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(guó)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(guó)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(guò)河漫灘的溢流現(xiàn)象。什么是河漫灘？洪水期間被水淹沒(méi)，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(qiáng)度：一次洪水過(guò)程的洪峰流量。洪峰流量是指一次洪水過(guò)程中通過(guò)某一監(jiān)測(cè)斷面的最大流量。2、洪水總量：一次洪水過(guò)程通過(guò)河道某一斷面的總水量。3、洪水歷時(shí)：河道某斷面的洪水過(guò)程線從起漲到落平所經(jīng)歷的時(shí)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(guò)程線表達(dá)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(guò)程中通過(guò)某一個(gè)測(cè)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(yán)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(guò)程線所包圍的面積洪水總量是指一次洪水過(guò)程通過(guò)河道某一斷面的總水量。單位為立方米或萬(wàn)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(shí)一般分為短歷時(shí)洪水（2小時(shí)以內(nèi)）、中等歷時(shí)洪水（小于1天）、長(zhǎng)歷時(shí)洪水（5-10天）、超長(zhǎng)歷時(shí)洪水（大于10天）四類(lèi)。洪水歷時(shí)是指河道某斷面的洪水流量過(guò)程線從起漲到平落所經(jīng)歷的時(shí)間。單位為秒或天。廣西梧州及相關(guān)水文站“1998.06”

洪水過(guò)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(jí)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(jí)是衡量洪水大小的一個(gè)指標(biāo)根據(jù)洪水重現(xiàn)期/洪水頻率來(lái)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(zhǎng)時(shí)期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次的概念。如某一量級(jí)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(jì)概率，不能簡(jiǎn)單理解為每相隔百年出現(xiàn)一次。洪水等級(jí)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(jí)是衡量洪水大小的一個(gè)指標(biāo)根據(jù)洪水重現(xiàn)期/洪水頻率來(lái)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(shí)期內(nèi)，等于或超過(guò)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?jǐn)?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(jì)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(jí)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(guó)家防洪標(biāo)準(zhǔn)（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(huì)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(huì)引發(fā)洪水。人為因素1.水土流失加劇，河道淤積嚴(yán)重，過(guò)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(lèi)型按洪水的形成原因分類(lèi)：我國(guó)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(qiáng)度大、歷時(shí)長(zhǎng)、面積廣，多發(fā)生在夏季，發(fā)生時(shí)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(bǔ)給來(lái)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(shí)長(zhǎng)，漲落慢，受氣溫影響，具有明顯的晝夜變化，洪水過(guò)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(lái)水，導(dǎo)致上游水位壅高，而當(dāng)冰塞溶解或冰壩崩潰時(shí)，蓄水迅速下泄所形成的洪水。我國(guó)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(shí)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(qiáng)。中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授洪水的其它分類(lèi)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(shí)長(zhǎng)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(méi)土地引起的災(zāi)害。澇災(zāi)是指因長(zhǎng)期大雨或暴雨而產(chǎn)生的地面大面積積水或土地過(guò)濕而引起的災(zāi)害。由于水災(zāi)和澇災(zāi)往往同時(shí)發(fā)生，有時(shí)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(qiáng)度（洪水量級(jí)）相同的情況下，經(jīng)濟(jì)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(jì)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(lèi)社會(huì)的產(chǎn)物，所以其形成必須具備兩個(gè)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(lèi)居住或社會(huì)財(cái)產(chǎn)。