防汛抗旱基本知识PPT文档格式.ppt

1、（3）降雨面积：指某次降雨所笼罩的水平面积，以km2计。（4）暴雨中心：指暴雨强度较集中的局部地区。,降雨的基本要素,我国划分降水大小的降雨强度标准,三、风级与热带气旋,风是指空气相对于地面的运动。气象上常指空气的水平运动,并用风向、风速来表示。根据相对地面或海面物体影响程度而定出的等级风力叫风级，可用来估计风速的大小。原分为012级计13个等级，后来增加到18个等级。热带气旋是影响我国的重要天气系统。热带气旋到来时伴有狂风暴雨，常给国家和人民生命财产带来重大损失。但在我国南方的伏旱季节，热带气旋带来的降雨对缓解旱情极为有利。影响我国的热带气旋生成于西太平洋热带洋面，是一个直径为100200k

2、m的暖性涡旋。国际上以其中心附近的最大风力来确定强度并进行分类：12级以上的通称为台风；10-11级的是强热带风暴；8-9级的是热带风暴；小于8级的是热带低压。,四、厄尔尼诺与拉尼娜现象,拉尼娜现象也叫反厄尔尼诺现象，一般是厄尔尼诺现象发生在先，而它居后，故又有别名“圣女”。在赤道，中、东太平洋表层海水温度异常偏高时，称厄尔尼诺现象，而表层海水温度比一般年份偏低时，被称作拉尼娜。但并不一定是海水温度偏低时就一定形成拉尼娜现象。我国科学工作者对两者的定义是：采用赤道中、东太平洋关键区（150W90W，5N5S）的海温指标，当该区大范围海表温度较常年增暖（降温）超过0.5C以上，并至少持续6个月以

3、上（其中允许有一个月中断）时，则定义该次增温（降温）过程为一次厄尔尼诺（拉尼娜）事件。在拉尼娜年，西北太平洋和南海地区生成及登陆我国的台风或热带风暴比常年偏多。,四、厄尔尼诺与拉尼娜现象,厄尔尼诺现象是指发生在赤道东太平洋，特别是冷水域中的异常增温现象。由于此现象一般出现于圣诞节前后，而厄尔尼诺（EI-）在西班牙文中即为圣子之意，故名。当此现象出现时，大范围海面温度可比常年偏高34，最高时可偏高6。厄尔尼诺现象的出现会造成低纬度海水温度年际变幅达到峰值，因此不仅对低纬度大气环流，甚至对全球气候的短期变化都具有重大影响。如，我国属于东部亚热带季风区域，影响我国夏季降水的主要天气系统是西太平洋副热

4、带高压，太平洋东部海温剧升后，通过海水和大气之间的相互影响的关系，就影响到东亚的大气环流，造成副热带高压在强度和位置上的显著变化，从而导致降水异常，引发洪涝灾害或其它自然灾害。当厄尔尼诺出现时，要高度警惕水灾及其它灾害，搞好防灾准备，以做到有备无患。,五、暴雨,暴雨形成的过程很复杂，从宏观条件看，首先，要有充沛的水汽来源。即降水云层有足够的厚度，例如有庞大而深厚的积雨云或雨层云存在，并且需要有源源不断的水汽补充供应；其次要有促使气流强烈上升的动力和有利的大气环流形势，使降水强度足够大，持续时间较长。能够满足上述条件的天气系统主要是冷锋低槽和热带气旋两大类。暴雨主要由两种天气系统形成：一是西风带

5、低值系统，包括锋、气旋、切变线、低涡和槽等，易形成大面积暴雨洪水。这类暴雨一般持续时间长、范围大、降水总量大，在大江大河往往形成流域性的暴雨洪水，常可造成干支流洪水遭遇、洪峰叠加的严重洪水灾害。二是低纬度热带天气系统，包括热带风暴和台风。当热带风暴和台风登陆后，一般转变为低气压消失，如气团移动转而北上，深入内陆，与北方冷空气相遇，则可能形成大范围强降雨过程。,六、副热带高压,副热带是指在热带北部与温带南部之间的过渡带,大约在1535N之间（北半球）。副热带高压是围绕地球一圈在副热带生成的高压带，它有几个中心，是大气环流的一环。西太平洋副热带高压是其中之一，能造成我国大范围的旱涝，故特别受到重视

