要沙化地区地表物质组成,粗沙,细沙,沙砾,粉沙,粘粒,含量(%),粒

3、径(mm),主要沙漠地区地表物质组成,粗沙,细沙,沙砾,粉沙,粘粒,7.84,8.27,8.7,10.23,植被盖度(%),植被盖度与起沙风速的关系,10,6,起沙风速(m/s),植被盖度(%),风蚀量(kg/m2min),植被盖度与土壤风蚀量的关系,当风速为15m/s,秸秆数量 (kg),土壤风蚀量(t),作物秸秆覆盖与土壤风蚀的关系,海拔高度(m),沙黄土带,100,200,300,400,500,1000,2000,0,戈壁带,明沙带,伏沙带,沙黄土零星分布区,化德,张北,张家口,北京,西北,东南,平原沙质物,二连浩特,水平距离(km),600,二连浩特北京地势剖面图,含量(%),粒径(

4、mm),北京平原地表物质颗粒组成,细沙,粉沙,我国强与特强沙尘暴动态变化,年代,50 60 70 80 90,发生次数,风沙灾害加剧人起主导作用,天 气候干燥多大风,地 表层富沙土,生 天然植被衰退 人工植被错季,70 1560km2/年 80 2100km2/年 90 2400km2/年,沙化土地,局部治理 整体恶化,问题：1.大面积搞生产小面积搞生态 2.防沙治沙与脱贫致富相脱节,小面积 搞生态,局部治理,整体恶化,大面积 搞生产,原则 科学规划 先保后治提高效益 发展产业,对策,思路 1. 整体布局 长远规划 2. 分区治理 突出重点 3. 先保后治 以保为主 4. 除害兴利 治用结合

5、5. 开源节流 合理调配,对策,措施 退耕还草 以草定畜 围封育草 免耕固土 隔断沙源 减少尘源,可持续农业系统 （高新技术措施与科学化管理）,非持续的农业系统 （掠夺式利用与粗放型管理）,生态资源 -环境 NPP+ABS,农牧林 产业 NSP,深加工 产业 NTP,国内外 市场 MKT,可持续发展的生态经济链,中国荒漠化形势十分严峻 根据1998年国家林业局防治荒漠化办公室等政府部门发表的材料指出，中国是世界上荒漠化严重的国家之一。根据全国沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化调研结果表明，中国荒漠化土地面积为262.2万平方公里，占国土面积的27.4%，近4亿人口受到荒漠化的影响。据中、美、加国

6、际合作项目研究，中国因荒漠化造成的直接经济损失约为541亿人民币。 中国荒漠化土地中，以大风造成的风蚀荒漠化面积最大，占了160.7万平方公里。据统计，70年代以来仅土地沙化面积扩大速度，每年就有2460平方公里。,土地的沙化给大风起沙制造了物质源泉。因此中国北方地区沙尘暴（强沙尘暴俗称“黑风”。因为进入沙尘暴之中常伸手不见五指）发生越来越频繁，且强度大，范围广。1993年5月5日新疆、甘肃、宁夏先后发生强沙尘暴，造成116人死亡或失踪，264人受伤，损失牲畜几万头，农作物受灾面积33.7万公顷，直接经济损失5.4亿元。,1998年4月15-21日，自西向东发生了一场席卷中国干旱、半干旱和亚湿

7、润地区的强沙尘暴，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古、河北和山西西部。4月16日飘浮在高空的尘土在京津和长江下游以北地区沉降，形成大面积浮尘天气。其中北京、济南等地因浮尘与降雨云系相遇，于是“泥雨”从天而降。宁夏银川因连续下沙子，飞机停飞，人们连呼吸都觉得困难。,中国西北地区从公元前3世纪到1949年间，共发生有记载的强沙尘暴70次，平均31年发生一次。而建国以来近50年中已发生71次。虽然历史记载与现今气象观测在标准上差异较大，但证明沙尘暴现在比过去多得多，是没有问题的。 根据对中国17个典型沙区，同一地点不同时期的陆地卫星影像资料进行分析，也证明了中国荒漠化发展形势十分严峻。毛乌素沙地地处

8、内蒙古、陕西、宁夏交界，面积约4万平方公里，40年间流沙面积增加了47%，林地面积减少了76.4%，草地面积减少了17%。浑善达克沙地南部由于过度放牧和砍柴，短短9年间流沙面积增加了98.3%，草地面积减少了28.6%。,雷电：雷电2030万A，温度2万度。,雷电灾害,雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又令人生畏的放电现象,雷电灾害是指雷击或雷电电磁脉冲入侵和影响造成人员伤亡或物体受损，酿成不良的社会和经济后果的事件。,雷电放电,云层之间的放电 云层对大地的放电,雷云形成机理： 获得比较广泛认同的雷云形成机理为水滴分裂起电理论。 云是由许多微小的水滴组成的，离子吸附在水滴上，成为球电荷。由于

9、水滴的质量大，行动笨拙；即使是直径只有几个微米的水滴，也是气体离子的一个沉重包袱。所以云里的电荷移动缓慢，不易达到电平衡。在大气电场影响下，正负电荷在云的上下层分别积累。常常是正电荷聚集在云的上层，负电荷聚集在云的下层。 当带电的云离地面较近时，云和地形成一个巨大的电容器。云和地各是电容器的一个极，云和地之间的大气就是电介质。雷雨时，两极之间的电压差别很大，能达每米几万伏。,云地放电过程： 当雷云较低且附近无异电荷雷云时，大地感应异电荷，在雷云与大地之间形成感应电场，达到2530KV/厘米时放电。 放电初期，形成很细放电通道（先导通道），速度达1001000KM/秒，当先导通道距大地很近时放电

