自然災(zāi)害學(xué)第7講：洪水災(zāi)害

2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授1第7講：洪水災(zāi)害泰國古城大府城遭洪水圍困2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授2德國洪水施虐家園變“水上屋”2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授3四川廣安特大洪水2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授4遼寧蓋州洪水圍城2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授52024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授6什么是洪水洪水是河流水位超過河漫灘的溢流現(xiàn)象。什么是河漫灘？洪水期間被水淹沒，枯水期間出露水面的河邊灘地，稱為河漫灘。洪水的特征洪水三要素1、洪水強度：一次洪水過程的洪峰流量。洪峰流量是指一次洪水過程中通過某一監(jiān)測斷面的最大流量。2、洪水總量：一次洪水過程通過河道某一斷面的總水量。3、洪水歷時：河道某斷面的洪水過程線從起漲到落平所經(jīng)歷的時間。2024/4/237中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授8洪水過程線表達洪水三要素2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授9洪峰流量是指一次洪水過程中通過某一個測站斷面的最大流量。單位為立方米/秒。洪峰流量在一定程度上反映洪水的嚴重程度，洪峰流量越大，則洪水規(guī)模越大。2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授10洪水總量等于洪水流量過程線所包圍的面積洪水總量是指一次洪水過程通過河道某一斷面的總水量。單位為立方米或萬立方米。2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授11

洪水歷時一般分為短歷時洪水（2小時以內(nèi)）、中等歷時洪水（小于1天）、長歷時洪水（5-10天）、超長歷時洪水（大于10天）四類。洪水歷時是指河道某斷面的洪水流量過程線從起漲到平落所經(jīng)歷的時間。單位為秒或天。廣西梧州及相關(guān)水文站“1998.06”

洪水過程線2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授12洪水等級的劃分2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授13洪水等級是衡量洪水大小的一個指標根據(jù)洪水重現(xiàn)期/洪水頻率來確定洪水重現(xiàn)期：指某一洪峰流量等于或大于一定數(shù)值，在長時期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次的概念。如某一量級的洪水的重現(xiàn)期為100年，即百年一遇，表示平均每百年可能出現(xiàn)一次。但這是統(tǒng)計概率，不能簡單理解為每相隔百年出現(xiàn)一次。洪水等級的劃分2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授14洪水等級是衡量洪水大小的一個指標根據(jù)洪水重現(xiàn)期/洪水頻率來確定洪水頻率：指某一洪峰流量出現(xiàn)的累積頻率。即在多年時期內(nèi)，等于或超過某一洪峰流量的洪水可能出現(xiàn)的次數(shù)。也可折合成每一年內(nèi)可能出現(xiàn)的頻率，以百分數(shù)表示。其倒數(shù)稱為重現(xiàn)期。例如，重現(xiàn)期百年一遇，即平均在一百年內(nèi)可能重復(fù)出現(xiàn)一次，其累計頻率為1%。2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授15洪水頻率P/%洪水重現(xiàn)期Tp/a洪水等級N>20<5120~105~10210~510~2035~220~5042~150~10051~0.5100~20060.5~0.2200~50070.2~0.1500~100080.1~0.051000~200090.05~0.022000~5000100.02~0.015000~1000011<0.01>1000012國家防洪標準（GB50201-1994）洪水的成因自然因素