6、。,七、低涡与气旋,低涡是指在高空天气图上，具有气旋性旋转，且高度比四周低的涡旋。低涡内有较强的上升运动，为降水提供了有利条件，如低涡区水汽充沛，大气中又存在位势不稳定能量，则低涡经过的地方，常有暴雨出现。气旋是大气中气压比四周低的区域，又叫低气压。生成于低纬度海洋的为热带气旋。在气旋中心和锋面附近天气变化激烈，气旋和锋面经过的地区常常有大雨和暴雨出现。,八、气团和锋,气团是指在水平方向上物理属性（主要指温度、湿度、大气稳定度等）相对比较均匀的大范围空气团块。其水平范围可达几百万平方公里，铅直厚度可达几公里至十几公里。气团的形成需要具备两个条件：大范围性质比较均匀的下垫面；有利于空气停滞和缓行

7、的环流条件。由于气团是一大块许多物理性质比较均匀的气块，所以气团和气团之间的锋自然是矛盾最激烈的地方。,九、高压脊与低压槽,高压脊是等压线或等高线不闭合且向低压方向突出的高气压区域。其中等压线或等高线的反气旋性曲率为最大值各点的联线称为脊线。低压槽是从低气压区延伸出来的狭长区域。槽中的气压值比两侧的气压要低。槽中各条等压线弯曲最大处的联线称为槽线。,十、气压,气压是指单位面积上所承受的大气柱重量。气压的变化，往往与天气变化有密切关系。气象上，一般以百帕（hpa）作为气压的单位，一个大气压约相当于1013百帕。在天气图上绘制等压线表示的高、低气压区域，一般有高气压、低气压、高压脊、低压槽等。高气

8、压，亦称“反气旋”。在同一高度上，中心气压高于四周的大气旋涡。其中空气自中心向外围流散，因受地球转动的影响，在北半球作顺时针方向流动，在南半球作逆时针方向流动。在高气压内无锋面存在，多出现下沉气流，故少云雨和大风。反气旋按热力结构可分为2种，一是冷性反气旋，多出现于中高纬度的大陆地区；二是暖性反气旋，多出现在副热带地区。低气压，亦称“气旋”。在同一高度上，中心气压低于其四周的大气涡旋。在北半球，气旋区气流作逆时针方向旋转，南半球则相反。气旋也主要有2种，一是温带气旋，二是热带气旋。由于气旋中空气有辐合上升运动，所以一般多云雨，天气较差。,第二节 水文知识,一、流域和水系,流域是地表水与地下水分

9、水线所包围的集水区或汇水区，因地下水分水线不易确定，习惯上将地表水的集水区称为流域。河道干流的流域是由所属各级支流的流域所组成。流域面积的确定，可根据地形图勾出流域分水线，然后求出分水线所包围的面积。河流的流域面积可以计算到河流的任一河段，如水文站控制断面，水库坝址或任一支流的汇口处。流域里大大小小的河流，构成脉络相通的系统，称为河系或水系。,二、河流的分段与断面,每条河流一般都可分为河源上游中游下游河口等五个分段。河源。河流开始的地方，可以是溪涧泉水冰川沼泽或湖泊等。上游。直接连着河源，在河流的上段，它的特点是落差大，水流急，下切力强，河谷狭，流量小，河床中经常出现急滩和瀑布。中游。中游一般

10、特点是河道比降变缓，河床比较稳定，下切力量减弱而旁蚀力量增强，因此河槽逐渐拓宽和曲折，两岸有滩地出现。下游。下游的特点是河床宽，纵比降小，流速慢，河道中淤积作用较显著，浅滩到处可见，河曲发育。河口。河口是河流的终点，也是河流入海洋湖泊或其它河流的入口，泥沙淤积比较严重。河流的断面分为纵断面及横断面。纵断面。沿河流中线（也有取沿程各横断面上的河床最低点）的剖面，测出中线以上（或河床最低点）地形变化转折的高程，以河长为横座标，高程为纵座标，即可绘出河流的纵断面图。纵断面图可以表示河流的纵坡及落差的沿程分布。横断面。河槽中某处垂直于流向的断面称为在该处河流的横断面。它的下界为河底，上界为水面线，两侧

