城市防災(zāi)學(xué)洪水課件

城市防災(zāi)學(xué)三江大學(xué)Email:第三章城市洪水災(zāi)害第一節(jié)城市洪澇災(zāi)害自古以來(lái)，洪澇災(zāi)害一直是困擾人類(lèi)社會(huì)發(fā)展最大的自然災(zāi)害之一中國(guó)治水的祖先大禹用疏導(dǎo)的辦法治水，比他父親一味攔堵高明，故名傳千古。當(dāng)代水利專(zhuān)家也把今后治水重點(diǎn)歸納為：疏通河道，給洪水以出路。

時(shí)至今日，雨澇依然是對(duì)人類(lèi)影響最大的災(zāi)害，也是我國(guó)最主要的自然災(zāi)害之一。2002年，我國(guó)有近2億人次遭受洪澇災(zāi)害。我國(guó)雨澇的發(fā)生具有出現(xiàn)次數(shù)頻繁、旱澇交替出現(xiàn)等特點(diǎn)。

洪澇，指因大雨、暴雨或持續(xù)降雨使低洼地區(qū)淹沒(méi)、漬水的現(xiàn)象。雨澇主要危害農(nóng)作物生長(zhǎng)，造成作物減產(chǎn)或絕收，破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及其他產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。其影響是綜合的，還會(huì)危及人的生命財(cái)產(chǎn)安全，影響國(guó)家的長(zhǎng)治久安等。一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型洪水大小常以洪鋒水位（洪峰流量）、洪水總量、洪水歷時(shí)來(lái)描述，統(tǒng)稱(chēng)洪水三要素。洪水三要素越大，則洪水越大。1.城市洪澇災(zāi)害

就全球范圍來(lái)說(shuō)，洪澇災(zāi)害主要發(fā)生在多臺(tái)風(fēng)暴雨的地區(qū)。這些地區(qū)主要包括：孟加拉北部及沿海地區(qū)；中國(guó)東南沿海；日本和東南亞國(guó)家；加勒比海地區(qū)和美國(guó)東部近海岸地區(qū)。此外，在一些國(guó)家的內(nèi)陸大江大河流域，也容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。

