第六章洪水灾害.ppt

一、洪水,洪水一词，在中国出自先秦尚书尧典。该书记载了4000多年前黄河的洪水。据中国历史洪水调查资料，公元前206公元1949年间,有1092年有较大水灾的记录。在西亚的底格里斯幼发拉底河以及非洲的尼罗河关于洪水的记载，则可追溯到公元前40世纪。,大禹治水,诺亚方舟,江、河、湖、海所含水体水量迅猛增加，水位急剧上涨超过常规水位时的自然现象洪水洪水是否具有灾害性，与当地的各种自然环境条件以及人为因素有密切关系：（1）存在诱发水灾的因素，如暴雨、地震、火山爆发、海啸等；（2）存在受危害的对象，如受洪水淹没而遭受损害的人及其财产；（3）人的防御和抵抗能力。,据国际紧急灾害数据库（EMDAT）统计，19702005年间，全球有172个国家共遭遇2565次洪水灾害，其中中国发生127次，仅次于印度的141次，中国是洪水灾害发生最频繁的国家之一。据不完全统计，中国平均每年有1亿1千多万亩农田遭受洪涝灾害，每年经济损失在150亿200亿元，占国民生产总值的12，占全年主要自然灾害总损失的30以上，其中七大江河中下游及沿海诸河是洪水灾害的易发区。,二、洪水的形成,1、水循环,2、河流、泥沙和平原,降水或由地下涌出地表的水，汇集在地面低洼处，在重力作用下经常地或周期性地沿流水本身造成的洼地流动河流。发育成熟的天然河流，一般可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。,一个区域的降雨，通过不同的渠道，流入一条河流，则该区域叫作该河流的流域盆地。简单地说，流域就是一条河的水量补给区域。不同流域的分界线往往在山区，通常叫作河流的分水岭。,科罗拉多大峡谷持续不断的下切侵蚀,不断地侧向侵蚀边滩,河流是自然物质循环的重要通道，河流中运输的不仅是水，还有大量的固体物质。河流输运的固体物质中90是悬浮在河水中的泥沙，其余10是沿河床底部输移的石块等物质。,作为世界上含沙量最大的河流，黄河每年携带亿吨泥沙进入下游。在洪水季节，黄河流经黄土高原、进入河南小浪底水库的黄河水中，每吨水中悬浮的泥沙含量高达30kg。,河流在同一地点的不同季节的搬运能力也有所不同，非汛期河流流量小，流速也较低，河水输沙能力下降，颗粒较大的泥沙便会在河床上沉积；汛期河流流量大，流速高，沉积在河床底部的泥沙则会被冲走。,河流搬运的碎屑物质因流速减慢而逐渐沉积形成的平原叫作冲积平原。,长江入海口,黄河入海口,尼罗河三角洲,密西西比河三角洲,3、洪水,将河流某断面流量从起涨至峰顶到退落的整个过程称为一场洪水。定量描述一场洪水的指标很多，主要有：洪峰流量与洪峰水位，洪水总量与时段洪量，洪水过程线，洪水历时与传播时间，洪水频率与重现期，洪水强度与等级等。水文学中，常将洪峰流量（或洪峰水位）、洪水总量、洪水历时（或洪水过程线）称为洪水三要素，并通常用洪水过程线来表达这三个要素。洪峰流量：一次洪水过程中通过某一个测站断面的最大流量（简称“洪峰”），单位是m3/s；洪水总量：一次洪水过程通过河道某一断面的总水量。洪水总量等于洪水流量过程线所包围的面积洪水历时：河道某断面的洪水过程线从起涨到罗平所经历的时间。,洪水频率、重现期与洪水等级,洪水频率：洪水要素（如洪峰流量或时段洪量）在已掌握洪水资料系列中实际出现次数与总次数之比，常以百分率表示。通常所说的洪水频率一般是指洪水累积频率P，其值越小，表示某一量级以上的洪水出现的机会越少，则该洪水要素的数值越大；其值越大，表示某一量级以上的洪水出现的机会越多，则该洪水要素的数值越小。