山洪侵蝕培訓(xùn)課件

山洪侵蝕培訓(xùn)課件一、概念山洪是山區(qū)地表徑流溝網(wǎng)向河溝集中后形成的強(qiáng)大洪流。具有較大沖擊力和負(fù)荷力，但其容重一般小于1.3t/m3。二、山區(qū)洪水類型依按照成因不同，可將山洪分為以下幾種類型。1.暴雨引起的山洪它是山洪的主要類型，是由大強(qiáng)度的降雨所形成的，其過程特征、峰量的大小等，主要決定于暴雨的強(qiáng)度、暴雨中心移動(dòng)方向、暴雨區(qū)域范圍及暴雨過程等因素。根據(jù)暴雨的時(shí)空分布，又可分為三種：①由短歷時(shí)(幾小時(shí)或十幾小時(shí))大暴雨形成的局地性山洪，暴雨蘢罩面積較小，約幾十至幾千平方公里，位于暴雨中心范圍內(nèi)的河溝產(chǎn)生較大山洪。②由中等歷時(shí)的一次暴雨過程所形成的區(qū)域性山洪。持續(xù)時(shí)間在3～7天左右，可使一個(gè)地區(qū)內(nèi)普遍暴發(fā)山洪，甚至使大河流發(fā)生大洪水。③由長(zhǎng)時(shí)間大范圍的連續(xù)淫雨，并有多個(gè)地區(qū)多次暴雨組合產(chǎn)生的大范圍淫雨性山洪。其降雨時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)1～2個(gè)月，造成幾個(gè)大流域同時(shí)發(fā)生大洪水。2.融雪引起的山洪主要發(fā)生在高緯度積雪區(qū)或高山積雪區(qū)。3.水體潰決引起的山洪因種種原因造成水庫(kù)、湖泊等壩體潰決，水體突然涌出，產(chǎn)出的山洪，由于來勢(shì)猛，水流急，常造成重大危害。三、山洪時(shí)空分布1.一次山洪由于山區(qū)、丘陵區(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)、水量集中、破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)。在某一流域中，流域出口處的洪水流量過程線是一條峰形曲線，其最大值即洪峰流量由全部流域面積在T時(shí)間內(nèi)的最大凈雨形成。

式中：Qm――洪峰流量(m3/s)；hτ――τ時(shí)段內(nèi)最大凈雨量(mm)；τ――流域匯流歷時(shí)(h)，即流域最遠(yuǎn)點(diǎn)徑流到達(dá)出口斷面的時(shí)間；φ――洪峰徑流系數(shù)；F――流域面積(km2)；IC――τ時(shí)間內(nèi)最大雨量的平均強(qiáng)度(mm/h)。流量、匯流歷時(shí)、洪水歷時(shí)均與流域內(nèi)的自然地理?xiàng)l件(流域形狀、植被、地形、土壤等)有關(guān)。在流域面積、降水強(qiáng)度、歷時(shí)相等的情況下，狹長(zhǎng)形坡度較緩的流域匯流歷時(shí)長(zhǎng)，洪峰流量小，洪水歷時(shí)長(zhǎng)。而漏斗形坡度較陡的流域匯流歷時(shí)短，洪峰流量大，洪水歷時(shí)短。植被條件較好的流域洪峰流量小。2.季節(jié)分布山洪是許多因素相互影響的產(chǎn)物，其中最主要的因素是暴雨。我國(guó)地處亞歐大陸的東南部，東臨太平洋，地理位置決定了我國(guó)降水主要來源于暖季的海洋季風(fēng)。致使降水量受季節(jié)影響明顯，也決定了山洪發(fā)生的季節(jié)變化規(guī)律。每年春夏之交我國(guó)華南地區(qū)暴雨開始增多，洪水發(fā)生機(jī)率隨之加大，受其影響的珠江流域在5、6月易發(fā)山洪，其中西江流域延遲到6月中旬到7月旬中旬。6、7月主雨帶北移，受其影響的長(zhǎng)江流域易發(fā)生山洪，湘贛地區(qū)在4月中旬即可能發(fā)生，5～7月沅、資、澧江流域易發(fā)生山洪，而清江、烏江流域在6～8月發(fā)生，四川盆地及漢江流域?yàn)?～10月。7、8月在我華東、華北、東北地區(qū)淮河流域、黃河流域、海河流域、遼河流域易發(fā)生山洪。松花江流域山洪發(fā)生時(shí)間更晚，為8～9月。另外，閩浙地區(qū)受臺(tái)風(fēng)影響，雨期及易發(fā)生山洪時(shí)期較長(zhǎng)，為6～9月。四、影響山洪因素山洪發(fā)生的影響因素很多，其中較為密切的有暴雨、地形、植被和人類活動(dòng)等。1.暴雨在我國(guó)，暴雨是引起山洪的主要原因。一次高強(qiáng)度的暴雨，降水強(qiáng)度遠(yuǎn)大于土壤入滲速率，降水來不及入滲即產(chǎn)生地表徑流。地表徑流從坡面到溝道不斷匯聚，產(chǎn)生山洪。如1976年7月5日，甘肅省宕昌縣化馬公社3小時(shí)雨量達(dá)343mm，暴雨區(qū)內(nèi)的小河壩溝流域面積僅13.5km2，而洪峰流量達(dá)867m3/s，接近相同流域面積的世界最高紀(jì)錄。長(zhǎng)時(shí)間大范圍的連續(xù)降雨，可能產(chǎn)生多次暴雨。土壤飽和，可導(dǎo)致大面積范圍內(nèi)的山洪暴發(fā)，并可形成某一大流域的特大洪水，如1998年在我國(guó)長(zhǎng)江流域爆發(fā)的特大洪水就是如此。2.地形流域地形的陡峻，決定了地表徑流的入滲和產(chǎn)流，坡面開始產(chǎn)流時(shí)間(t0)與坡度(α)間的關(guān)系為t0＝4.453e1.508(1-sinα)。由此可見，坡度增大，將提早產(chǎn)生徑流。這是由于坡度增大，徑流流速增加，減少了停蓄和入滲時(shí)間，徑流損失量減少。流域形狀對(duì)山洪也有著很大的影響。狹長(zhǎng)形流域，其溝系單一，主溝較長(zhǎng)，支溝少，等流時(shí)線短，產(chǎn)生徑流歷時(shí)長(zhǎng)，洪峰流量小。圓形、扇形、輻射形流域，主溝較短，支溝多，等流時(shí)線長(zhǎng)，匯流快，洪峰流量大。

