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梵净山雷击事故原因分析
来源:www.qrxl0826.com 发布时间:2022年02月24日    点击次数:0次

周道刚1,任达盛1,周文钰2,杨胜海3

(1.贵州省防雷减灾中心,贵州 贵阳 550002;2 成都信息工程学院大气093班,四川 成都 610225;

3.榕江县气象局,贵州 榕江 557200)

 

摘  要:2011年11月5日,贵州省铜仁地区梵净山旅游区新金顶景点发生一起34人受伤的雷击事故,新闻媒体也及时报道了事故是“强度非常大的球形闪电”所致。然而,从事故发生地环境及报道的事故照片分析,球形闪电的因素值得商榷。2012年2月22日,我们利用工作机会再次进行了现场勘查,并向康复后回景区上班的工作人员作了进一步了解,综合两次勘查情况分析,树枝状闪电才是事故的直接原因,同时,结合新金顶景点雷雨天气多为爬坡气流的气候、闪电侧击几率大的特点,提出了该景点雷电防护措施建议。

关键词:梵净山;事故调查;球形闪电;枝状闪电

1 引言

2011年11月5日上午11点05分,贵州省梵净山保护区新金顶景点发生罕见的雷击事件,造成34名游客和工作人员受伤,其中12人重伤。到11月6日下午6点,有25名伤者仍留在铜仁的医院治疗,其余9名外地游客已转院到所在地医院进行继续治疗[1]。根据当日现场人员及群众的反映,初步判断造成当日雷击事件的,是一个强度非常大的球形闪电[2]。针对“强度非常大的球形闪电”的疑惑,2012年2月22日、23日,我们又在事故发生地——新金顶和普渡广场景点进行了勘查,见到了文献[1]介绍的“最严重的应该是广场旁边的那个小木屋,好像雷电从金顶上下来,在小木屋处爆炸的,当时那里有几个人”中受伤最严重的陶先生(景区照相工作人员,在“小木屋”中避雨的七人之一),陶先生向我们介绍了事故发生前“小木屋”现场的一些情况,帮助我们揭开了普渡广场“小木屋”爆炸及广场几处地面损坏原因的谜团。

2景点概况

铜仁地区梵净山是我国首批国家级自然保护区,位于中国自西而东逐层下降地势第二阶梯的云贵高原向湘西丘陵的过渡地带,最高峰凤凰山海拔2572m,次高峰老金顶海拔2493.8m。山脉多呈北东至南西走向,区内以变质板岩、变质砂岩为主。旅游区规划面积为2800公顷,旅游区内的建筑主要集中在黑湾河口大门、金顶区域、张家坝护国寺大门处以及棉絮岭几处。本次事故发生在金顶区域的新金顶(海拔2336m)和普渡广场(海拔度2226m)两个相邻景点(图1),该区域的主要建筑有承恩寺遗址、新金顶寺庙(释迦殿、弥勒殿)以及商铺等,占地面积约为11000㎡。

 

 

 

3事故概况

2011年11月5日,一直下着小雨的梵净山新金顶景区,到中午11时,雨越下越大,在新金顶上的游人只得分别在两个寺庙(释迦殿、弥勒殿)内避雨,新金顶上下通道由于没有避雨地方,游人只好继续行进;大约11时5分,一声炸雷后,新金顶上的铁链护栏、新金顶天桥(图2)、释迦殿、弥勒殿(建筑面积约20㎡,高约4m)、山顶拴铁链的多处水泥立柱遭受雷击;新金顶上行通道半山腰处的观音洞铁链护栏水泥立柱被雷电击中(图3),多处铁索护栏的铁链被雷电流熔接在一起;下行通道接近山脚转弯处的水泥护栏立柱也遭受雷击(图4)损坏;山脚普渡广场“小木屋”四面木板墙炸飞,只剩屋顶和四个木立柱(图5);广场地面也出现五处损坏(图7a红圈)地点。

据游客介绍:几乎在响起炸雷的同时,上行通道打伞的游客感到手发麻,丢掉伞就往回跑,回到普渡广场后,看见进广场路边的一座小木屋已被炸飞,杂物散落一地,同时看见一个人(广场景区专门从事照相的工作人员)坐在旁边的地上,裤子被炸飞,衣服被炸成条块状,脸上和背上都是黑乎乎的,神情呆滞;新金顶上下通道上抓铁链行走的游客的手掌均被击伤,又黑又肿,受伤最重的游客脚掌被击穿,面部一片血肉模糊;普渡广场进入承恩寺天王殿的台阶地面被炸出一个大坑(图6 ),寺庙里的电源开关全部被炸飞后掉在地上,墙上只留下一个黑疤。

 

 

 

 

 

 

4 事故原因分析

事故发生时,梵净山新金顶、普渡广场景点雨雾笼罩,能见度在100m左右,遭受雷击地点在新金顶和普渡广场(两者海拔高度相差110m,水平距离不少于300m)。根据现场调查情况分析:新金顶上损坏的释迦殿、弥勒殿、天桥(图2),上行通道观音洞(图3)、下行通道舍身崖处损坏的铁链水泥柱(图4)、天王殿台阶(图6),均应是直击雷击所致。据现场群众反映“当时只听见一声炸雷,未见到闪电”,景点应只出现过一次雷电对地闪击,结合当地的气候特点和当时的天气情况,一个“巨大的球形闪电”不可能在不同海拔高度的几处同时作用造成损失,所以,这些不同地点的雷击损失应是树枝状闪电的分支同时直击所致。但从11月7日、8日现场调查资料,一时还无法解释普渡广场“小木屋”(图5)爆炸、广场地面地砖损坏、广场墙角木板掉落地上的原因。

