一種雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及雷電危害的鑒定方法領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國(guó)內(nèi)有不計(jì)其數(shù)的珍貴古樹名木亟待保護(hù)，天災(zāi)的不可預(yù)測(cè)對(duì)運(yùn)些樹木造成 了極大的危害，其中W雷電閃擊為首。雷電泄放時(shí)，將傷及樹木和樹下活體，因此，亟需一種 雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定方法，及時(shí)了解樹木的受損受災(zāi)情況，W便采取最有效的應(yīng)對(duì) 措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定方法，W滿足需求。
[0004] 本發(fā)明提供一種雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定方法，包括如下步驟：
[0005]S1、確定樹木受損的時(shí)間、地點(diǎn)、災(zāi)情；
[0006]S2、測(cè)量雙損樹木周邊金屬構(gòu)件的剩磁量；
[0007]S3、調(diào)查受損時(shí)間段內(nèi)事發(fā)地及周邊雷電對(duì)地閃擊情況并測(cè)量對(duì)地閃擊雷電流； [000引S4、利用樹木臨界內(nèi)壓力分析法計(jì)算得出危害電流臨界值；
[0009]S5、將對(duì)地閃擊雷電流與危害電流臨界值比較，得出受損樹木的災(zāi)情。
[0010] 進(jìn)一步地，所述雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定方法還包括： W11]S11、調(diào)查樹木受災(zāi)時(shí)間段內(nèi)事發(fā)地的風(fēng)力情況；化及：
[0012]S12、調(diào)查雙災(zāi)樹木與周邊載流導(dǎo)體的關(guān)系。
[0013] 進(jìn)一步地，對(duì)于樹木受損的地點(diǎn)應(yīng)采用高精度經(jīng)締測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，且測(cè)量的精 度應(yīng)與閃電定位儀一致。 陽(yáng)014] 樹木受損的災(zāi)情采用測(cè)高儀測(cè)量樹木的高度、樹木受災(zāi)部位的最高位置與最低位 置的高度，利用卷尺測(cè)量樹木主干破損點(diǎn)上端、下端的直徑；剪切第一分枝主干部分20cm， 并且測(cè)量其直徑。
[0015]利用測(cè)高儀測(cè)量樹木受損的起點(diǎn)高度與終點(diǎn)高度。
[0016] 受損部位纖維情況調(diào)查應(yīng)進(jìn)行抽樣，抽樣時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)樹木的裂痕狀況進(jìn)行拍照、繪 圖，抽取的樣品應(yīng)保持原有的外觀不變，樣品抽取時(shí)，先對(duì)所取樣品進(jìn)行繪圖，標(biāo)定其形狀、 尺寸、彎曲角度、樣品高度、樣品方向，樣品采集時(shí)應(yīng)取不同高度多個(gè)方向的樣品，長(zhǎng)度與 規(guī)格應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定；受損纖維的調(diào)查包括：破裂纖維的形狀、長(zhǎng)度；纖維間的連接情 況；纖維破裂的終端位置及與主干連接的方式與纖維的濕度。
[0017]進(jìn)一步地，測(cè)量受損樹木周邊金屬構(gòu)件的剩磁量包括：
[0018] 采集樹木自身不同高度、不同位置的濕度較大的樹木殘?jiān)?，利用剩磁量測(cè)量?jī)x檢 測(cè)該樣品的剩磁量；
[0019] 采用剩磁量測(cè)量?jī)x，檢測(cè)距離樹木較近的金屬構(gòu)件的剩磁量，并繪制剩磁量平面 圖，當(dāng)測(cè)量的數(shù)值呈現(xiàn)W樹木為中屯、隨距離逐漸減小的趨勢(shì)時(shí)，可W確定樹木有雷電流通 過。
[0020] 進(jìn)一步地，利用樹木臨界內(nèi)壓力分析法計(jì)算得出危害電流臨界值包括：
[0021]S41、計(jì)算雷電流持續(xù)時(shí)間內(nèi)通過樹木時(shí)產(chǎn)生的熱量；
[0022]S42、計(jì)算樹木水分溫升消耗的熱量；
[0023]S43、計(jì)算樹木水分汽化需要的熱量；
[0024]S44、計(jì)算水蒸氣吸熱增壓需要的熱量； 陽(yáng)0巧]S45、雷電流在閃擊樹木時(shí)產(chǎn)生的總熱量。