3.植被植被，尤其是森林植被，具有涵養(yǎng)水源，保持水土的作用，它對(duì)水循環(huán)中的降雨、下滲和徑流三個(gè)環(huán)節(jié)都有調(diào)節(jié)和控制作用。因此，它可以消減洪峰流量，增加枯水流量，使河(溝)徑流在年內(nèi)分配趨于均勻。4.人類活動(dòng)人類祖祖輩輩受洪水侵?jǐn)_，世世代代探求根治水災(zāi)之策。然而，盡管今天人類已擁有強(qiáng)大的改造自然能力，增加了若干制約自然災(zāi)害的新手段，但洪水災(zāi)害有增無減，在發(fā)展中國(guó)家尤其如此。究其原因，與人類自身的很多不合理生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)有著密切聯(lián)系。森林被砍伐后，一方面在暴雨之后不能蓄水于山上，使洪峰來勢(shì)迅猛，峰高量大，增加了水災(zāi)頻率；另一方面加重了水土流失，使水庫(kù)淤積，庫(kù)容減少，也使下游河道淤積抬升，降低了調(diào)洪和排洪能力。城市化的影響，近年來，各種生產(chǎn)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展迅速。城市建設(shè)面積擴(kuò)大后，不透水地面增加，降雨后，地表徑流匯流速度加快，徑流系數(shù)增大，峰現(xiàn)時(shí)間提前，洪峰流量成倍增長(zhǎng)，而城市“熱島效應(yīng)”使城區(qū)的暴頻率與強(qiáng)度提高，又加大了洪水成災(zāi)因素。新的致災(zāi)因素，修建庫(kù)壩可在汛期攔蓄洪水，再安全有計(jì)劃地向下排放，既可減災(zāi)，又可興利。但當(dāng)庫(kù)壩興建之初，由于種種原因(如水文、地震等資料不足)，有時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，庫(kù)容不足，可造成洪水漫頂潰壩。潰壩洪水所造成的損失要比暴雨洪水大的多。五、山洪侵蝕特征山洪具有強(qiáng)大的動(dòng)能，可將沿途的土沙物質(zhì)侵蝕、搬運(yùn)到下游，并在溝口開闊部位沉積下來。山洪發(fā)生后，在溝網(wǎng)中有一個(gè)匯聚過程。以河溝主溝道為準(zhǔn)，可分為上游、中游、下游。在上游徑流量小，但溝道兩側(cè)坡面陡，匯流速度快，溝底縱比降大，流速更大，所以上游產(chǎn)生的徑流以沖力為主，溝道下切侵蝕最明顯。中游由于匯水面積大，有較多支流的徑流匯集于溝道，不但流量增加，而且因支溝匯流與主溝徑流流向不一致，產(chǎn)生一定角度，迫使主溝徑流向彼岸流去，形成偏態(tài)流動(dòng)，產(chǎn)生側(cè)蝕，沖淘河岸。下游段，坡降緩，但流量更集中，因下游支流匯入主溝道中，同樣影響主溝道徑流流向，存在侵蝕作用。在沖淘兩岸時(shí)，由于曲流和側(cè)蝕作用，被沖淘的一側(cè)往往后退形成凹岸，另一側(cè)不斷淤積形成凸岸。使河流表現(xiàn)為蛇形前進(jìn)。山洪的搬運(yùn)作用與河谷水流一樣，也有四種方式，推移、躍移、懸移和溶解搬運(yùn)。根據(jù)水力不的定律（愛里定律）在流水中推移的單個(gè)固體物質(zhì)的重量與起動(dòng)流速的六次方成正比，即M＝cv6。六、山洪沉積物特征山洪在行進(jìn)過程中，當(dāng)流路條件發(fā)生變化時(shí)，所攜帶的土砂物質(zhì)即沉積下來。土砂物質(zhì)的沉積包括流路中的沉積和山口的沉積。山洪行進(jìn)到中下游地帶，受曲流