11、为河槽边坡，有时还包括两岸的堤防。横断面出称为水断面，它是计算流量的重要参素。,三、水位和基面,水位：指水体的自由水面高出基面以上的高程，其单位为m。水文资料中涉及的基面有：绝对基面、假定基面、测站基面和冻结基地。绝对基面：一般是以某海滨地点的特征海水面为准。这个特征水面的高程为0.000m。在我国现统一采用黄海基面。曾用过大连、吴淞、珠江、大沽等基地。假定基面：若水文站附近没有国家水准，其水准点高程暂时无法与全河（地区）统一引据的某一绝对基面高程相连接，则可暂时自行假定一个水准基面，作为本站水位和高程起算的标准。测站基面（冻结基面）：是水文测站专用的一种固定基面。一般是将水文站第一次使用的界

12、面冻结下来，作为冻结基面。当然，测站基面（冻结基面）、假定基面应尽可能与绝对基面相连接。各项水位、高程资料都应写明测站基面（冻结基面）与绝对基面的换算关系。其换算关系一般为：冻结基面以上米数+/-米=黄海基面以上米数。例：湘江长沙站逐日平均水位表的表头上注有：表内水位（冻结基面以上米数）-2.276m=黄海基面以上m数，其意思是若长沙站的水位为38.83m，用黄海基面表示，则为36.55m。,四、洪水,暴雨或急剧融冰化雪、风暴潮和水库溃坝等引起江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象，称洪水。（一）洪水流量 单位时间内通过某一过水断面的水量称为流量，其单位为立方米/秒（m3/s）。流量是河流水

13、情的基本要素，水资源的指标之一。设河流某过水断面面积为A，与流入过水断面所在河段的断面平均速度为V，按照流量的定义，则流量：Q=AV（m3/s）式中：Q流量（m3/s）V断面平均流速（m/s）A过水断面面积（m2）（二）洪水特征1、洪水起涨 当流域上发生暴雨或融雪时，在流域各处所形成的地面径流，都依其远近先后汇集于河道的出口断面处，当近处的地面径流到达该出口断面时，河水流量开始增加，水位相应上涨，这就是洪水起涨之时。,四、洪水,2、洪峰流量、洪峰水位 随着流域远处的地表径流陆续流入河道使流量和水位继续增涨，大部分高强度的地表径流汇集到出口断面时，河水流量增至最大值。一次洪水过程中的最大瞬时流量

14、和水位，分别称为洪峰流量和洪峰水位。3、洪水过程线、洪水总量、时段洪量 在方格纸上，以时间为横坐标，以江河的流量或水位为纵坐标，可以绘出洪水从起涨至峰顶到落尽的整个过程曲线，称为洪水过程线。由于洪水过程线两头低，中间高，形似山峰，故最高处称为洪峰。洪水总量：一次洪水过程中或给定时段内通过河流某一断面的洪水体积。时段洪量：某一时段内发生的洪水总量，一般需确定23个时段的洪量。最大时段洪量是指一次洪水过程中，指定历时的最大洪量，如最大1d、3d、7d、15d、30d、60d日洪量等。,四、洪水,（三）洪水类型1、暴雨洪水 指暴雨引起的江河水量迅速增加并伴随水位急剧上升的现象，称暴雨洪水。按暴雨的成

15、因可分为：雷暴雨洪水（也称骤发暴雨洪水），台风暴雨洪水，锋面暴雨洪水。暴雨洪水年际变化很大，在同一流域上，常年出现的暴雨洪水与偶尔出现的特大暴雨洪水，在量级上相差悬殊，洪水过程特征也不完全一致。中国河流的主要洪水大都是暴雨洪水，它多发生在夏、秋季节，南方一些地区春季也可能发生。2、溃坝洪水 指大坝在蓄水状态下突然崩溃而形成的向下游急速推进的巨大洪流。习惯上把因地震、滑坡或冰川堵塞河道引起水位上涨后，堵塞处突然崩溃而暴发的洪水也归入溃坝洪水。溃坝的发生和溃坝洪水的形成通常历时短暂，难以预测，峰高量大，变化急骤，危害性特大。世界各国都很重视，并有各种溃坝洪水的计算方法。3、融雪洪水；4、冰川洪水；

