山洪侵蚀培训课件

山洪侵蚀培训课件一、概念山洪是山区地表径流沟网向河沟集中后形成的强大洪流。具有较大冲击力和负荷力，但其容重一般小于1.3t/m3。二、山区洪水类型依按照成因不同，可将山洪分为以下几种类型。1.暴雨引起的山洪它是山洪的主要类型，是由大强度的降雨所形成的，其过程特征、峰量的大小等，主要决定于暴雨的强度、暴雨中心移动方向、暴雨区域范围及暴雨过程等因素。根据暴雨的时空分布，又可分为三种：①由短历时(几小时或十几小时)大暴雨形成的局地性山洪，暴雨茏罩面积较小，约几十至几千平方公里，位于暴雨中心范围内的河沟产生较大山洪。②由中等历时的一次暴雨过程所形成的区域性山洪。持续时间在3～7天左右，可使一个地区内普遍暴发山洪，甚至使大河流发生大洪水。③由长时间大范围的连续淫雨，并有多个地区多次暴雨组合产生的大范围淫雨性山洪。其降雨时间可长达1～2个月，造成几个大流域同时发生大洪水。2.融雪引起的山洪主要发生在高纬度积雪区或高山积雪区。3.水体溃决引起的山洪因种种原因造成水库、湖泊等坝体溃决，水体突然涌出，产出的山洪，由于来势猛，水流急，常造成重大危害。三、山洪时空分布1.一次山洪由于山区、丘陵区地面和河床坡降都较陡，降雨后产流和汇流都较快，形成急剧涨落的洪峰，所以山洪具有突发、水量集中、破坏力强的特点。在某一流域中，流域出口处的洪水流量过程线是一条峰形曲线，其最大值即洪峰流量由全部流域面积在T时间内的最大净雨形成。

式中：Qm――洪峰流量(m3/s)；hτ――τ时段内最大净雨量(mm)；τ――流域汇流历时(h)，即流域最远点径流到达出口断面的时间；φ――洪峰径流系数；F――流域面积(km2)；IC――τ时间内最大雨量的平均强度(mm/h)。流量、汇流历时、洪水历时均与流域内的自然地理条件(流域形状、植被、地形、土壤等)有关。在流域面积、降水强度、历时相等的情况下，狭长形坡度较缓的流域汇流历时长，洪峰流量小，洪水历时长。而漏斗形坡度较陡的流域汇流历时短，洪峰流量大，洪水历时短。植被条件较好的流域洪峰流量小。2.季节分布山洪是许多因素相互影响的产物，其中最主要的因素是暴雨。我国地处亚欧大陆的东南部，东临太平洋，地理位置决定了我国降水主要来源于暖季的海洋季风。致使降水量受季节影响明显，也决定了山洪发生的季节变化规律。每年春夏之交我国华南地区暴雨开始增多，洪水发生机率随之加大，受其影响的珠江流域在5、6月易发山洪，其中西江流域延迟到6月中旬到7月旬中旬。6、7月主雨带北移，受其影响的长江流域易发生山洪，湘赣地区在4月中旬即可能发生，5～7月沅、资、澧江流域易发生山洪，而清江、乌江流域在6～8月发生，四川盆地及汉江流域为7～10月。7、8月在我华东、华北、东北地区淮河流域、黄河流域、海河流域、辽河流域易发生山洪。松花江流域山洪发生时间更晚，为8～9月。另外，闽浙地区受台风影响，雨期及易发生山洪时期较长，为6～9月。四、影响山洪因素山洪发生的影响因素很多，其中较为密切的有暴雨、地形、植被和人类活动等。1.暴雨在我国，暴雨是引起山洪的主要原因。一次高强度的暴雨，降水强度远大于土壤入渗速率，降水来不及入渗即产生地表径流。地表径流从坡面到沟道不断汇聚，产生山洪。如1976年7月5日，甘肃省宕昌县化马公社3小时雨量达343mm，暴雨区内的小河坝沟流域面积仅13.5km2，而洪峰流量达867m3/s，接近相同流域面积的世界最高纪录。长时间大范围的连续降雨，可能产生多次暴雨。土壤饱和，可导致大面积范围内的山洪暴发，并可形成某一大流域的特大洪水，如1998年在我国长江流域爆发的特大洪水就是如此。2.地形流域地形的陡峻，决定了地表径流的入渗和产流，坡面开始产流时间(t0)与坡度(α)间的关系为t0＝4.453e1.508(1-sinα)。由此可见，坡度增大，将提早产生径流。这是由于坡度增大，径流流速增加，减少了停蓄和入渗时间，径流损失量减少。流域形状对山洪也有着很大的影响。狭长形流域，其沟系单一，主沟较长，支沟少，等流时线短，产生径流历时长，洪峰流量小。圆形、扇形、辐射形流域，主沟较短，支沟多，等流时线长，汇流快，洪峰流量大。

