城市防災(zāi)學(xué)洪水課件

城市防災(zāi)學(xué)三江大學(xué)Email:第三章城市洪水災(zāi)害第一節(jié)城市洪澇災(zāi)害自古以來，洪澇災(zāi)害一直是困擾人類社會發(fā)展最大的自然災(zāi)害之一中國治水的祖先大禹用疏導(dǎo)的辦法治水，比他父親一味攔堵高明，故名傳千古。當(dāng)代水利專家也把今后治水重點歸納為：疏通河道，給洪水以出路。

時至今日，雨澇依然是對人類影響最大的災(zāi)害，也是我國最主要的自然災(zāi)害之一。2002年，我國有近2億人次遭受洪澇災(zāi)害。我國雨澇的發(fā)生具有出現(xiàn)次數(shù)頻繁、旱澇交替出現(xiàn)等特點。

洪澇，指因大雨、暴雨或持續(xù)降雨使低洼地區(qū)淹沒、漬水的現(xiàn)象。雨澇主要危害農(nóng)作物生長，造成作物減產(chǎn)或絕收，破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及其他產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。其影響是綜合的，還會危及人的生命財產(chǎn)安全，影響國家的長治久安等。一.洪水災(zāi)害成因及類型洪水大小常以洪鋒水位（洪峰流量）、洪水總量、洪水歷時來描述，統(tǒng)稱洪水三要素。洪水三要素越大，則洪水越大。1.城市洪澇災(zāi)害

就全球范圍來說，洪澇災(zāi)害主要發(fā)生在多臺風(fēng)暴雨的地區(qū)。這些地區(qū)主要包括：孟加拉北部及沿海地區(qū)；中國東南沿海；日本和東南亞國家；加勒比海地區(qū)和美國東部近海岸地區(qū)。此外，在一些國家的內(nèi)陸大江大河流域，也容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。