我國(guó)洪澇分布主要的雨澇區(qū)分布在大興安嶺—太行山—武陵山以東，這個(gè)地區(qū)又被南嶺、大別山—秦嶺、陰山分割為4個(gè)多發(fā)區(qū)。我國(guó)西部少雨，僅四川是雨澇多發(fā)區(qū)。屬性洪澇災(zāi)害具有雙重屬性，既有自然屬性，又有社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性。它的形成必須具備兩方面條件自然條件氣候異常，降水集中、量大：中國(guó)降水的年際變化和季節(jié)變化大，一般年份雨季集中在七、八兩個(gè)月，中國(guó)是世界上多暴雨的國(guó)家之一，這是產(chǎn)生洪澇災(zāi)害的主要原因。洪水是形成洪水災(zāi)害的直接原因。只有當(dāng)洪水自然變異強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，才可能出現(xiàn)災(zāi)害。主要影響因素有地理位置、氣候條件和地形地勢(shì)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件只有當(dāng)洪水發(fā)生在有人類(lèi)活動(dòng)的地方才能成災(zāi)。受洪水威脅最大的地區(qū)往往是江河中下游地區(qū)，而中下游地區(qū)因其水源豐富、土地平坦又常常是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型2.城市洪澇災(zāi)害成因一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型2.洪水災(zāi)害成因說(shuō)明：人為活動(dòng)對(duì)災(zāi)情有著“放大”和“縮小”的作用，只有建立良好的人地共存和協(xié)調(diào)關(guān)系，才能使生存環(huán)境變得更安全。.洪水災(zāi)害主要類(lèi)型類(lèi)型成因主要分布地帶發(fā)生時(shí)間暴雨洪水主要由臺(tái)風(fēng)、鋒面等帶來(lái)的暴雨?yáng)|部季風(fēng)區(qū)各大江河中下游平原時(shí)間與暴雨時(shí)間高度一致性，在東部季風(fēng)區(qū)，暴雨集中發(fā)生在每年4-9月，自南向北推移山洪山區(qū)溪溝，由于地面和河床坡降都較陡，降雨后產(chǎn)流、匯流都較快，形成急劇漲落的洪峰泥石流雨引起山坡或岸壁的崩坍，大量泥石連同水流下泄而形成融雪洪水由積雪融水和冰川融水形成的洪水主要分布在我國(guó)西北或東北山區(qū)受氣溫升高制約，融雪洪水一般發(fā)生在每年4-5月，冰川融水形成洪水，主要發(fā)生在7-8月冰凌洪水冰凌堵塞河道分布在河流從低緯度向高緯度流的河段發(fā)生在河流封凍和解凍的季節(jié)潰壩洪水水庫(kù)失事時(shí),存蓄的大量水體突然泄放,形成下游河段的水流急劇增漲甚至漫槽成為立波向下游推進(jìn)的現(xiàn)象。湖泊洪水由于河湖水量交換或湖面大風(fēng)作用或兩者同時(shí)作用，可發(fā)生湖泊洪水天文潮海水受引潮力作用，而產(chǎn)生的海洋水體的長(zhǎng)周期波動(dòng)現(xiàn)象風(fēng)潮臺(tái)風(fēng)、溫帶氣旋、冷峰的強(qiáng)風(fēng)作用和氣壓驟變等強(qiáng)烈的天氣系統(tǒng)引起的水面異常升降現(xiàn)象海嘯是水下地震或火山爆發(fā)所引起的巨浪一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型3.洪水災(zāi)害類(lèi)型山洪：是山區(qū)溪溝中發(fā)生的暴漲暴落的洪水。由于山區(qū)地面和河床坡降都較陡，降雨后產(chǎn)流和匯流都較快，形成急劇漲落的洪峰。所以山洪具有突發(fā)性、水量集中、破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)，但一股災(zāi)害波及范圍較小。這種洪水如形成固體逕流，則稱(chēng)作泥石流。一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型3.洪水災(zāi)害類(lèi)型融雪洪水：主要發(fā)生在高緯度積雪地區(qū)或高山積雪地區(qū)。融雪洪水：在高緯度嚴(yán)寒地區(qū),冬季積雪較厚,春季氣溫大幅度升高時(shí)，積雪大量融化而形成。