重现期：随机变量大于或等于某数值平均多少年一遇的年距。重现期（Tp）等于（累积）频率（P）的倒数。,洪水等级洪水等级是衡量洪水大小的一个标准，是确定防洪工程建设规模的重要依据。由于洪水要素的多样性和洪水特性的复杂性，洪水等级可以从不同角度进行划分。通常是根据洪水重现期（或洪水频率）确定洪水等级。,洪水的分类,按洪水的形成原因：暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水、暴潮洪水,图616 1997年美国北部发生的融雪洪水,黄河凌汛：俗称冰排，冰凌对水流产生阻力而引起的江河水位明显上涨的水文现象,空军出动轰炸机炸凌,按照洪水发生地区的不同：山地丘陵区洪水、平原地区洪水、滨海地区洪水按照不同的分类标准：按照洪水发生的时间长短：突发性洪水、渐发性洪水按洪水发生的流域范围：区域性洪水、流域性洪水按洪水重现期：常遇洪水（小于20年一遇）、较大洪水（2050年一遇）、大洪水（50100年一遇）、特大洪水（大于100年一遇）,洪水模拟基于一些假设的情景，例如特定超越概率的流量或设计暴雨，对洪水过程进行模拟和预测，从而为防洪工程的设计与建设提供决策支持；对即将发生事件的水文响应进行预报，可能形成的洪峰流量、洪峰出现时刻、洪水总量等,三、洪水灾害,1、洪水灾害系统,2、洪水灾害的时空分布,中国18世纪中叶以来不同时段的水灾格局：中国历史时期水灾格局呈现东西分异，青藏高原以东、燕北鄂尔多斯高原以南的广大地区水灾相对集中。中国水灾格局的变化主要受土地利用变化的制约：（1）平原地区人类活动向低湿地进入，特别是东北低湿地开垦和长江中下游围湖造田造成的影响较大；（2）大力开垦丘陵和砍伐林地造成生态环境恶化、水土流失，尤其是大兴安岭青藏高原东缘一线的水源地的植被被破坏，直接加剧了山洪强度及其影响范围。,3、洪水灾害案例,（1）黄河洪水,黄河在2000年内决口成灾1500多次，重要改道26次，水灾波及范围达25104km2，1117年黄河决口淹死百万余人；1642年黄河决口，水淹开封城，全城37万人淹死34万人；1933年黄河决口54处，受灾面积1.1104km2，受灾人口360多万，死1.8万人,为什么黄河水灾更多呢？黄河下游的泥沙主要来自黄河中游的黄土地区。此地区土质松散，垂直节理发育，一遇暴雨，即造成大量水土流失。挟沙水流进入黄河下游的宽浅河道流速减慢，挟沙能力下降、造成河道严重淤积。平均每年进入黄河的泥沙高达亿吨，其中亿吨淤积在黄河下游。大量泥沙淤积使下游河床日高，黄河两岸几乎全靠堤防作为屏障，河道滩面一般高出地面.米，有的甚至达到米以上，成为举世闻名的悬河。黄河高悬在大平原之上的河道，河道宽浅，河床很不稳定，主流经常摆动，遭遇大洪水时，很容易决口。决口以后，居高临下，难以立即堵复，有时就酿成改道，所以灾害比一般河流多而且严重。水量分配过于集中是黄河多水灾的又一主要原因。黄河暴雨多集中于中游，暴雨次数多，雨区大、强度高。下游又没有湖泊调蓄，因此洪水有暴涨猛落的特点，特别是发生于夏秋季节的伏秋大汛，是造成水灾的重要原因。,悬河,小浪底水库和小浪底大坝,扰沙船只在河南范县黄河上进行人工扰沙清淤作业,黄河是举世闻名的“地上悬河”，目前，黄河下游河床普遍高于地面4米至6米。为了化解“悬河”之危，从2002年起，我国连续5年在黄河进行大规模调水调沙，在汛期利用黄河中游水库蓄水，用“人造洪峰”冲刷“清洗”黄河，把3.8亿多吨淤积在河道中的泥沙冲入大海，使黄河下游主河槽平均下切1米。