我國洪澇分布主要的雨澇區(qū)分布在大興安嶺—太行山—武陵山以東，這個地區(qū)又被南嶺、大別山—秦嶺、陰山分割為4個多發(fā)區(qū)。我國西部少雨，僅四川是雨澇多發(fā)區(qū)。屬性洪澇災(zāi)害具有雙重屬性，既有自然屬性，又有社會經(jīng)濟屬性。它的形成必須具備兩方面條件自然條件氣候異常，降水集中、量大：中國降水的年際變化和季節(jié)變化大，一般年份雨季集中在七、八兩個月，中國是世界上多暴雨的國家之一，這是產(chǎn)生洪澇災(zāi)害的主要原因。洪水是形成洪水災(zāi)害的直接原因。只有當(dāng)洪水自然變異強度達到一定標(biāo)準(zhǔn)，才可能出現(xiàn)災(zāi)害。主要影響因素有地理位置、氣候條件和地形地勢。社會經(jīng)濟條件只有當(dāng)洪水發(fā)生在有人類活動的地方才能成災(zāi)。受洪水威脅最大的地區(qū)往往是江河中下游地區(qū)，而中下游地區(qū)因其水源豐富、土地平坦又常常是經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。一.洪水災(zāi)害成因及類型2.城市洪澇災(zāi)害成因一.洪水災(zāi)害成因及類型一.洪水災(zāi)害成因及類型2.洪水災(zāi)害成因說明：人為活動對災(zāi)情有著“放大”和“縮小”的作用，只有建立良好的人地共存和協(xié)調(diào)關(guān)系，才能使生存環(huán)境變得更安全。.洪水災(zāi)害主要類型類型成因主要分布地帶發(fā)生時間暴雨洪水主要由臺風(fēng)、鋒面等帶來的暴雨東部季風(fēng)區(qū)各大江河中下游平原時間與暴雨時間高度一致性，在東部季風(fēng)區(qū)，暴雨集中發(fā)生在每年4-9月，自南向北推移山洪山區(qū)溪溝，由于地面和河床坡降都較陡，降雨后產(chǎn)流、匯流都較快，形成急劇漲落的洪峰泥石流雨引起山坡或岸壁的崩坍，大量泥石連同水流下泄而形成融雪洪水由積雪融水和冰川融水形成的洪水主要分布在我國西北或東北山區(qū)受氣溫升高制約，融雪洪水一般發(fā)生在每年4-5月，冰川融水形成洪水，主要發(fā)生在7-8月冰凌洪水冰凌堵塞河道分布在河流從低緯度向高緯度流的河段發(fā)生在河流封凍和解凍的季節(jié)潰壩洪水水庫失事時,存蓄的大量水體突然泄放,形成下游河段的水流急劇增漲甚至漫槽成為立波向下游推進的現(xiàn)象。湖泊洪水由于河湖水量交換或湖面大風(fēng)作用或兩者同時作用，可發(fā)生湖泊洪水天文潮海水受引潮力作用，而產(chǎn)生的海洋水體的長周期波動現(xiàn)象風(fēng)潮臺風(fēng)、溫帶氣旋、冷峰的強風(fēng)作用和氣壓驟變等強烈的天氣系統(tǒng)引起的水面異常升降現(xiàn)象海嘯是水下地震或火山爆發(fā)所引起的巨浪一.洪水災(zāi)害成因及類型3.洪水災(zāi)害類型山洪：是山區(qū)溪溝中發(fā)生的暴漲暴落的洪水。由于山區(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)性、水量集中、破壞力強等特點，但一股災(zāi)害波及范圍較小。這種洪水如形成固體逕流，則稱作泥石流。一.洪水災(zāi)害成因及類型3.洪水災(zāi)害類型融雪洪水：主要發(fā)生在高緯度積雪地區(qū)或高山積雪地區(qū)。融雪洪水：在高緯度嚴寒地區(qū),冬季積雪較厚,春季氣溫大幅度升高時，積雪大量融化而形成。一.洪水災(zāi)害成因及類型3.洪水災(zāi)害類型潰壩洪水：是大壩或其他擋水建筑物發(fā)生瞬時潰決，水體突然涌出，造成下游地區(qū)災(zāi)害。這種潰壩洪水雖然范圍不太大，但破壞力很大。此外，在山區(qū)河流上，在地震發(fā)生時，有時山體崩滑，阻塞河流，形成堰塞湖。一旦堰塞湖潰決，也形成類似的洪水。這種堰塞湖潰決形成的地震次生水災(zāi)的損失，往往比地震本身所造成的損失還要大。一.洪水災(zāi)害成因及類型3.洪水災(zāi)害類型潰壩洪水：水庫失事時,存蓄的大量水體突然泄放,形成下游河段的水流急劇增漲甚至漫槽成為立波向下游推進的現(xiàn)象。冰川堵塞河道、壅高水位，然后突然潰決時，地震或其他原因引起的巨大土體坍滑堵塞河流，使上游的水位急劇上漲，當(dāng)堵塞壩體被水流沖開時，在下游地區(qū)也形成這類洪水。一.洪水災(zāi)害成因及類型3.洪水災(zāi)害類型湖泊洪水：由于河湖水量交換或湖面大風(fēng)作用或兩者同時作用，可發(fā)生湖泊洪水。吞吐流湖泊，當(dāng)入湖洪水遭遇和受江河洪水嚴重頂托時常產(chǎn)生湖泊水位劇漲，因盛行風(fēng)的作用，引起湖水運動而產(chǎn)生風(fēng)生流，有時可達5～6m,如北美的蘇必利爾湖、密歇根湖和休倫湖等。一.洪水災(zāi)害成因及類型3.洪水災(zāi)害類型天文潮：海水受引潮力作用，而產(chǎn)生的海洋水體的長周期波動現(xiàn)象。海面一次漲落過程中的最高位置稱高潮，最低位置稱低潮，相鄰高低潮間的水位差稱潮差。加拿大芬迪灣最大潮差達19.6m,中國杭州灣的澉浦最大潮差達8.9m。一.洪水災(zāi)害成因及類型3.洪水災(zāi)害類型風(fēng)潮：臺風(fēng)、溫帶氣旋、冷峰的強風(fēng)作用和氣壓驟變等強烈的天氣系統(tǒng)引起的水面異常升降現(xiàn)象。它和相伴的狂風(fēng)巨浪可引起水位漲,又稱風(fēng)潮增水。第二節(jié)防洪減災(zāi)策略一。防洪規(guī)劃需要統(tǒng)一全流域規(guī)劃強制執(zhí)行二。加強防洪減災(zāi)的法制建設(shè)三。統(tǒng)一規(guī)劃社會經(jīng)濟發(fā)展是防洪規(guī)劃的重要法則四.我國城市防洪策略二.我國洪水災(zāi)害形成背景三.我國城市洪水災(zāi)害的特點我國現(xiàn)有100多座大中城市處于洪水水位之下，受到洪水災(zāi)害的要重威脅。城市本身具有獨特的地表形態(tài)和性質(zhì)，如不透水地面面積大，有天然的和人工的地下管網(wǎng)等兩套排水系統(tǒng)，導(dǎo)致地面徑流系數(shù)大，水流速度快，時間短，下滲少。三.我國城市洪水災(zāi)害的特點我國洪水災(zāi)害分布總的特點：東部多，西部少；沿海多，內(nèi)陸少；平原低地多，高原山地少；山脈東坡和南坡多，西坡和北坡少、我國洪澇災(zāi)害的災(zāi)情特點——范圍廣、發(fā)生頻繁、突發(fā)性強，而且損失大。其中，農(nóng)業(yè)受洪水災(zāi)害影響最為嚴?！氨睒O震蕩”釋放太多冷空氣

