防汛抗旱基本知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,防汛抗旱基本知识,二一,二,年,六,月,主要内容,第一节 气象知识,一、天气图和卫星云图,二、雨量及雨量等级,三、风级与热带气旋,四、厄尔尼诺与拉尼娜现象,五、暴雨,六、副热带高压,七、低涡与气旋,八、气团和锋,九、高压脊与低压槽,十、气压,第二节 水文知识,一、流域和水系,二、河流的分段与断面,三、水位和基面,四、洪水,五、径流,六、水文频率和重现期,七、洪水标准,八、防洪特征水位,七、水文预报,八、洪水预报,第三节 防汛抗旱,基本知识,一、紧急防汛期,二、河道安全泄量,三、防洪措施,四、防洪调度,五、水库防洪调度,六、干旱和旱灾,七、旱情和干旱分类,八、堤防工程,九、水库,十、涵闸,第一节 气象知识,气象是表明大气特征的物理状态和物理现象的总称。包括气压、气温、温度、风、云、降水等要素。天气是指短时期某地大气中的气象变化情况。它是由各种气象要素综合表述的大气物理状况。气候则是指一地区多年观察所得到的概括性气象情况。天气是多变的，而气候则较为稳定。,一、天气图和卫星云图,天气图,-填有各地同时间的气象观测记录、能反映一定区域天气情况的特制地图。主要有地面天气图和高空天气图（等压面图）两种。天气图能显示各种天气系统和天气现象的分布及其相互关系，是分析判断天气变化、制作天气预报的基本工具。此外，有关的热力学图表、剖面图、变量图、单站图等辅助图表，有时也统称为天气图。,一、天气图和卫星云图,卫星云图,-,是指由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表特征的图像。能直观、清晰地表示出地表云层的覆盖特征，在天气预报中被广泛应用。根据卫星云图上云的分布，可确定各种天气系统，如锋面、高空槽、台风等的位置、移动和变化。,卫星云图表明，暴雨可在一种天气系统的云团内形成，也可由几种天气系统的云系相互作用迭加而发生。,红外云图亮度代表云顶温度,积雨云表现为白亮云团，用分层增强红外云图可识别暴雨落区，判别暴雨强度。,二、雨量及雨量等级,雨量,是指一定时段内，降落到水平地面上（假定无渗漏、蒸发、流失等）的雨水深度。如日降雨量是在,1,日内降落在某面积上的总雨量。此外，还常有年降雨量、月降雨量以及多少小时降雨量等，若将逐日雨量累积相加，则可分别得出旬、月和年雨量。次降雨量是指某次降雨开始至结束连续一次降雨的总量。用雨量计或雨量器测定，以,mm,为单位。日雨量观测中，可分为,24,段（,1h,一次）、,8,段（,3h,一次）、,4,段（,6h,一次）及,1,段（,24h,一段）等,4,种。,日雨量的统计有,20,20,时和,08,08,时两种方法。目前，我国电视和广播节目中发布的日雨量为,08,08,时，代表前一天的雨量。,二、雨量及雨量等级,（,1,）,降雨历时和降雨时间,：降雨历时是指一次降雨的持续时间，即一场降雨自始至终所经历的时间。降雨时间是指对应某一降雨量而言的时段长，在此时间内，降雨并不一定是持续的。降雨历时和降雨时间均以,min,、,h,计。,（,2,）,降雨强度,：指单位时间内的降雨量，以,mm/min,或,mm/h,计。,（,3,）,降雨面积,：指某次降雨所笼罩的水平面积，以,km,2,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,降雨强度,小雨,中雨,大雨,暴雨,大暴雨,特大暴雨,24h,雨量,（,mm,）,10,10.1,-,25.0,25.1,-,50.0,50.1,-,100,100.1,-,200,200,10,10.0-24.9,25.0,-,49.9,50.0,-,99.9,100.0,-,199.9,200,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,100,200km,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（,150,W,90,W,，,5,N,5,S,）的海温指标，当该区大范围海表温度较常年增暖（降温）超过,0.5,C,以上，并至少持续,6,个月以上（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,3,4,，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,15,35,N,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。,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（,m,3,/s,）。流量是河流水情的基本要素，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,（,m,3,/s,）,式中：,Q,流量（,m,3,/s,）,V,断面平均流速（,m/s,）,A,过水断面面积（,m,2,）,（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,2,3,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；,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X,m,（即XX,m,）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：,P,m,（,X,X,m,），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,Q,1000 m,3,/s,可能性为百分之一，则称,Q,1000 m,3,/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,P,m,，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,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,洪水等级,水文要素的重现期,一般洪水,小于,10,年,较大洪水,10,20,年,大,洪,水,20,50,年,特大洪水,大于,50,年,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）,：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。