河流與河道具有自適應(yīng)能力和自我調(diào)節(jié)功能，正常年份不會發(fā)生洪水，只有當(dāng)降雨或氣溫發(fā)生極端異常，超出了正常值，才會引發(fā)洪水。人為因素1.水土流失加劇，河道淤積嚴重，過水?dāng)嗝娌蛔?.圍墾河漫灘地，天然蓄洪和調(diào)節(jié)作用減弱3.人為修壩設(shè)障，阻礙河道行洪4.城鎮(zhèn)發(fā)展改變天然河道2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授162024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授17洪水的類型按洪水的形成原因分類：我國洪水絕大多數(shù)是由暴雨引起的暴雨洪水暴雨洪水融雪洪水冰凌洪水潰壩洪水2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授18暴雨洪水暴雨洪水是指由暴雨引起的江河水量猛增、水位急漲的洪水。暴雨是產(chǎn)生洪水的重要條件。暴雨洪水一般強度大、歷時長、面積廣，多發(fā)生在夏季，發(fā)生時間由南往北延遲。2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授19融雪洪水融雪洪水是由冰川融水和積雪融水為主要補給來源的洪水。融雪洪水主要分布在高緯度地區(qū)或是海拔較高的山區(qū)。一般發(fā)生在4、5月份，歷時長，漲落慢，受氣溫影響，具有明顯的晝夜變化，洪水過程線呈鋸齒形。2024/4/2320冰凌洪水冰凌洪水，又稱凌汛，是較高緯度地區(qū)河流特有的水文現(xiàn)象。是指由于大量冰凌阻塞形成的冰塞或冰壩攔截上游來水，導(dǎo)致上游水位壅高，而當(dāng)冰塞溶解或冰壩崩潰時，蓄水迅速下泄所形成的洪水。我國凌汛主要發(fā)生在黃河的寧夏、內(nèi)蒙古、山東河段，以及松花江哈爾濱以下河段。2024/4/2321潰壩洪水當(dāng)大壩或其他擋水物體發(fā)生瞬時潰決，水體突然涌出，形成潰壩洪水。潰壩洪水一般范圍不大，但破壞力極強。中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授洪水的其它分類發(fā)生地區(qū)山地丘陵區(qū)洪水濱海地區(qū)洪水平原地區(qū)洪水歷時長短突發(fā)性洪水漸發(fā)性洪水流域范圍區(qū)域性洪水流域性洪水重現(xiàn)期常遇洪水：<20年一遇大洪水：50~100年一遇較大洪水：20~50年一遇特大洪水：>100一遇2024/4/23222024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授23什么是洪水災(zāi)害洪水災(zāi)害是指水災(zāi)和澇災(zāi)的總稱。水災(zāi)一般是指因河流泛濫淹沒土地引起的災(zāi)害。澇災(zāi)是指因長期大雨或暴雨而產(chǎn)生的地面大面積積水或土地過濕而引起的災(zāi)害。由于水災(zāi)和澇災(zāi)往往同時發(fā)生，有時也難于區(qū)分，因此常常稱為洪澇災(zāi)害。2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授24洪水災(zāi)害2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授25洪水災(zāi)害大小與重現(xiàn)期和頻率相互關(guān)系2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授26在洪水強度（洪水量級）相同的情況下，經(jīng)濟發(fā)展水平高但防抗災(zāi)害能力低的地區(qū)，洪水災(zāi)害的危害程度就高；反之，在經(jīng)濟發(fā)展水平低但防抗災(zāi)害能力高的地區(qū)，洪水災(zāi)害的危害程度就低。2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授27洪水災(zāi)害系統(tǒng)——自然災(zāi)害系統(tǒng)

洪水災(zāi)害的形成條件洪水災(zāi)害是自然界洪水作用于人類社會的產(chǎn)物，所以其形成必須具備兩個條件：1.自然環(huán)境發(fā)生變異從而誘使洪水發(fā)生。2.洪水影響地區(qū)有人類居住或社會財產(chǎn)。=+2014/9/328洪水災(zāi)害的特征洪水發(fā)生具有隨機性，風(fēng)險就是對某種不利事件的不確定性的定量描述，因此，風(fēng)險分析在認識洪水災(zāi)害和采取減災(zāi)行動中占有突出重要的地位。不確定性洪水所到之處，無論個人、集體或社會組織，無一例外都會受到危害。社會性洪水淹沒區(qū)一般由洪水大小、自然地形、地理因素和人為控制而確定。地域性在不同淹沒區(qū)，或同一淹沒區(qū)的不同淹沒地點，不同受災(zāi)對象，損失程度與大小均不會相同。差異性2024/4/2329中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授我國的洪水災(zāi)害我國地處東亞大陸，地形地勢情況復(fù)雜，氣候的地區(qū)性差異很大，東部受季風(fēng)氣候和熱帶氣旋影響，暴雨洪水災(zāi)害非常突出。頻繁的洪水災(zāi)害每年都會給社會經(jīng)濟和人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失。年度經(jīng)濟損失/億元占GDP%年度經(jīng)濟損失/億元占GDP%1990239.01.2919962208.43.251991779.43.611997930.,11.251992412.41.5519982550.93.261993641.71.851999930.21.1319941796.53.8419951653.32.83平均1214.22.30中國20世紀90年代洪澇災(zāi)害經(jīng)濟損失情況2024/4/2330中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授1931年長江大洪水圍困武漢達兩月之久，死于此次水災(zāi)的共33600人。武漢遭此重創(chuàng)，逐漸由盛轉(zhuǎn)衰2024/4/23311991年淮河流域特大洪水災(zāi)害1991年5月淮河水系平均降雨176mm，是常年的2.1倍，引起河水猛漲。洪水造成淮河及太湖流域受災(zāi)耕地590萬畝，損失糧食74.2億kg，2萬多家工礦企業(yè)停產(chǎn)，直接經(jīng)濟損失453億元。2024/4/2332中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授1998年長江流域特大洪水災(zāi)害1998年長江流域特大洪水災(zāi)害1998年長江特大洪水，僅次于1954年，為20世紀長江全流域第二大型洪水。長江干流宜昌先后出現(xiàn)8次洪峰，中下游干流沙市-螺山、武穴-九江河段以及洞庭湖、鄱陽湖水位多次突破歷史最高紀錄。干流荊江河段洪水超過1954年最高洪水位0.55~1.25m，時間長達40多天。8月7日13時左右，長江九江段決堤30m左右。長江下游和洞庭湖、鄱陽湖共虧垸1075個，淹沒總面積3.2萬hm2，涉及人口229萬人，共死亡1562人。2024/4/2334中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授1998年長江大洪水，影響范圍廣