所謂“北極震蕩”（ArcticOscillation)，是指當(dāng)北極上空出現(xiàn)低氣壓，氣流會以順時針的方向運行，以保持冷暖氣流的交替運作。假使周圍環(huán)流變得強勁，則會讓北半球氣溫上升，一旦環(huán)流變?nèi)酰淇諝鈱⑾蛲鈹U散出去，就會使北半球變冷；而現(xiàn)在剛好是環(huán)流變?nèi)醯臅r候?？茖W(xué)家以北京震蕩指數(shù)來衡量氣壓的變化。三.我國城市洪水災(zāi)害的特點2009年，“厄爾尼諾”現(xiàn)象再次拜訪了太平洋區(qū)域，受其影響，不斷有暖濕氣流從西北太平洋地區(qū)進入中國大陸地區(qū)。而今年，緊隨“厄爾尼諾”的“拉尼娜”現(xiàn)象又帶來了大量的降水。

三.我國城市洪水災(zāi)害的特點三.我國城市洪水災(zāi)害的特點三.我國城市洪水災(zāi)害的特點三.我國城市洪水災(zāi)害的特點三.我國城市洪水災(zāi)害的特點三.我國城市洪水災(zāi)害的特點三.我國城市洪水災(zāi)害的特點為什么七大江河流域是我國防洪和防治水土流失的重點?點撥：我國的暴雨洪水主要分布在東部季風(fēng)區(qū)的七大江河流域的中下游，這里農(nóng)業(yè)和工業(yè)發(fā)達，人口和城市集中，洪澇可以導(dǎo)致嚴重的災(zāi)情，因此是防洪的重點地區(qū)；七大江河的中上游地區(qū)都存在著不同程度的水土流失狀況，使得下游泥沙淤積，河道堵塞，直接影響中下游的排洪泄洪情況，因此七大江河流域也是我國防治水土流失的重點；也可以認為防洪和防治水土流失是七大江河地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的保證。三峽工程舉世矚目的三峽工程，是迄今世界上最大的水利水電樞紐工程，具有防洪、發(fā)電、航運、供水等綜合效益，2006年已全面完成了大壩的施工建設(shè)。三峽工程三峽水電站，又稱三峽工程、三峽大壩。位于中國重慶市市區(qū)到湖北省宜昌市之間的長江干流上。大壩位于宜昌市上游不遠處的三斗坪，俯瞰三峽水電站并和下游的葛洲壩水電站構(gòu)成梯級電站。它是世界上規(guī)模最大的水電站，也是中國有史以來建設(shè)最大型的工程項目。而由它所引發(fā)的移民搬遷、環(huán)境等諸多問題，使它從開始籌建的那一刻起，便始終與巨大的爭議相伴。三峽水電站的功能有十多種,航運、發(fā)電、種植等等。三峽水電站1992年獲得中國全國人民代表大會批準(zhǔn)建設(shè)，1994年正式動工興建，2003年開始蓄水發(fā)電，于2009年全部完工。三峽工程三峽工程全稱為長江三峽水利樞紐工程。整個工程包括一座混凝重力式大壩，泄水閘，一座堤后式水電站，一座永久性通航船閘和一架升船機。三峽工程建筑由大壩、水電站廠房和通航建筑物三大部分組成。大壩壩頂總長3035米，壩高185米，水電站左岸設(shè)14臺，右岸12臺，共裝機26臺，前排容量為70萬千瓦的小輪發(fā)電機組，總裝機容量為1820萬千瓦時，年發(fā)電量847億千瓦時。通航建筑物位于左岸，永久通航建筑物為雙線五包連續(xù)級船閘及早線一級垂直升船機。都江堰水利工程