,（2）长江洪水,长江在1300多年间发生水灾200多次，1931年自沙市至上海沿江城市多被水淹，武汉市受淹百日，淹没农田333.3104hm2，受灾人口2850万，死亡14.5万人。1932年汉江大水受灾面积150.9104hm2，1003万人受灾，死亡14.2万人。1954年长江大水，汉口最高水位达29.73m，受灾农田达317104hm2，受灾人口1800万，死亡3.3万人。1981年长江大水53个县以上城市、580个城镇、2600多座工厂企业、83.3104hm2耕地受淹，倒塌房屋160万间。1998年全国共有29个省（自治区、直辖市）遭受了不同程度的洪涝灾害，农田受灾面积2229万公顷（3.34亿亩），成灾面积1378万公顷（2.07亿亩），死亡4150人，倒塌房屋685万间，直接经济损失2551亿元。,98洪水,长江近年来为何洪灾频繁,大面积森林砍伐、水土流失，河流泥沙量增加，抬高河床湖群的消失,洞庭湖面积：19世纪初6000km2，1949年4350km2，1984年仅剩下2145km240年中鄱阳湖面积也缩小1/5以上,长江会不会变成黄河第二？黄河上游及中游的水土流失是众所周知的，黄河每年的输沙量达亿吨，大量泥沙在下游沉积，每年使河床升高厘米，现在河道已高出地面米。历史上黄河已先后决口00多次，重要改道2次。黄河上游早在四五千年以前曾是“林木葱郁”的地带，因后来烧山毁林，造成现在的赤地千里，秃岭连绵，林木很少，水土流失严重，使黄河成为“害河”。流经青、川、藏、鄂、湘、赣、苏、皖等十余省区的长江如何呢？长江流域水土流失面积万平方公里，占流域面积的，年侵蚀土壤达亿吨，每年流入河口的泥沙达亿立方米。由于水土流失，使河流泥沙量增加，河床抬高，削弱了泄洪能力。湖北荆江河段，河床已高出地面米左右。长江中下游湖泊面积年代约有万平方公里，年代已缩小到万平方公里，平均每年被泥沙淤积平方公里。造成长江流域水土流失严重，生态环境恶化的主要原因是人们在开发利用自然资源时，违反了自然规律，使覆盖地面的森林植被严重破坏，加剧了水土流失。以四川省为例，年代初期森林覆盖率达，现下降到，而川中丘陵水土流失严重的地区森林覆盖率只有。如果再继续乱砍滥伐，长江的泥沙含量就会继续增加，长江有变成第二条黄河的危险。我们再也不能使长江变成第二条黄河，必须采取措施保护长江中上游地区的森林植被，并营造水源林和各种防护林，保持良好的生态环境，努力治理好长江中上游的水土流失，使长江变成一条清澈的河流。,（3）淮河流域“75.8”洪水,1975年8月4日，3号台风以强劲势头进入中原腹地，在河南境内“停滞少动”，和北部的冷空气团相遇，倾盆大雨强度达到了令人难以置信的程度。三天三夜内降雨量大于200mm的范围有4.4104km2，相应的总降水达201108m3。降雨中心林庄雨量达1631mm，6小时降雨量达830mm，创世界记录。暴雨到来的数日内，白天如同黑夜；雨水象从消防水龙中射出；从屋内伸出脸盆，眨眼间水满；暴雨如箭矢，雨后山间遍地死雀。暴雨区形成特大洪水，量大，峰高，势猛。洪汝河在班台以上的产水量为57.3亿立方米，沙颖河在周口以上的产水量为49.4亿立方米。滚滚而至的洪水，对暴雨区内的水库群造成严重的威胁。河南省板桥水库、石漫滩水库及一大批中小水库跨坝失事。洪水冲进45km外的遂平县，城中40万人半数漂在水中，洪水将京广铁路的铁轨拧成麻花状。5小时后，库水泄尽。汝河沿岸14个公社的土地被刮地3尺，田野上的黑色熟土悉被刮尽，遗留下一片令人毛骨悚然的鲜黄色。