自然灾害学第7讲：洪水灾害

2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授1第7讲：洪水灾害泰国古城大府城遭洪水围困2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授2德国洪水施虐家园变“水上屋”2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授3四川广安特大洪水2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授4辽宁盖州洪水围城2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授52024/4/23中山大学地理学院刘希林教授6什么是洪水洪水是河流水位超过河漫滩的溢流现象。什么是河漫滩？洪水期间被水淹没，枯水期间出露水面的河边滩地，称为河漫滩。洪水的特征洪水三要素1、洪水强度：一次洪水过程的洪峰流量。洪峰流量是指一次洪水过程中通过某一监测断面的最大流量。2、洪水总量：一次洪水过程通过河道某一断面的总水量。3、洪水历时：河道某断面的洪水过程线从起涨到落平所经历的时间。2024/4/237中山大学地理学院刘希林教授2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授8洪水过程线表达洪水三要素2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授9洪峰流量是指一次洪水过程中通过某一个测站断面的最大流量。单位为立方米/秒。洪峰流量在一定程度上反映洪水的严重程度，洪峰流量越大，则洪水规模越大。2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授10洪水总量等于洪水流量过程线所包围的面积洪水总量是指一次洪水过程通过河道某一断面的总水量。单位为立方米或万立方米。2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授11

洪水历时一般分为短历时洪水（2小时以内）、中等历时洪水（小于1天）、长历时洪水（5-10天）、超长历时洪水（大于10天）四类。洪水历时是指河道某断面的洪水流量过程线从起涨到平落所经历的时间。单位为秒或天。广西梧州及相关水文站“1998.06”

洪水过程线2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授12洪水等级的划分2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授13洪水等级是衡量洪水大小的一个指标根据洪水重现期/洪水频率来确定洪水重现期：指某一洪峰流量等于或大于一定数值，在长时期内平均多少年出现一次的概念。如某一量级的洪水的重现期为100年，即百年一遇，表示平均每百年可能出现一次。但这是统计概率，不能简单理解为每相隔百年出现一次。洪水等级的划分2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授14洪水等级是衡量洪水大小的一个指标根据洪水重现期/洪水频率来确定洪水频率：指某一洪峰流量出现的累积频率。即在多年时期内，等于或超过某一洪峰流量的洪水可能出现的次数。也可折合成每一年内可能出现的频率，以百分数表示。其倒数称为重现期。例如，重现期百年一遇，即平均在一百年内可能重复出现一次，其累计频率为1%。2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授15洪水频率P/%洪水重现期Tp/a洪水等级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国家防洪标准（GB50201-1994）洪水的成因自然因素

河流与河道具有自适应能力和自我调节功能，正常年份不会发生洪水，只有当降雨或气温发生极端异常，超出了正常值，才会引发洪水。人为因素1.水土流失加剧，河道淤积严重，过水断面不足2.围垦河漫滩地，天然蓄洪和调节作用减弱3.人为修坝设障，阻碍河道行洪4.城镇发展改变天然河道2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授162024/4/23中山大学地理学院刘希林教授17洪水的类型按洪水的形成原因分类：我国洪水绝大多数是由暴雨引起的暴雨洪水暴雨洪水融雪洪水冰凌洪水溃坝洪水2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授18暴雨洪水暴雨洪水是指由暴雨引起的江河水量猛增、水位急涨的洪水。暴雨是产生洪水的重要条件。暴雨洪水一般强度大、历时长、面积广，多发生在夏季，发生时间由南往北延迟。2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授19融雪洪水融雪洪水是由冰川融水和积雪融水为主要补给来源的洪水。融雪洪水主要分布在高纬度地区或是海拔较高的山区。一般发生在4、5月份，历时长，涨落慢，受气温影响，具有明显的昼夜变化，洪水过程线呈锯齿形。2024/4/2320冰凌洪水冰凌洪水，又称凌汛，是较高纬度地区河流特有的水文现象。是指由于大量冰凌阻塞形成的冰塞或冰坝拦截上游来水，导致上游水位壅高，而当冰塞溶解或冰坝崩溃时，蓄水迅速下泄所形成的洪水。我国凌汛主要发生在黄河的宁夏、内蒙古、山东河段，以及松花江哈尔滨以下河段。2024/4/2321溃坝洪水当大坝或其他挡水物体发生瞬时溃决，水体突然涌出，形成溃坝洪水。溃坝洪水一般范围不大，但破坏力极强。中山大学地理学院刘希林教授洪水的其它分类发生地区山地丘陵区洪水滨海地区洪水平原地区洪水历时长短突发性洪水渐发性洪水流域范围区域性洪水流域性洪水重现期常遇洪水：<20年一遇大洪水：50~100年一遇较大洪水：20~50年一遇特大洪水：>100一遇2024/4/23222024/4/23中山大学地理学院刘希林教授23什么是洪水灾害洪水灾害是指水灾和涝灾的总称。水灾一般是指因河流泛滥淹没土地引起的灾害。涝灾是指因长期大雨或暴雨而产生的地面大面积积水或土地过湿而引起的灾害。由于水灾和涝灾往往同时发生，有时也难于区分，因此常常称为洪涝灾害。2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授24洪水灾害2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授25洪水灾害大小与重现期和频率相互关系2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授26在洪水强度（洪水量级）相同的情况下，经济发展水平高但防抗灾害能力低的地区，洪水灾害的危害程度就高；反之，在经济发展水平低但防抗灾害能力高的地区，洪水灾害的危害程度就低。2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授27洪水灾害系统——自然灾害系统