[00%] 所述雷電流持續(xù)時(shí)間內(nèi)通過樹木時(shí)產(chǎn)生的熱量由下式計(jì)算：
[0027] W = R / ?2化， 陽(yáng)02引其中：W-雷電流通過樹木時(shí)產(chǎn)生的熱量，J;
[0029] R-樹木的電阻，Ω ;
[0030] i-雷電流，Α;
[0031] 樹木水分吸收雷電流產(chǎn)生的熱量使得溫度升高，當(dāng)溫度由Τι升高到T2,所述樹木 水分溫升消耗的熱量為： 柳巧Wi=m.Cv.CT2-Ti)，
[0033]其中：
[0034]
[0035] 0^@為樹木遭受雷擊時(shí)單位體積的含水量，可通過將樣本烘干、測(cè)量重量、并計(jì)算 其遭受雷擊時(shí)的含水量，得出該樹木遭受雷擊時(shí)單位體積的含水量;
[0036] K值為常見樹木主分枝單位體積含水量的比例系數(shù)；
[0037]V為樹木受災(zāi)部分的體積。
[0038] 所述樹木水分汽化需要的熱量為：
[0039] W2=m.C。。
[0040]在雷擊過程中水蒸氣吸收熱量急劇增壓，樹木水汽的溫度由Τι升高到T3,壓力增 大并且大于樹木的漲力，此過程中，水蒸氣吸熱增壓需要的熱量為： W41]W3=m'Cv'CT3-Ti)。
[0042] 雷電流在閃擊樹木時(shí)產(chǎn)生的總熱量為：
[0043] W = W1+W2+W3。
[0044] 基于上述技術(shù)方案的公開，本發(fā)明提供的所述雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定方法通 過確定受危害主體，排除風(fēng)及供電系統(tǒng)高壓電網(wǎng)的影響，繼而調(diào)查樹木受危害時(shí)段內(nèi)事發(fā) 處是否有雷電閃擊，然后確定災(zāi)情狀況，根據(jù)樹木臨界內(nèi)壓力分析法計(jì)算得出危害電流臨 界值，再將對(duì)地閃擊雷電流與危害電流臨界值比較，得出受損樹木的災(zāi)情。
【附圖說明】
[0045]圖1為本發(fā)明提供的一種雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳述。
[0047] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種雷電熱效應(yīng)危害樹木的鑒定方法，包括如下步驟： W48] 確定樹木受損的時(shí)間、地點(diǎn)、災(zāi)情； 陽(yáng)049] 調(diào)查樹木受災(zāi)時(shí)間段內(nèi)事發(fā)地的風(fēng)力情況；
[0050] 調(diào)查雙災(zāi)樹木與周邊載流導(dǎo)體的關(guān)系； 陽(yáng)051] 測(cè)量受損樹木周邊金屬構(gòu)件的剩磁量；
[0052] 調(diào)查受損時(shí)間段內(nèi)事發(fā)地及周邊雷電對(duì)地閃擊情況并測(cè)量對(duì)地閃擊雷電流；
[0053] 利用樹木臨界內(nèi)壓力分析法計(jì)算得出危害電流臨界值；
[0054] 將對(duì)地閃擊雷電流與危害電流臨界值比較，得出受損樹木的災(zāi)情。 陽(yáng)化5] 受災(zāi)時(shí)間的調(diào)查，可根據(jù)目擊者的證詞予W確定，調(diào)查時(shí)應(yīng)調(diào)查多個(gè)目擊者，重點(diǎn) 了解最早發(fā)現(xiàn)者。
[0056] 受危害樹木具體地點(diǎn)，應(yīng)采用高精度經(jīng)締測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的精度應(yīng)與閃電 定位儀一致。 陽(yáng)057] 災(zāi)情調(diào)查：測(cè)量樹木主干的直徑，剪切第一分枝主干部分10cm并且測(cè)量其直徑。
[0058] 受災(zāi)樹木災(zāi)情調(diào)查： 陽(yáng)059] (I)可采用測(cè)高儀測(cè)量樹木的高度、樹木受災(zāi)部位的最高位置與最低位置的高 度。利用卷尺測(cè)量樹木主干破損點(diǎn)上端、下端的直徑。剪切第一分枝主干部分20cm，并且測(cè) 量其直徑。
[0060] (II)受災(zāi)的起點(diǎn)狀況調(diào)查。
[0061] 利用測(cè)高儀測(cè)量樹木受損的起點(diǎn)高度、終點(diǎn)高度。
[0062] (III)受損部位纖維情況調(diào)查。
[0063] 對(duì)災(zāi)害樹木進(jìn)行抽樣檢查，特別是突出部位（斷裂處）的抽樣，抽樣時(shí)應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)樹 木的裂痕狀況進(jìn)行拍照、繪圖，抽取的樣品應(yīng)保持原有的外觀不變。樣品抽取時(shí)，先對(duì)所取 樣品進(jìn)行繪圖，標(biāo)定其形狀、尺寸、彎曲角度、樣品高度、樣品方向，樣品采集時(shí)應(yīng)取不同高 度多個(gè)方向的樣品，長(zhǎng)度與規(guī)格應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。