16、5、冰凌洪水；6、雨雪混合洪水,五、径流,径流是指在水文循环过程中，降水沿流域的不同路径向河流、湖泊、沼泽和海洋汇集的水流。在一定时段内通过河流某一过水断面的水量称该断面的径流量。径流是水循环的主要环节，也是水量平衡的基本要素。一个地区的径流量往往是该地区的水资源量的主要组成部分。按径流存在的空间位置，可分为地表径流（直接径流）、地下径流、壤中流；按径流补给形式，可分为降雨径流、冰雪融水径流；一年中不同暑期的径流分别称为汛期径流、枯季径流、年径流。从降水到达地面至水流汇集于流域出口断面的整个过程叫径流形成过程。它包括植物截留、填洼、下渗、蒸散发、坡地汇流、河槽汇流等一系列过程。通常把上述过程归

17、纳为产流过程和汇流过程。,六、水文频率和重现期,（一）经验频率 在实测洪水样本系列中某洪水变量X大于或等于一定数值Xm（即XXm）的可能性大小即为频率，也是指某一数值随机变量出现的次数与全部系列随机变量总数的比值,用数学符号可写成：Pm（XXm），其值在0与1之间。频率用符号P表示,以百分比（）作单位。例如，某河段年最大洪峰流量系列中，出现流量Q1000 m3/s可能性为百分之一，则称Q1000 m3/s的频率等于1%。在全部实测洪水系列n项中按大小顺序排位的第m项的经验频率则为Pm，常用下列公式计算：在洪水频率分析中，称上式为经验频率公式。频率用百分数（%）表示，例如某一洪峰流量出现的频率是

18、1%，就表示该洪峰流量平均每一百年可能出现一次。这就说明这次洪水特别大。如果说频率为5%，就表示该次洪水平均每百年中可能会出现5次，说明这次洪水比较大，但不是特别大。,六、水文频率和重现期,（二）重现期与洪水等级的划分 重现期的概念：随机变量出现频率的另一种表达方式是重现期，即通常所讲“多少年一遇”。重现期用T表示，水文分析所用的单位是“年”。重现期与频率的关系。重现期与频串的关系可用下式表示。当所分析的对象是最大洪峰流量或最大24h降水量等，它们出现的频率小于50时，则重现期为:T=1/P（年）当所分析的对象是较小的枯水流量，其频率一般大于50、则重现期为：T=1/（1-P）（年）应当注意的

19、是，所谓重现期为百年一遇，是指在很长的时间内，平均每逢一百年会出现一次，而不是说刚好在一百年出现一次，事实上在一百年内可能遇到好几次，也可能一次也遇不到。,（二）重现期与洪水等级的划分 按照以上表示方法，目前我国衡量洪水的等级标准就是以水文要素的重现期为标准，把洪水划分为四个等级。估计重现期的水文要素包括洪峰水位（洪峰流量）或时段最大洪量等，可依据河流（河段）的水文特征来选择。一般以洪水的洪峰流量（大江大河以洪水总量）的重现期作为洪水等级划分标准。,六、水文频率和重现期,1、可能最大洪水：河流断面可能发生的最大洪水，简称PMF。这种洪水由最恶劣的气象和水文条件组合形成，最永久性水工建筑物非常运

20、用情况下最高洪水标准的洪水。可能最大洪水有水文气象法和数理统计法两类估算方法。2、设计洪水：符合工程设计中洪水标准要求的洪水。设计洪水包括水工建筑物正常运用条件下的设计洪水和非常运用条件下的校核洪水，是保证工程安全的最重要的设计依据之一。3、校核洪水：符合水工建筑物校核洪水的标准。校核洪水反映水工建筑物非常运用情况下所能防御洪水的能力，是水利水电工程规划设计的一个重要设计指标。校核洪水是为提高工程的安全与可靠程度所拟定的高于设计标准的洪水，用以对水工建筑物的安全进行校核。当水工建筑物遭遇这种洪水时，安全系统允许作适当降低，部分正常运行条件允许破坏，但主要建筑物应保证安全。防洪工程中的洪水标准是