一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型3.洪水災(zāi)害類(lèi)型潰壩洪水：是大壩或其他擋水建筑物發(fā)生瞬時(shí)潰決，水體突然涌出，造成下游地區(qū)災(zāi)害。這種潰壩洪水雖然范圍不太大，但破壞力很大。此外，在山區(qū)河流上，在地震發(fā)生時(shí)，有時(shí)山體崩滑，阻塞河流，形成堰塞湖。一旦堰塞湖潰決，也形成類(lèi)似的洪水。這種堰塞湖潰決形成的地震次生水災(zāi)的損失，往往比地震本身所造成的損失還要大。一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型3.洪水災(zāi)害類(lèi)型潰壩洪水：水庫(kù)失事時(shí),存蓄的大量水體突然泄放,形成下游河段的水流急劇增漲甚至漫槽成為立波向下游推進(jìn)的現(xiàn)象。冰川堵塞河道、壅高水位，然后突然潰決時(shí)，地震或其他原因引起的巨大土體坍滑堵塞河流，使上游的水位急劇上漲，當(dāng)堵塞壩體被水流沖開(kāi)時(shí)，在下游地區(qū)也形成這類(lèi)洪水。一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型3.洪水災(zāi)害類(lèi)型湖泊洪水：由于河湖水量交換或湖面大風(fēng)作用或兩者同時(shí)作用，可發(fā)生湖泊洪水。吞吐流湖泊，當(dāng)入湖洪水遭遇和受江河洪水嚴(yán)重頂托時(shí)常產(chǎn)生湖泊水位劇漲，因盛行風(fēng)的作用，引起湖水運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生風(fēng)生流，有時(shí)可達(dá)5～6m,如北美的蘇必利爾湖、密歇根湖和休倫湖等。一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型3.洪水災(zāi)害類(lèi)型天文潮：海水受引潮力作用，而產(chǎn)生的海洋水體的長(zhǎng)周期波動(dòng)現(xiàn)象。海面一次漲落過(guò)程中的最高位置稱(chēng)高潮，最低位置稱(chēng)低潮，相鄰高低潮間的水位差稱(chēng)潮差。加拿大芬迪灣最大潮差達(dá)19.6m,中國(guó)杭州灣的澉浦最大潮差達(dá)8.9m。一.洪水災(zāi)害成因及類(lèi)型3.洪水災(zāi)害類(lèi)型風(fēng)潮：臺(tái)風(fēng)、溫帶氣旋、冷峰的強(qiáng)風(fēng)作用和氣壓驟變等強(qiáng)烈的天氣系統(tǒng)引起的水面異常升降現(xiàn)象。它和相伴的狂風(fēng)巨浪可引起水位漲,又稱(chēng)風(fēng)潮增水。第二節(jié)防洪減災(zāi)策略一。防洪規(guī)劃需要統(tǒng)一全流域規(guī)劃強(qiáng)制執(zhí)行二。加強(qiáng)防洪減災(zāi)的法制建設(shè)三。統(tǒng)一規(guī)劃社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是防洪規(guī)劃的重要法則四.我國(guó)城市防洪策略二.我國(guó)洪水災(zāi)害形成背景三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)我國(guó)現(xiàn)有100多座大中城市處于洪水水位之下，受到洪水災(zāi)害的要重威脅。城市本身具有獨(dú)特的地表形態(tài)和性質(zhì)，如不透水地面面積大，有天然的和人工的地下管網(wǎng)等兩套排水系統(tǒng)，導(dǎo)致地面徑流系數(shù)大，水流速度快，時(shí)間短，下滲少。三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)我國(guó)洪水災(zāi)害分布總的特點(diǎn)：東部多，西部少；沿海多，內(nèi)陸少；平原低地多，高原山地少；山脈東坡和南坡多，西坡和北坡少、我國(guó)洪澇災(zāi)害的災(zāi)情特點(diǎn)——范圍廣、發(fā)生頻繁、突發(fā)性強(qiáng)，而且損失大。其中，農(nóng)業(yè)受洪水災(zāi)害影響最為嚴(yán)。“北極震蕩”釋放太多冷空氣