2012年2月22日,利用在梵净山景区进行雷电风险评估现场勘查的工作机会,我们访问了当时在普渡广场“小木屋”中避雨、受伤最严重的陶先生(景区照相工作人员),及另外两名景区照相工作人员(事故发生时在普渡广场承恩寺背后山崖下避雨);据陶先生介绍:当时“小木屋”旁边上新金顶通道的铁链护栏正在电焊维修,电焊机放在“小木屋”与上新金顶通道之间,焊机电源来自“小木屋”内插座。开始下雨后,电焊工将焊枪电线绞挂在护栏的铁链上,焊机电源插头拔掉后就放在“小木屋”内地面;陶先生当时左肩背靠电源插座,与其余避雨的6人一起坐在“小木屋”内长木凳上,据陶先生讲:他没见闪电、也没听见雷声,就倒下失去了知觉几秒钟,醒来后,感觉前胸、后背、右脚火辣辣的痛,再看“小木屋”已变成了框架(图4)。另外两名景区照相工作人员介绍:听见一声炸雷后,看见新金顶上行通道半山腰有火球顺铁链护栏往下走,到上、下行通道交汇点火球即消失了。

继续对普渡广场受损点(图7a)环境勘查,并经景区管理人员核实,广场上平台台阶位置有一个长12m宽8m深1.8m的生活用水水池(图7b),整个广场地砖下铺设有一层钢筋网,至此,普渡广场五处受损原因基本明朗。


综上所述,梵净山旅游区新金顶、普渡广场景点雷击事故应是一次树枝状对地闪电所致。同时闪击的地点在新金顶、上行通道的观音洞、新金顶下行通道石山脚。击在上行通道观音洞铁链护栏上的雷电流,沿护栏铁链下传到普渡广场,并通过绞挂在铁链上的焊枪电线、电焊机、焊机电源线进入广场边的“小木屋”,在“小木屋”内对地放电爆炸,爆炸产生的震动将亭子四面木板震落,形成图5的状况;爆炸冲击波在广场地面传播过程中,引起广场地下水池共振,形成12m×8m的“L”形(图7b虚线)凸边,并将广场水池外墙角的木条震落、墙面震裂。雷电流在沿护栏铁链下行过程中,铁链连接处产生类似电焊的熔接,造成远看形似“火球”移动情景。在“小木屋”狭小空间内避雨的7人是双脚并拢坐在凳子上,因此,未出现跨步电压伤人情况;陶先生当时靠坐在电源插座处,电源线侵入的雷电过电压脉冲通过其身体入地,成为受伤的34人中的严重者之一。

5 防雷措施

旅游景区的雷电防护是个难题:空旷、面广。除建筑物应安装防雷装置外,空旷景观点安装独立避雷针既破坏景区的原生态,同时可能带来新的安全隐患,因此,旅游景区雷电防护多采取雷电预警非工程性防护措施: 在适当位置雷电预警警示牌,并在雷电天气出现前半小时通知游客避雨防雷。

对于本案例,梵净山旅游区新金顶与普渡广场景点均在海拔2000m以上,两者相差近100m,雷雨云产生的树枝状闪电几乎是水平侧面直接击在新金顶(释迦殿、弥勒殿)、新金顶天桥、新金顶上行通道观音洞铁链护栏水泥立柱、下行通道转弯处水泥立柱上,造成本次重大雷击事故;结合该区域曾经发生的雷击事故情况及气候概况,我们认为新金顶景点还可采取如下工程性防护措施:完善新金顶寺庙防雷装置;上下行通道在遭受雷击的水泥立柱处、离立柱一定距离地方设置铁栅栏,铁栅栏需要进行良好接地,接地电阻100Ω以下即可,这样可以保护该处免遭直击雷、侧击雷击;上下行通道每隔5个水泥立柱接地一次,并设置一格石板护栏,隔离高处铁链护栏可能下传的感应雷电过电压,接地水泥立柱无需考虑接地电阻值,但上新金顶通道的第一个水泥立柱内钢筋的接地电阻值最好小于30Ω。

6 小结

尽管自然界中球形闪电的形成机理目前还未完全揭开,但在科技文献记载中,球形闪电直径最大在300mm~400mm,“强度非常大的球形闪电”这种不严谨的表述,不应出现在技术报告及严肃的新闻媒体中,本案例三处受直击雷击地点海拔高度不同、高差最高达近80m,而且上下行通道遭受雷击的两处在新金顶山峰的两侧,再“强度非常大的球形闪电”也不可能同时击中这三个地方。因此,树枝状闪电对地闪击才是本次事故的真实原因,才有可能同时击中不同位置的三个地点。

及时进行雷灾调查、充分获取第一手现场资料,是保证调查结论科学准确的关键。本案例中技术人员在事故发生后的第二天、第三天赶到事故现场调查取证,存在时间上的迟后,直接影响到结论的科学性;从收集到的现场照片看,部分受损点存在整理、清扫的痕迹(图6),重要证人也未询问到,导致普渡广场“小木屋”爆炸损坏、广场地面地砖出现“L”型爆裂凸痕、墙角的木板条散落地面原因无法合理解释,最后结论难以自圆其说。


参考文献:

[1] 周芙蓉. 贵州梵净山景区发生雷击事件34人受伤,方正防雷网,2011.11.7

[2] 贵州梵净山雷击为球形闪电概率仅万分之二,防雷资讯网,2011.11.8

[3] 苏邦礼等.雷电与避雷工程,中山大学出版社,1996.11

[4] 贵州省防雷减灾中心.梵净山景区雷击事故调查报告,2011.11。

[5] 虞昊.现代防雷技术基础,清华大学出版社(第2版),2006.10.1


第一作者简介:周道刚(1963-),男(汉族),高工,主要从事防雷技术推广应用、雷灾事故调查。