持續(xù)時間長，洪澇災(zāi)害特別嚴重2024/4/2335中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授1998年美國密西西比河大洪水2024/4/2336長江三峽大壩位于湖北宜昌市三斗坪，距下游葛洲壩水利樞紐工程38公里；是目前世界上最大的混凝土水利發(fā)電工程，是三峽水電站的主體工程，三峽大壩旅游區(qū)的核心景觀，三峽水庫的東端。三峽大壩工程包括主體建筑物及導(dǎo)流工程兩部分，全長2309m，壩高185m，工程總投資為954.6億元人民幣，于1994年12月14日正式動工修建，2006年5月20日全線建成。防洪措施2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授38長江三峽大壩，集發(fā)電、航運、防洪為一體也成了著名的旅游區(qū)2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授39胡佛大壩防洪措施胡佛大壩(HooverDam)是美國綜合開發(fā)科羅拉多河(Colorado)水資源的一項關(guān)鍵性工程，位于內(nèi)華達州和亞利桑那州交界之處的黑峽(BlackCanyon)，具有防洪、灌溉、發(fā)電、航運、供水等綜合效益。大壩系混凝土重力拱壩，壩高221.4m，大壩形成的水庫叫米德(Mead)湖，總庫容348.5億立方米，水電站裝機容量原為134萬kW，現(xiàn)已擴容到208萬kW，計劃達到245.2萬kW。于1931年4月開始動工興建，1936年3月建成，1936年10月第一臺機組正式發(fā)電。2024/4/23中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授42解決了科羅拉多河的水流調(diào)控問題，是一項多功能水利工程。都江堰水利工程公元前256年（秦昭王五十一年），蜀郡太守李冰主持修建了都江堰水利工程，使洪災(zāi)頻繁的成都平原變成了旱澇保收的天府之國。都江堰水利工程主要由魚嘴、飛沙堰和寶瓶口三者組成。魚嘴是一座修建在岷江江心的分水建筑物，形狀像一條逆水而上的魚的嘴巴。魚嘴作為分水壩，把江水分為東西兩股，西股叫外江，起泄洪作用。東股叫內(nèi)江，起引水進入成都平原進行灌溉的作用。春耕枯水季節(jié)，約60%的岷江水進入內(nèi)江以滿足灌溉需要，夏秋洪水季節(jié)，則60%的岷江水進入外江，排洪泄洪。妙不可言！都江堰水利工程，構(gòu)思之巧妙，配合之科學(xué)，成效之顯著，即使現(xiàn)代水利專家來設(shè)計，恐怕也難出其上。將內(nèi)江的水引入成都平原，還遇到一座玉壘山的阻擋。李冰將玉壘山鑿（zao）開，建成一個引水孔，人稱寶瓶口。這個引水孔，寬約20米，高40米，長80米，工程艱巨。內(nèi)江水流入寶瓶口后，就分道進入許多大大小小的河渠，組成交錯的扇形水網(wǎng)，灌溉成都平原的肥沃土地。都江堰完工后,成都平原從此“水旱從人,不知饑饉，時無荒年，天下謂之天府”。另一個重要建筑稱為飛沙堰。當(dāng)進入內(nèi)江的流量超過寶瓶口的接納上限時，多余的水量便從飛沙堰頂部自行溢入外江。從上游挾帶下來的泥砂卵石也通過飛沙堰排入外江，以免寶瓶口和下游灌區(qū)淤積變淺，做到了正面進水、側(cè)面排沙，是一項獨具匠心的設(shè)計。飛沙堰實際上就是一座泄洪排沙閘。李冰父子所建的都江堰水利工程至今已有二千多年歷史，經(jīng)過不斷修膳，至今還在應(yīng)用，是我國水利科技史上的一座豐碑。2000年，都江堰水利工程被聯(lián)合國列為“世界文化遺產(chǎn)”。為紀念李冰父子，在都江堰國家5A級風(fēng)景區(qū)內(nèi)修建了“二王廟”，