21、根据工程规模、失事后果、防护对象的重要性以及社会、经济等综合因素，由国家制定统一规范确定的。目前许多国家通过工程措施的投资和防洪效益进行综合经济比较，并结合风险分析来选定洪水标准。,七、洪水标准,为了正确地指挥抗洪抢险，减免洪水造成的损失，防汛指挥部门规定了几个防汛控制水位，以满足准备、组织、进行抢险或撤退的需要。1、警戒水位：是指当河道的自由水面超过该水位时，将有可能出现洪水灾害，必须对洪水进行监视做好防汛抢险准备的水位。有堤防的地方，根据堤防质量、渗流现象以及历年防汛情况，把有可能出险的水位定为警戒水位。到达该水位，要进行防汛动员，调动常备防汛队伍，进行巡堤查险。2、保证水位（又称设计水位

22、）：指汛期堤防及其附属工程能保证运行的上限洪水位，又称防汛保证水位。接近或到达该水位，防汛进入全面紧急状态，堤防临水时间已长，堤身土体可能达饱和状态，随时都有出险的可能。这时要密切巡查，全力以赴，保护堤防安全，并对于可能超过保证水位的抢护工作也要做好积极准备。,八、防洪特征水位,1、警戒水位 2、保证水位（又称设计水位）3、分蓄洪水位 为防御洪水，尽量减少洪灾损失，在洪水灾害比较严重的地区，在河道（洪道）两岸辟有临时滞蓄洪水的区域称为蓄滞洪区。当河道水面线超过某一水面线时，形成洪水灾害的可能性很大，蓄滞洪区须分蓄洪，称这个水面线的相应水位为分蓄洪水位。分蓄洪水位根据批准的流域防洪规划或区域防洪

23、规划的要求专门确定。分蓄洪水位，是调度运用分洪工程的一项重要指标。当河、湖洪水将超过堤防安全防御标准，而需运用分蓄洪工程时，据水情预报，以某控制站的水位作为启用分蓄洪工程的依据。,八、防洪特征水位,水文预报就是根据前期和现时的水文、气象等信息，对未来一定时段内水文情势作出的定性或定量预报。水文预报是应用水文学的一个分支，是一项重要的水利基本工作和防洪非工程措施，直接为水资源合理利用与保护、水利工程建设与管理，以及工农业生产服务。预报分类：水文预报按预见期的长短，分为短、中、长期预报。按预报对象分为：洪水预报。主要预报暴雨洪水、融雪洪水的洪峰水位（或流量）、洪峰出现时间、洪水涨落过程和洪水总量等

24、。枯季径流预报。主要预报枯季径流量、最低水位及其出现时间。墒情预报。分析土壤水分的动态变化，预报农作物生长所需的墒情。地下水位预报。分析地下水动态变化。预报地下水蓄量及水位升降等。冰情预报。主要预报流凌、封冻、解冻、冰厚、冰坝、开河等多种冰情的发生发展过程。融雪径流预报。分析计算融雪产生的总水量及洪水变化过程。台风暴潮预报。包括风暴潮增水及最高潮位变化等。水质预报。包括水质状况及稀释自净能力的分析计算和预测等。,七、水文预报,根据洪水形成和运动的规律，利用过去和实时水文气象资料，对未来一定时段的洪水发展情况的预测，称洪水预报。主要预报项目有最高洪峰水位（或流量）、洪峰出现时间、洪水涨落过程、洪