洪水灾害的形成条件洪水灾害是自然界洪水作用于人类社会的产物，所以其形成必须具备两个条件：1.自然环境发生变异从而诱使洪水发生。2.洪水影响地区有人类居住或社会财产。=+2014/9/328洪水灾害的特征洪水发生具有随机性，风险就是对某种不利事件的不确定性的定量描述，因此，风险分析在认识洪水灾害和采取减灾行动中占有突出重要的地位。不确定性洪水所到之处，无论个人、集体或社会组织，无一例外都会受到危害。社会性洪水淹没区一般由洪水大小、自然地形、地理因素和人为控制而确定。地域性在不同淹没区，或同一淹没区的不同淹没地点，不同受灾对象，损失程度与大小均不会相同。差异性2024/4/2329中山大学地理学院刘希林教授我国的洪水灾害我国地处东亚大陆，地形地势情况复杂，气候的地区性差异很大，东部受季风气候和热带气旋影响，暴雨洪水灾害非常突出。频繁的洪水灾害每年都会给社会经济和人民的生命财产造成巨大损失。年度经济损失/亿元占GDP%年度经济损失/亿元占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中国20世纪90年代洪涝灾害经济损失情况2024/4/2330中山大学地理学院刘希林教授1931年长江大洪水围困武汉达两月之久，死于此次水灾的共33600人。武汉遭此重创，逐渐由盛转衰2024/4/23311991年淮河流域特大洪水灾害1991年5月淮河水系平均降雨176mm，是常年的2.1倍，引起河水猛涨。洪水造成淮河及太湖流域受灾耕地590万亩，损失粮食74.2亿kg，2万多家工矿企业停产，直接经济损失453亿元。2024/4/2332中山大学地理学院刘希林教授1998年长江流域特大洪水灾害1998年长江流域特大洪水灾害1998年长江特大洪水，仅次于1954年，为20世纪长江全流域第二大型洪水。长江干流宜昌先后出现8次洪峰，中下游干流沙市-螺山、武穴-九江河段以及洞庭湖、鄱阳湖水位多次突破历史最高纪录。干流荆江河段洪水超过1954年最高洪水位0.55~1.25m，时间长达40多天。8月7日13时左右，长江九江段决堤30m左右。长江下游和洞庭湖、鄱阳湖共亏垸1075个，淹没总面积3.2万hm2，涉及人口229万人，共死亡1562人。2024/4/2334中山大学地理学院刘希林教授1998年长江大洪水，影响范围广

持续时间长，洪涝灾害特别严重2024/4/2335中山大学地理学院刘希林教授1998年美国密西西比河大洪水2024/4/2336长江三峡大坝位于湖北宜昌市三斗坪，距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里；是目前世界上最大的混凝土水利发电工程，是三峡水电站的主体工程，三峡大坝旅游区的核心景观，三峡水库的东端。三峡大坝工程包括主体建筑物及导流工程两部分，全长2309m，坝高185m，工程总投资为954.6亿元人民币，于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线建成。防洪措施2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授38长江三峡大坝，集发电、航运、防洪为一体也成了著名的旅游区2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授39胡佛大坝防洪措施胡佛大坝(HooverDam)是美国综合开发科罗拉多河(Colorado)水资源的一项关键性工程，位于内华达州和亚利桑那州交界之处的黑峡(BlackCanyon)，具有防洪、灌溉、发电、航运、供水等综合效益。大坝系混凝土重力拱坝，坝高221.4m，大坝形成的水库叫米德(Mead)湖，总库容348.5亿立方米，水电站装机容量原为134万kW，现已扩容到208万kW，计划达到245.2万kW。于1931年4月开始动工兴建，1936年3月建成，1936年10月第一台机组正式发电。2024/4/23中山大学地理学院刘希林教授42解决了科罗拉多河的水流调控问题，是一项多功能水利工程。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，使洪灾频繁的成都平原变成了旱涝保收的天府之国。都江堰水利工程主要由鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口三者组成。鱼嘴是一座修建在岷江江心的分水建筑物，形状像一条逆水而上的鱼的嘴巴。鱼嘴作为分水坝，把江水分为东西两股，西股叫外江，起泄洪作用。东股叫内江，起引水进入成都平原进行灌溉的作用。春耕枯水季节，约60%的岷江水进入内江以满足灌溉需要，夏秋洪水季节，则60%的岷江水进入外江，排洪泄洪。妙不可言！都江堰水利工程，构思之巧妙，配合之科学，成效之显著，即使现代水利专家来设计，恐怕也难出其上。将内江的水引入成都平原，还遇到一座玉垒山的阻挡。李冰将玉垒山凿（zao）开，建成一个引水孔，人称宝瓶口。这个引水孔，宽约20米，高40米，长80米，工程艰巨。内江水流入宝瓶口后，就分道进入许多大大小小的河渠，组成交错的扇形水网，灌溉成都平原的肥沃土地。都江堰完工后,成都平原从此“水旱从人,不知饥馑，时无荒年，天下谓之天府”。另一个重要建筑称为飞沙堰。当进入内江的流量超过宝瓶口的接纳上限时，多余的水量便从飞沙堰顶部自行溢入外江。从上游挟带下来的泥砂卵石也通过飞沙堰排入外江，以免宝瓶口和下游灌区淤积变浅，做到了正面进水、侧面排沙，是一项独具匠心的设计。飞沙堰实际上就是一座泄洪排沙闸。李冰父子所建的都江堰水利工程至今已有二千多年历史，经过不断修膳，至今还在应用，是我国水利科技史上的一座丰碑。2000年，都江堰水利工程被联合国列为“世界文化遗产”。为纪念李冰父子，在都江堰国家5A级风景区内修建了“二王庙”，