3.植被植被，尤其是森林植被，具有涵养水源，保持水土的作用，它对水循环中的降雨、下渗和径流三个环节都有调节和控制作用。因此，它可以消减洪峰流量，增加枯水流量，使河(沟)径流在年内分配趋于均匀。4.人类活动人类祖祖辈辈受洪水侵扰，世世代代探求根治水灾之策。然而，尽管今天人类已拥有强大的改造自然能力，增加了若干制约自然灾害的新手段，但洪水灾害有增无减，在发展中国家尤其如此。究其原因，与人类自身的很多不合理生产经营活动有着密切联系。森林被砍伐后，一方面在暴雨之后不能蓄水于山上，使洪峰来势迅猛，峰高量大，增加了水灾频率；另一方面加重了水土流失，使水库淤积，库容减少，也使下游河道淤积抬升，降低了调洪和排洪能力。城市化的影响，近年来，各种生产开发建设项目发展迅速。城市建设面积扩大后，不透水地面增加，降雨后，地表径流汇流速度加快，径流系数增大，峰现时间提前，洪峰流量成倍增长，而城市“热岛效应”使城区的暴频率与强度提高，又加大了洪水成灾因素。新的致灾因素，修建库坝可在汛期拦蓄洪水，再安全有计划地向下排放，既可减灾，又可兴利。但当库坝兴建之初，由于种种原因(如水文、地震等资料不足)，有时设计标准偏低，库容不足，可造成洪水漫顶溃坝。溃坝洪水所造成的损失要比暴雨洪水大的多。五、山洪侵蚀特征山洪具有强大的动能，可将沿途的土沙物质侵蚀、搬运到下游，并在沟口开阔部位沉积下来。山洪发生后，在沟网中有一个汇聚过程。以河沟主沟道为准，可分为上游、中游、下游。在上游径流量小，但沟道两侧坡面陡，汇流速度快，沟底纵比降大，流速更大，所以上游产生的径流以冲力为主，沟道下切侵蚀最明显。中游由于汇水面积大，有较多支流的径流汇集于沟道，不但流量增加，而且因支沟汇流与主沟径流流向不一致，产生一定角度，迫使主沟径流向彼岸流去，形成偏态流动，产生侧蚀，冲淘河岸。下游段，坡降缓，但流量更集中，因下游支流汇入主沟道中，同样影响主沟道径流流向，存在侵蚀作用。在冲淘两岸时，由于曲流和侧蚀作用，被冲淘的一侧往往后退形成凹岸，另一侧不断淤积形成凸岸。使河流表现为蛇形前进。山洪的搬运作用与河谷水流一样，也有四种方式，推移、跃移、悬移和溶解搬运。根据水力不的定律（爱里定律）在流水中推移的单个固体物质的重量与起动流速的六次方成正比，即M＝cv6。六、山洪沉积物特征山洪在行进过程中，当流路条件发生变化时，所携带的土砂物质即沉积下来。土砂物质的沉积包括流路中的沉积和山口的沉积。山洪行进到中下游地带，受曲流