所謂“北極震蕩”（ArcticOscillation)，是指當(dāng)北極上空出現(xiàn)低氣壓，氣流會(huì)以順時(shí)針的方向運(yùn)行，以保持冷暖氣流的交替運(yùn)作。假使周?chē)h(huán)流變得強(qiáng)勁，則會(huì)讓北半球氣溫上升，一旦環(huán)流變?nèi)?，冷空氣將向外擴(kuò)散出去，就會(huì)使北半球變冷；而現(xiàn)在剛好是環(huán)流變?nèi)醯臅r(shí)候?？茖W(xué)家以北京震蕩指數(shù)來(lái)衡量氣壓的變化。三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)2009年，“厄爾尼諾”現(xiàn)象再次拜訪了太平洋區(qū)域，受其影響，不斷有暖濕氣流從西北太平洋地區(qū)進(jìn)入中國(guó)大陸地區(qū)。而今年，緊隨“厄爾尼諾”的“拉尼娜”現(xiàn)象又帶來(lái)了大量的降水。

三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)三.我國(guó)城市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)為什么七大江河流域是我國(guó)防洪和防治水土流失的重點(diǎn)?點(diǎn)撥：我國(guó)的暴雨洪水主要分布在東部季風(fēng)區(qū)的七大江河流域的中下游，這里農(nóng)業(yè)和工業(yè)發(fā)達(dá)，人口和城市集中，洪澇可以導(dǎo)致嚴(yán)重的災(zāi)情，因此是防洪的重點(diǎn)地區(qū)；七大江河的中上游地區(qū)都存在著不同程度的水土流失狀況，使得下游泥沙淤積，河道堵塞，直接影響中下游的排洪泄洪情況，因此七大江河流域也是我國(guó)防治水土流失的重點(diǎn)；也可以認(rèn)為防洪和防治水土流失是七大江河地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的保證。三峽工程舉世矚目的三峽工程，是迄今世界上最大的水利水電樞紐工程，具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)、供水等綜合效益，2006年已全面完成了大壩的施工建設(shè)。三峽工程三峽水電站，又稱(chēng)三峽工程、三峽大壩。位于中國(guó)重慶市市區(qū)到湖北省宜昌市之間的長(zhǎng)江干流上。大壩位于宜昌市上游不遠(yuǎn)處的三斗坪，俯瞰三峽水電站并和下游的葛洲壩水電站構(gòu)成梯級(jí)電站。它是世界上規(guī)模最大的水電站，也是中國(guó)有史以來(lái)建設(shè)最大型的工程項(xiàng)目。而由它所引發(fā)的移民搬遷、環(huán)境等諸多問(wèn)題，使它從開(kāi)始籌建的那一刻起，便始終與巨大的爭(zhēng)議相伴。三峽水電站的功能有十多種,航運(yùn)、發(fā)電、種植等等。三峽水電站1992年獲得中國(guó)全國(guó)人民代表大會(huì)批準(zhǔn)建設(shè)，1994年正式動(dòng)工興建，2003年開(kāi)始蓄水發(fā)電，于2009年全部完工。三峽工程三峽工程全稱(chēng)為長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程。整個(gè)工程包括一座混凝重力式大壩，泄水閘，一座堤后式水電站，一座永久性通航船閘和一架升船機(jī)。三峽工程建筑由大壩、水電站廠房和通航建筑物三大部分組成。大壩壩頂總長(zhǎng)3035米，壩高185米，水電站左岸設(shè)14臺(tái)，右岸12臺(tái)，共裝機(jī)26臺(tái)，前排容量為70萬(wàn)千瓦的小輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為1820萬(wàn)千瓦時(shí)，年發(fā)電量847億千瓦時(shí)。通航建筑物位于左岸，永久通航建筑物為雙線五包連續(xù)級(jí)船閘及早線一級(jí)垂直升船機(jī)。都江堰水利工程