都江堰水利工程位于四川成都平原西部都江堰市西側(cè)的岷江上，距成都56公里。建于公元前256年，是戰(zhàn)國時期秦國蜀郡太守李冰率眾修建的一座大型水利工程，是現(xiàn)存的最古老而且依舊在灌溉田疇，造福人民的偉大水利工程。都江堰水利工程都江堰水利工程是全世界至今為止，年代最久、唯一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程。這項工程主要有魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進水口三大部分和百丈堤、人字堤等附屬工程構(gòu)成，科學(xué)地解決了江水自動分流(魚嘴分水堤四六分水)、自動排沙(魚嘴分水堤二八分沙)、控制進水流量(寶瓶口與飛沙堰)等問題，消除了水患，使川西平原成為“水旱從人”的“天府之國”。1998年灌溉面積達到到66.87萬公頃，灌溉面積已達40余縣。人們?yōu)榱思o(jì)念李冰父子，建了一座李冰父子廟。第二節(jié)城市防洪策略與規(guī)劃一.防洪減災(zāi)策略1.防洪規(guī)劃需要全流域統(tǒng)一規(guī)劃強制執(zhí)行防洪只有按獨立單元的流域范疇進行統(tǒng)一規(guī)劃、綜合治理，才能取得最大的效益。目前我國七大流域都建立有流域管理機構(gòu)，并在不同程度上發(fā)揮著流域管理的職能。主要是圍繞、組織有關(guān)流域的技術(shù)性水利規(guī)劃、防洪工程建設(shè)、管理與科研來進行。一.防洪減災(zāi)策略2.加強防洪減災(zāi)的法制建設(shè)新中國成立后的近四十年間，我國睡在防治工作的管理主要是通過行政手段或行政法規(guī)進行干預(yù)。改革開放以后，特別是1988年以后，《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國水土保持法》和《中華人民共和國防洪法》相繼頒布實施，并出臺了行政法規(guī)和地方法規(guī)，由此形成水災(zāi)防治的法律法規(guī)體系。一.防洪減災(zāi)策略3.社會經(jīng)濟發(fā)展統(tǒng)一規(guī)劃是防洪減災(zāi)的重要法則長期持久地推行水土保持工作，是提高防洪能力的根本措施之一。首先要重視生態(tài)環(huán)境，加強江河上游水土保持，減少泥沙入江河量。對此，應(yīng)在江河流域封山育林、限制采伐、涵養(yǎng)水源、治洪先要堵住水土流失這個洪災(zāi)之源。在山區(qū)做好水土保持，這是根治河流水患的重要環(huán)節(jié)，主要措施是植樹造林、種牧草、修梯田、挖蓄水坑和蓄水塘等。第二，扭轉(zhuǎn)重庫輕堤，重建輕管的傾向。增加防洪投入，提高防洪工程標(biāo)準(zhǔn)，盡快扭轉(zhuǎn)江河防洪能力普遍偏低的的被動局面。修筑江海堤圍，做好防治屏障，并建立排灌兩用抽水機站。防止洪澇災(zāi)害的產(chǎn)生：第三，疏通河道，還地于水，提高防洪行洪能力。消除堤壩內(nèi)人為障礙物，嚴禁和限制圍湖造田、圍海造田，堅持退耕還湖，加快江河的水電工程建設(shè)進度，盡快發(fā)揮工程防洪調(diào)蓄的作用。第四，增強水患意識，提高大江大河防洪除澇能力。在江河的上游和各河流匯集的地方興修水庫，攔蓄洪水，調(diào)節(jié)河流夏澇冬枯的變化。第五，切實抓好計劃生育，防止人口劇增。第六，提高氣象、水庫的監(jiān)測、預(yù)報水平，準(zhǔn)確預(yù)報洪澇災(zāi)害的發(fā)生和變化。防止洪澇災(zāi)害的產(chǎn)生：一.防洪減災(zāi)策略4.我國城市防洪的主要任務(wù)是加快防洪工程與非工程建設(shè)設(shè)施建設(shè)一.防洪減災(zāi)策略二.城市防洪規(guī)劃基本內(nèi)容

城市防洪規(guī)劃的主要內(nèi)容有：確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)、防護對象、治理目標(biāo)、防洪措施和實施方案，劃定洪泛區(qū)，蓄滯洪區(qū)和防洪保護區(qū)的范圍，規(guī)定蓄滯洪區(qū)的使用原則。二.城市防洪規(guī)劃基本內(nèi)容1.調(diào)查研究，收集資料2.擬定防洪標(biāo)準(zhǔn)3.城市防洪保護范圍4.選擇防洪系統(tǒng)5.防洪效益計算6.近遠期工作安排7.編制規(guī)劃報告三.不同城市防洪規(guī)劃特點三.不同城市防洪規(guī)劃特點三.不同城市防洪規(guī)劃特點第三節(jié)城市防洪工程一.城市防洪標(biāo)準(zhǔn)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)是指通過采取各種措施后使防護對象達到防洪能力。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是指當(dāng)發(fā)生小于或等于該標(biāo)準(zhǔn)洪水時，應(yīng)保證防護對象的安全或防洪設(shè)施的正常運行“防護對象”是指受到洪水威脅需要采取保護的對象，根據(jù)防護對象的安全要求可分為三類。一.城市防洪標(biāo)準(zhǔn)一.城市防洪標(biāo)準(zhǔn)在我國現(xiàn)有的450座大中城市中，300多座都有防洪任務(wù)，其中與大江大河關(guān)系密切的重要城市有25座。在這300多座城市中，80%的防洪標(biāo)準(zhǔn)低于50年一遇，65%的防洪標(biāo)準(zhǔn)低于20年一遇，一般縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)