[0064] 其受損纖維的調(diào)查主要包括如下項(xiàng)目：破裂纖維的形狀、長(zhǎng)度；纖維間的連接情 況；纖維破裂的終端位置及與主干連接的方式；纖維的濕度。
[0065] 根據(jù)外形特點(diǎn)分析判斷，當(dāng)外觀痕跡具有W下特點(diǎn)時(shí)，可確定為疑似雷電所為。
[0066] 第一、受災(zāi)起點(diǎn)位于樹木的較高位置，且起點(diǎn)處樹皮四裂，樹干炸裂；
[0067] 第二、樹干出現(xiàn)單方向樹干整體破裂；
[0068] 第Ξ、周身旋轉(zhuǎn)破裂；
[0069] 第四、樹木周身出現(xiàn)多處破裂；
[0070] 第五、受損樹木的纖維破裂長(zhǎng)度貫穿樹木的主干、破損纖維間隙均勻、破損纖維絲 連、受損纖維濕度明顯降低。
[0071] 根據(jù)外形特點(diǎn)分析，災(zāi)情痕跡表現(xiàn)W下特點(diǎn)時(shí)，可確定為疑似風(fēng)力所為。
[0072] 第一、樹木的破損點(diǎn)處于樹干的中部W下位置，且破損起點(diǎn)呈自下至上的尖狀。
[0073] 第二、樹木主干扭曲（或斷裂），且破裂點(diǎn)處破損嚴(yán)重，自破損點(diǎn)向兩端逐漸減弱， 破裂點(diǎn)較短。
[0074] 第Ξ、受損樹木的纖維破裂長(zhǎng)度較短、破裂處與主干連接部位呈尖狀、部分纖維呈 水平斷裂、破損點(diǎn)纖維切割平面較大、破裂部分纖維濕度不變。 陽(yáng)0巧]樹木燒灼的調(diào)查方法：
[0076] (I)調(diào)查樹木燒灼的程度，燒損的比例。
[0077] (II)調(diào)查受損樹木燒灼的部位，利用高度測(cè)量?jī)x器測(cè)量樹木燒灼的上端高度、下 端高度，利用長(zhǎng)度測(cè)量工具測(cè)量燒灼深度、裂痕寬度。
[0078] (III)檢查燒損部分邊沿樹木纖維狀況，緊密程度。
[00巧](IV)檢查未燒損部分樹木的纖維狀況。
[0080] 分析樹木燒灼痕跡，其外觀及痕跡特點(diǎn)表現(xiàn)如下時(shí)，可確定為疑似雷電所為。
[0081] 第一、樹木燒灼來自樹木的內(nèi)部，周邊未出現(xiàn)燒灼跡象；
[0082] 第二、內(nèi)腔燒灼，樹木整體未變，局部出現(xiàn)較大裂痕，且樹木內(nèi)腔及裂痕出現(xiàn)焚燒 跡象；
[0083] 第Ξ、纖維間W樹木導(dǎo)水管為界限出現(xiàn)纖維分層。
[0084] 分析受災(zāi)樹木的痕跡、焚燒后的纖維狀況，其表現(xiàn)為下列特征時(shí)，可確定為疑似供 電電網(wǎng)高壓所為。
[0085] 第一、受災(zāi)樹木焚燒點(diǎn)為樹木的任一點(diǎn)，且為樹木內(nèi)外同時(shí)燃燒；
[0086] 第二、燃燒后的纖維表現(xiàn)緊湊，未出現(xiàn)分離現(xiàn)象。
[0087] 風(fēng)力調(diào)查
[0088] 造成樹木斷裂的大風(fēng)應(yīng)該具備兩個(gè)條件，即風(fēng)力應(yīng)大于17m/s，或者風(fēng)的類型具有 扭曲樹木的特點(diǎn)。
[0089] 查詢當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)，調(diào)查風(fēng)向、風(fēng)速可自風(fēng)向風(fēng)速儀記錄查詢，風(fēng)類可查詢值班員 的天氣記錄，同時(shí)應(yīng)查詢樹木受損時(shí)段內(nèi)的雷達(dá)數(shù)據(jù)，確定在該時(shí)段內(nèi)對(duì)流情況、鋒面移動(dòng) 情況、熱帶氣旋的運(yùn)行軌跡。
[0090] 造成危害的風(fēng)類型較多，如大風(fēng)、贓風(fēng)、龍卷風(fēng)、塵卷風(fēng)、熱帶氣旋等。造成危害的 風(fēng)力，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，當(dāng)風(fēng)力大于17m/s時(shí)，樹木則會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，而龍卷風(fēng)、塵卷風(fēng)的 破壞作用，不僅僅受制于風(fēng)力的大小，自身的旋轉(zhuǎn)更是造成破壞的關(guān)鍵。
[0091] 通過對(duì)風(fēng)力的調(diào)查，確定與篩選疑似危害主體。當(dāng)該處的風(fēng)力大于樹木的張