=+2014/9/328洪水災(zāi)害的特征洪水發(fā)生具有隨機(jī)性，風(fēng)險(xiǎn)就是對(duì)某種不利事件的不確定性的定量描述，因此，風(fēng)險(xiǎn)分析在認(rèn)識(shí)洪水災(zāi)害和采取減災(zāi)行動(dòng)中占有突出重要的地位。不確定性洪水所到之處，無(wú)論個(gè)人、集體或社會(huì)組織，無(wú)一例外都會(huì)受到危害。社會(huì)性洪水淹沒(méi)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(méi)區(qū)，或同一淹沒(méi)區(qū)的不同淹沒(méi)地點(diǎn)，不同受災(zāi)對(duì)象，損失程度與大小均不會(huì)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(guó)的洪水災(zāi)害我國(guó)地處東亞大陸，地形地勢(shì)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(huì)給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。年度經(jīng)濟(jì)損失/億元占GDP%年度經(jīng)濟(jì)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(guó)20世紀(jì)90年代洪澇災(zāi)害經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)江大洪水圍困武漢達(dá)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(wàn)畝，損失糧食74.2億kg，2萬(wàn)多家工礦企業(yè)停產(chǎn)，直接經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)江流域特大洪水災(zāi)害1998年長(zhǎng)江流域特大洪水災(zāi)害1998年長(zhǎng)江特大洪水，僅次于1954年，為20世紀(jì)長(zhǎng)江全流域第二大型洪水。長(zhǎng)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(yáng)湖水位多次突破歷史最高紀(jì)錄。干流荊江河段洪水超過(guò)1954年最高洪水位0.55~1.25m，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)40多天。8月7日13時(shí)左右，長(zhǎng)江九江段決堤30m左右。長(zhǎng)江下游和洞庭湖、鄱陽(yáng)湖共虧垸1075個(gè)，淹沒(méi)總面積3.2萬(wàn)hm2，涉及人口229萬(wàn)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(zhǎng)江大洪水，影響范圍廣

持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，洪澇災(zāi)害特別嚴(yán)重2024/4/2335中山大學(xué)地理學(xué)院劉希林教授1998年美國(guó)密西西比河大洪水2024/4/2336長(zhǎng)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(kù)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(zhǎng)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(dòng)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(zhǎng)江三峽大壩，集發(fā)電、航運(yùn)、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(guó)綜合開(kāi)發(fā)科羅拉多河(Colorado)水資源的一項(xiàng)關(guān)鍵性工程，位于內(nèi)華達(dá)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(yùn)、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(kù)叫米德(Mead)湖，總庫(kù)容348.5億立方米，水電站裝機(jī)容量原為134萬(wàn)kW，現(xiàn)已擴(kuò)容到208萬(wàn)kW，計(jì)劃達(dá)到245.2萬(wàn)kW。于1931年4月開(kāi)始動(dòng)工興建，1936年3月建成，1936年10月第一臺(tái)機(jī)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(wèn)題，是一項(xiàng)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(guó)。都江堰水利工程主要由魚(yú)嘴、飛沙堰和寶瓶口三者組成。魚(yú)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(yú)的嘴巴。魚(yú)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(jìn)入成都平原進(jìn)行灌溉的作用。春耕枯水季節(jié)，約60%的岷江水進(jìn)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(jìn)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(lái)設(shè)計(jì)，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(kāi)，建成一個(gè)引水孔，人稱寶瓶口。這個(gè)引水孔，寬約20米，高40米，長(zhǎng)80米，工程艱巨。內(nèi)江水流入寶瓶口后，就分道進(jìn)入許多大大小小的河渠，組成交錯(cuò)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(shí)無(wú)荒年，天下謂之天府”。另一個(gè)重要建筑稱為飛沙堰。當(dāng)進(jìn)入內(nèi)江的流量超過(guò)寶瓶口的接納上限時(shí)，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(lái)的泥砂卵石也通過(guò)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(jìn)水、側(cè)面排沙，是一項(xiàng)獨(dú)具匠心的設(shè)計(jì)。飛沙堰實(shí)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(guò)不斷修膳，至今還在應(yīng)用，是我國(guó)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(guó)列為“世界文化遺產(chǎn)”。為紀(jì)念李冰父子，在都江堰國(guó)家5A級(jí)風(fēng)景區(qū)內(nèi)修建了“二王廟”，