据由中国原水利部长钱正英亲自作序的中国历史大洪水一书披露，在这次被称之为“75.8”大水的灾难中，河南省有29个县市、1700万亩农田被淹，其中1100万亩农田受到毁灭性的灾害，1100万人受灾，85600多人死难，致使纵贯中国大陆北京至广州的铁路(京广线)冲毁102公里，中断行车18天，影响运输48天，直接经济损失近百亿元。,（4）1993年密西西比河大洪水,1993年春夏之交，在美国中西部上空滞留23个月之久的冷锋使中西部地区出现异常降雨，导致密西西比河上游发生了历史罕见的特大洪水，洪水淹没面积达41000km2，受灾范围波及艾奥瓦及伊利诺伊、密苏里、明尼苏达、内布拉斯加、北达科他、南达科他、威斯康星和堪萨斯九个州，死亡人数超过50人，财产损失超过150亿元。,四、减轻洪水灾害,减灾建设的基本方针：以防为主，防灾、抗灾和救灾相结合；以群众为主，群众、集体和国家力量相结合；以生产自救为主，生产自救、互助互济和国家救济扶持相结合。减轻洪水灾害，必须重视除害与兴利并举的灾害管理思想，既要研究河流的自然规律使其造福人类，又要注重与水为友，实现人、水的和谐共存，也要注重工程措施与非工程措施的有机结合和流域全局利益与区域利益相协调。,1、工程措施减灾河道堤防、水库、分洪工程、蓄滞洪区和河道整治工程国内：黄河堤防、荆江大堤、都江堰水利工程、三峡大坝、荆江分洪工程国外：密西西比河防洪工程、胡佛大坝、阿斯旺高坝、荷兰海堤,荆江大堤,都江堰水利工程,三峡工程：瞿塘峡、巫峡和西陵峡,荆江分洪工程,主要有分洪区围堤工程、分洪闸、分洪工程和节制闸等。全区面积920km2，南北长约70km，东西宽约30km，四面环堤，有效容积54亿m3,胡佛大坝以美国第31届总统哈克胡佛的名字命名，它是当时世界上最高的拱形坝（大坝高221米），而且现今仍然是世界前几名的高坝。同时它还是世界高坝中长度最短的大坝，坝顶长只有379米。胡佛大坝真正“使沙漠变成良田”，永远改变了西部的命运。在大坝建成之前，科罗拉多河定期改变河道，引起大面积洪涝灾害，河底是厚厚的淤泥，根本无法利用。,荷兰海堤：荷兰沿海地区为抵御风暴潮及围海造田而兴建的，由海堤、围堤、拦河坝和挡潮闸等组成的防洪系统，包括在北海、须德海及三大河流河口湾沿岸修筑的总长约2500km的海堤和河堤，以及附近的泄水闸和船闸的拦海大坝,密西西比河防洪工程,百余年来，密西西比河曾发生重大洪灾36次，平均3年就有1次。1927年、1937、1973、1993年目前密西西比河的防洪系统由堤防（含防洪墙）、分洪工程、河道整治、支流水库等工程措施及洪水预报与警报系统、洪泛区管理系统等非工程措施组成,2、非工程减灾措施,非工程减灾措施是在肯定工程措施作用的前提下，根据一定的条件，通过法令、政策、行政管理、经济手段、技术手段等，尽可能地减轻洪水灾害损失。,3、洪水灾害检测与预警全国建有水文站3450个、水位站1263个、雨量站16273个、地下水观测井13648处，形成了水文灾害监测网；卫星遥感技术,4、洪水灾害应急,5、洪水灾害救济与社会捐助6、洪水灾害保险与基金7、减灾立法：中华人民共和国防洪法，19978、减灾规划：中华人民共和国减灾规划（19982001年）9、减灾教育10、洪水灾害风险评价狭义的风险评价：主要针对致灾因子进行风险评价，从对危险的识辨到对危险性的认识，进而开展风险评价，它通常是对风险区遭受不同强度灾害的可能性及其可能造成的后果进行定量分析和评估广义的风险评价：对灾害系统进行风险评价，包括致灾因子风险分析、承灾体脆弱性与恢复力评价、孕灾环境稳定性评估等方面。其中，脆弱性和恢复力概念是近年来国际灾害学领域的热点研究内容。,11、洪水灾害风险管理对策,