10、，大地电荷与雷云电荷在放电通道内中和。放电通道由大地向雷云发展，速度达15000150000KM/秒。 先导放电通道方向随机，距地面一定高度时，其方向转向感应电荷集中的地方。,雷电发生过程示意图,先导通道,主放电通道,大地,雷云,带电积雨云,带电积雨云,架空线上的感应过电压,2、雷电的危害：（高电压、大电流） 1）电性质破坏： 雷电放电极高冲击电压击穿绝缘短路火灾或爆炸（触电）。 巨大的雷电电流流入地下，可直接导致因接触电压或跨步电压而产生触电事故。 雷雨季节，在雷击点及避雷针的接地点附近，有跨步电压触电危险。,2）热性质破坏： 电流导体电阻热能焦灼（熔化）火花（爆炸） 3）机械性破坏： 电流

11、木导体水分膨胀爆裂 4）雷电感应： 电流水分爆裂 静电斥力、电磁力、冲击气浪使爆裂危害加大。,5）电磁感应： (D) 强大雷电电流强大交变电磁场闭合回路金属物感应电流局部发热火花放电（引燃爆） 6）雷电侵入波： 雷电冲击电压进入建筑物击穿绝缘短路放电（引燃爆）,所以在雷雨期间，应该将室内电器电源插头拔出，防止损坏。,黄岛油库雷击感应放电引发爆炸示意图 a,雷电,油库,避雷针,汽油,7）反击作用： 雷击防雷装置接闪器引线接地体高电压对近处管线、电气放电绝缘破坏、管道烧穿（引燃爆） 8）人遭雷击： 遭雷击立即呼吸麻痹心室纤颤脑部损伤死亡（体内灼伤）,雷电的主要危害： 直击雷 感应过电压 雷电波侵入

12、,贵州小学7人死亡,广东茂名石化雷击火灾,二、建筑物防雷措施 1、建筑物防雷等级： 一类：存储（生产）爆炸物的建筑物； 二类：国家级重点建筑物； 三类：省级重点建筑物。 危化企业大多为一类防雷建筑。,2、防雷电措施： 避雷针高大建筑、易燃易爆库； 避雷线输变电线路； 避雷器靠近变压器电气线路； 避雷网由各种避雷设施构成的网。 烟囱、水塔、井架和高大的建筑物，以及存有易燃、易爆的物质的房屋上应装设避雷针。 避雷针的接地要牢靠，接地电阻一般不要超过10。,普通避雷针 先导放电避雷针 电感型避雷针,避雷针保护： 保护范围即保护空间。 过电压保护规程规定：雷击落于保护区内的概率不超过0.1%） 避雷针

13、高度为h： 地平面保护半径为1.5h； 上部呈锥形； 在h/2向下保护范围加大。,当多个避雷针共同作用时，其外部保护范围即为各自边界，两针间保护范围与避雷针有效高度有关。,避雷线,为防止直击雷危害，35kV及以下的高压变配电装置宜采用独立避雷针或避雷线。,避雷线对输电线的保护： 实际避雷线有悬垂，受风的作用偏移。 保护角通过避雷线的垂线和避雷线与导线连线的夹角。 保护角越小，避雷线对导线的屏蔽作用就越大。 一般保护角30时， 绕击概率显著增大。 一般保护角确定为2030。,110KV以上输电线路需全线安装避雷线。,避雷带,几种常用避雷器,避雷器,常用间隙式、阀式、管式、氧化锌；阀式多用 防雷电

14、波侵入，一般安装在配电变压器高压侧；,管型避雷器保护：,工作原理： 线路遭雷击时，在大气过电压作用下，外部间隙、内部间隙相继被击穿，雷电流经地线泄入大地，形成线路与大地的短路。此时工频短路电流继续流过，产生强烈电弧，使管子内壁产生大量气体，从管口喷出，吹灭电弧，管的内部间隙及外部间隙回复绝缘。,管型避雷器经多次使用，会使内径逐步扩大，其遮断电流的上下限随之改变。当内径增大2025%时应检修。 为防止管型避雷器误操作，与输电线额定电压相对应，外部间隙有其最小值。,安装于：变电所进线端（需要泄放大量雷电流）； 线路绝缘薄弱地点。,电力电容器不用管型避雷器防雷电侵入波，也最好不用阀式避雷器。 原因：

15、普通阀型避雷器在过电压值低于避雷器的放电电压时，冲击过电压使电容器充电。直到过电压值达到避雷器的放电电压时，阀型避雷器的间隙被击穿，这时电容器将对避雷器放电。由于电容器与避雷器间阻抗很低，雷电流和电容器放电电流的综合值很大，有可能损坏电容器和避雷器。 目前多采用具有残压低、通流大、时间响应快、能连续动作、寿命又长的氧化锌避雷器。,由钢筋水泥构筑物中钢筋网+外部裸露避雷装置组成,避雷网,防雷装置接闪器、引下线、接地装置 为了防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物、构筑物出入口和人行道的距离不应少于3m。 避雷针及其引下线与其他导体在空气中的最小距离一般不宜小于3m ；,接闪器：（承接直击雷放电的装置） 避雷针、避雷带、避雷网、屋顶上的永久性金属物及金属屋顶、混凝土构件内钢筋等。,当金属屋面作接闪器时，金属板之间不得绝缘，且搭接不少于100mm。一类建筑不得用作接闪器。,引下线：,带屏蔽功能的引下线,外接引下线,引下线采用圆钢、扁钢，不少于2条,接地装置： （接地线、接地体）,新型笼式接地体,2、第一类防雷建筑物防雷措施： 1）防直击雷： 装设独立避雷针、架空避雷线、架空避雷网，且均有独立的接地装置，冲击接地电阻不大于10； 对排放爆炸性物质的管道，其排放口应在接闪器保护