25、水总量等。洪水预报可分为两大类：一类是河道洪水预报，如相应水位（流量）法。天然河道中的洪水，以洪水波形态沿河道自上游向下游运动，各项洪水要素（洪水位和洪水流量）先在河道上游断面出现，然后依次在下游断面出现。因此，可利用河道中洪水波的运动规律，由上游断面的洪水位和洪水流量，来预报下游的运动规律，由上游断面的洪水位和洪水流量来预报下游断面的洪水位和洪水流量。这就是相应水位（流量）法。洪水预报的第二类方法是流域降雨径流（包括流域模型）法。依据降雨形成径流的原理，直接从实时降雨预报流域出口断面的洪水总量和洪水过程。,八、洪水预报,洪水预报的预见期视预报方法不同而异，一般分为理论（天然）预见期和有效预见

26、期两种。在相应水位预报中，天然预见期为上断面的洪峰水位（流量）传播至下断面的时间。即天然预见期等于洪水波从上断面传播至下断面的传播时间。在降雨径流预报中，天然预见期为流域内距出口断面最远点处降雨流到出口断面所经历的时间，即为流域汇集时间。有效预见期为从发布预报时刻到预报的水文要素出现时间间隔，显然有效预见期比天然预见期更短。降雨径流预报的预见期比相应水位（流量）法为长。这点对中小河流和大江大河区间来水特别重要，要想增长预见期宜采用降雨径流预报方法。,八、洪水预报,第三节 防汛抗旱基本知识,汛期的定义,汛期是指江河洪水在一年中集中出现明显的时期。由于各河流降雨季节不同，汛期长短不一，主要由各地区

27、的气候和降水情况决定。南方入汛时间较早，结束时间较晚；北方入汛时间较晚，结束时间较早。同一河流的汛期各年也有早有迟。防洪法规定，汛期由各省、自治区、直辖市人民政府防汛指挥机构划定。,一、紧急防汛期,（一）紧急防汛期的含义 由于暴雨洪水发生的时间有明显的规律性。一般雨季是随着每年季风的进退和西太平洋副热带高压的移动而形成。根据洪水发生的自然规律，划定期限，以加强防汛抗洪管理的集中统一性，使有关防汛抗洪的行动更加规范，避免造成失误。做好每年防汛抗洪的起止日期称为汛期，它是所辖行政区内防汛抗洪准备工作和行动部署的重要依据。当发生重大洪水灾害和险情时，县级以上人民政府防汛指挥机构为了进行社会动员，有效

28、地组织、调度各类资源，地方政府防汛指挥部门应立即采取应急的非常措施，进行抗洪抢险而确定的一段时间称为紧急防汛期。,一、紧急防汛期,（二）确定紧急防汛期的权限和原则 紧急防汛期由县级以上人民政府防汛指挥机构宣布。什么时候宣布进入紧急防汛期，防洪法第四十一条作了明确规定：“当江河、湖泊的水情接近保证水位或者安全流量，水库水位接近设计洪水位，或者防洪工程设施发生重大险情时，可以宣布进入紧急防汛期。”宣布进入紧急防汛期一定要持科学态度，慎重决策。因为紧急防汛事关防汛抗洪的成败和社会的稳定，应该准确、及时决策，既不要轻易宣布，以免造成不应有的社会紧张和人员惊慌，也不能疏忽大意，过于信赖防护工程设施的能力

29、，贻误时机。当防洪工程设施接近设计水位或安全流量时，其安全系数接近设计标准，风险程度增大，随时都有出险的可能，一定要进行全面防守。特别是工程设施发生重大险情时，更要立即采取紧急措施进行抢护。在紧急防汛期地方行政首长必须亲临现场，密切注视汛情的发展，研究部署防守抢险救护，调动必要的人力、物力，采取措施，确保安全。,一、紧急防汛期,（三）紧急防汛期采取的处置措施 在紧急防汛期，时刻都有发生重大灾害的可能，为了维护人民生命财产安全和国家经济建设，防汛指挥机构有权在其管辖范围内调动人力、物力和采取一切有利于防洪安全的紧急措施。防洪法第四十五条第一款作了规定：“在紧急防汛期，防汛指挥机构可根据防汛抗洪的需要，有权在其管辖范围内调用物资、设备、交通运输工具和人力，决定采取取土占地、砍伐林木、清除阻水障碍物和其他必要的紧急措施；必要时，公安、交通等有关部门按照防汛指挥机构的决定，可依法实施陆地和水面交通管制。”防