都江堰水利工程位于四川成都平原西部都江堰市西側(cè)的岷江上，距成都56公里。建于公元前256年，是戰(zhàn)國(guó)時(shí)期秦國(guó)蜀郡太守李冰率眾修建的一座大型水利工程，是現(xiàn)存的最古老而且依舊在灌溉田疇，造福人民的偉大水利工程。都江堰水利工程都江堰水利工程是全世界至今為止，年代最久、唯一留存、以無(wú)壩引水為特征的宏大水利工程。這項(xiàng)工程主要有魚(yú)嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進(jìn)水口三大部分和百丈堤、人字堤等附屬工程構(gòu)成，科學(xué)地解決了江水自動(dòng)分流(魚(yú)嘴分水堤四六分水)、自動(dòng)排沙(魚(yú)嘴分水堤二八分沙)、控制進(jìn)水流量(寶瓶口與飛沙堰)等問(wèn)題，消除了水患，使川西平原成為“水旱從人”的“天府之國(guó)”。1998年灌溉面積達(dá)到到66.87萬(wàn)公頃，灌溉面積已達(dá)40余縣。人們?yōu)榱思o(jì)念李冰父子，建了一座李冰父子廟。第二節(jié)城市防洪策略與規(guī)劃一.防洪減災(zāi)策略1.防洪規(guī)劃需要全流域統(tǒng)一規(guī)劃強(qiáng)制執(zhí)行防洪只有按獨(dú)立單元的流域范疇進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、綜合治理，才能取得最大的效益。目前我國(guó)七大流域都建立有流域管理機(jī)構(gòu)，并在不同程度上發(fā)揮著流域管理的職能。主要是圍繞、組織有關(guān)流域的技術(shù)性水利規(guī)劃、防洪工程建設(shè)、管理與科研來(lái)進(jìn)行。一.防洪減災(zāi)策略2.加強(qiáng)防洪減災(zāi)的法制建設(shè)新中國(guó)成立后的近四十年間，我國(guó)睡在防治工作的管理主要是通過(guò)行政手段或行政法規(guī)進(jìn)行干預(yù)。改革開(kāi)放以后，特別是1988年以后，《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)水土保持法》和《中華人民共和國(guó)防洪法》相繼頒布實(shí)施，并出臺(tái)了行政法規(guī)和地方法規(guī)，由此形成水災(zāi)防治的法律法規(guī)體系。一.防洪減災(zāi)策略3.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展統(tǒng)一規(guī)劃是防洪減災(zāi)的重要法則長(zhǎng)期持久地推行水土保持工作，是提高防洪能力的根本措施之一。首先要重視生態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)江河上游水土保持，減少泥沙入江河量。對(duì)此，應(yīng)在江河流域封山育林、限制采伐、涵養(yǎng)水源、治洪先要堵住水土流失這個(gè)洪災(zāi)之源。在山區(qū)做好水土保持，這是根治河流水患的重要環(huán)節(jié)，主要措施是植樹(shù)造林、種牧草、修梯田、挖蓄水坑和蓄水塘等。第二，扭轉(zhuǎn)重庫(kù)輕堤，重建輕管的傾向。增加防洪投入，提高防洪工程標(biāo)準(zhǔn)，盡快扭轉(zhuǎn)江河防洪能力普遍偏低的的被動(dòng)局面。修筑江海堤圍，做好防治屏障，并建立排灌兩用抽水機(jī)站。防止洪澇災(zāi)害的產(chǎn)生：第三，疏通河道，還地于水，提高防洪行洪能力。消除堤壩內(nèi)人為障礙物，嚴(yán)禁和限制圍湖造田、圍海造田，堅(jiān)持退耕還湖，加快江河的水電工程建設(shè)進(jìn)度，盡快發(fā)揮工程防洪調(diào)蓄的作用。第四，增強(qiáng)水患意識(shí)，提高大江大河防洪除澇能力。在江河的上游和各河流匯集的地方興修水庫(kù)，攔蓄洪水，調(diào)節(jié)河流夏澇冬枯的變化。第五，切實(shí)抓好計(jì)劃生育，防止人口劇增。第六，提高氣象、水庫(kù)的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)水平，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)洪澇災(zāi)害的發(fā)生和變化。防止洪澇災(zāi)害的產(chǎn)生：一.防洪減災(zāi)策略4.我國(guó)城市防洪的主要任務(wù)是加快防洪工程與非工程建設(shè)設(shè)施建設(shè)一.防洪減災(zāi)策略二.城市防洪規(guī)劃基本內(nèi)容

城市防洪規(guī)劃的主要內(nèi)容有：確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)、防護(hù)對(duì)象、治理目標(biāo)、防洪措施和實(shí)施方案，劃定洪泛區(qū)，蓄滯洪區(qū)和防洪保護(hù)區(qū)的范圍，規(guī)定蓄滯洪區(qū)的使用原則。二.城市防洪規(guī)劃基本內(nèi)容1.調(diào)查研究，收集資料2.擬定防洪標(biāo)準(zhǔn)3.城市防洪保護(hù)范圍4.選擇防洪系統(tǒng)5.防洪效益計(jì)算6.近遠(yuǎn)期工作安排7.編制規(guī)劃報(bào)告三.不同城市防洪規(guī)劃特點(diǎn)三.不同城市防洪規(guī)劃特點(diǎn)三.不同城市防洪規(guī)劃特點(diǎn)第三節(jié)城市防洪工程一.城市防洪標(biāo)準(zhǔn)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)是指通過(guò)采取各種措施后使防護(hù)對(duì)象達(dá)到防洪能力。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是指當(dāng)發(fā)生小于或等于該標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，應(yīng)保證防護(hù)對(duì)象的安全或防洪設(shè)施的正常運(yùn)行“防護(hù)對(duì)象”是指受到洪水威脅需要采取保護(hù)的對(duì)象，根據(jù)防護(hù)對(duì)象的安全要求可分為三類(lèi)。一.城市防洪標(biāo)準(zhǔn)一.城市防洪標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)現(xiàn)有的450座大中城市中，300多座都有防洪任務(wù)，其中與大江大河關(guān)系密切的重要城市有25座。在這300多座城市中，80%的防洪標(biāo)準(zhǔn)低于50年一遇，65%的防洪標(biāo)準(zhǔn)低于20年一遇，一般縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)