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，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。,”,防洪法第四十二条规定：,“,在紧急防汛期，国家防汛指挥机构或者其授权的流域、省、自治区、直辖市防汛指挥机构有权对壅水、阻水严重的桥梁、引道、码头和其他跨河工程设施作出紧急处置。,”,一、紧急防汛期,（三）紧急防汛期采取的处置措施,防汛指挥机构在汛期结束后，要及时做好调用物资、设备、交通运输工具等的清理归还工作，依法补办取土占地、砍伐林木手续。防洪法第四十五条第二款作了规定：,“,依照前款规定调用的物资、设备、交通运输工具等，在汛期结束后应当及时归还；造成损坏或者无法归还的，按照国务院有关规定给予适当补偿或者作其他处理。取土占地、砍伐林木的，在汛期结束后依法向有关部门补办手续；有关地方人民政府对取土后的土地组织复垦，对砍伐的林木组织补种。,”,二、河道安全泄量,河道安全泄量,是防洪体系中的重要指标，对掌握防守重点，指导防汛是非常必要的。河道安全泄量通常认为是河道在保证水位时洪水能顺利安全地通过河段而不致洪水漫溢或造成危害，不需要采取分蓄洪措施的最大流量。河道安全泄量是拟定防洪工程措施和防汛工作要求的主要指标。,河道安全泄量确定的主要,依据,：（1）河流的泄洪能力；（2）堤防的防洪标准；（3）堤防保护范围内的经济社会发展情况及重要性。,扩大河道安全泄量的,措施,有：（1）拓宽堤距；（2）疏浚河槽；（3）截弯取直；（4）加高加固堤防等。各地可因地制宜选择采用。,三、防洪措施,防洪措施,是指防止或减轻洪水灾害损失的各种手段和对策。防洪措施包括防洪工程措施和防洪非工程措施。防洪工程措施主要有堤防、河道整治工程、分蓄洪工程与水库等，通过这些工程手段以扩大河道泄量、分流、疏导和拦蓄洪水，以减轻洪水灾害；防洪非工程措施，主要内容有洪水预报、洪水警报、洪泛区管理、洪水保险、河道清障（或河道管理）、超标准洪水防御措施等，通过这些非工程的措施，可以避开、预防洪水侵袭，更好地发挥防洪工程的效益，以减轻洪灾损失。,四、防洪调度,防洪调度,是指运用防洪系统的各项工程及非工程措施，有计划地控制调节洪水的工作。防洪调度的基本任务是力争最有效地发挥防洪系统的作用，尽可能减免洪水灾害。,五、水库防洪调度,水库的防洪调度,是利用水库调蓄洪水，削减洪峰，减轻或避免洪水灾害的重要防洪措施。水库防洪基本上可分为滞洪和蓄洪两种运用方式：滞洪运用时，泄洪道一般无闸门控制，水库对入库洪水只起缓滞作用，而不存蓄，下泄流量取决于泄洪道的型式、规模及库水位；蓄洪运用时，泄洪道有闸门控制，主要是根据水库和下游防护区的防洪要求，以确保大坝安全为首要条件，进行洪水调节，启用闸门控制蓄洪。,六、干旱和旱灾,据统计，从最早记载旱情的公元前196年至公元1949年2145年中，湖南省发生旱灾487次，平均每,4.4,年一次；从1949年至2005年建国以来的56年中，共发生旱灾45次，平均每,1.2,年一次。我省旱灾成因主要受自然地理因素、降雨时空分布不均、经济社会发展、水利工程设施调节水资源能力有限、人类活动、节水意识和节水工程措施比较薄弱等影响。,干旱：,是一种水量相对亏缺的自然现象。干旱对人类社会的生产、生活及生态环境造成的不良后果称为干旱灾害。干旱的主要原因是缺少降水，而降水缺乏的出现时间、分布情况及严重程度又与当时的水储备、水需求和水的使用等密切相关。温度和蒸发可能会加重降水缺乏引起的干旱程度和持续时间。在多数情况下等到清楚地认识到干旱发生时，却为时已晚，无法采取有效的紧急措施。,六、干旱和旱灾,旱灾：,指在旱情发生后由于水源、水利基础条件或经济条件的限制，未能及时采取必要抗旱措施，而造成农田减产或城镇工业生产受到损失的现象，农田减产三成以上面积称为成灾面积，其中减产八成以上叫绝收。从水资源的角度讲，旱灾现象是天然降水与工程供水不能满足最低需求的一种不平衡状态，供求失衡超过一定限度以后，将影响生产活动和人民生活，导致灾害损失。俗话说,“,洪灾一条线，旱灾一大片,”,。旱灾是一种渐进性、迁延性的灾害，起初强度并不大，以致人们未能立即感到它的到来。但旱灾影响面积大，持续时间长，严重程度与日俱增，特别严重的旱灾影响范围极广，损失比洪灾更为严重。旱灾不单纯是气象干旱或水文干旱的问题，而是涉及到气象（降水、蒸发、气温）、水文（河流来水、水库、塘坝蓄水、地下水）、土壤（土质、含水量）、作物（种类、不同发育阶段）以及灌溉条件等诸多因素的问题。,七、旱情和干旱分类,旱情和旱灾是反应农业干旱及其灾害的两个重要基本概念.所谓旱情是指作物在生长发育期间,由于土壤含水量降低,对农作物的供水量小于其需水量,影响作物的正常生长.旱灾是指在旱情发生后由于受水源、生产能力或经济条件的限制,未能及时采取必要的措施,而造成农田减产。,根据国家防总抗旱预案编制导则中的规定，将干旱程度划分为：轻度干旱、中度干旱、严重干旱和特大干旱四个等级(简称轻旱、中旱、重旱和特旱四个等级)。结合湖南省的实际情况和导则中的有关规定，可选定降水量距平率、蒸发与降水比、河道来水量距平百分率、水库蓄水距平百分率、农作物受旱面积所占国土面积百分比、连续无有效降水日数和土壤含水量等七项指标对湖南省的干旱程度进行评价和等级划分。,旱情、旱灾反映了干旱对某一地区农作物影响的直接后果，还可以用受旱率（受旱面积/播种面积）或成灾率（成灾面积/受旱面积）来反映不同地区之间的受旱程度。干旱又有季节之分，有春旱、夏旱、秋旱、冬旱或连旱。,八、堤防工程,沿河、渠、湖、海岸或行洪区、分洪区、围垦区的边缘修筑的挡水建筑物称为堤防。堤防是世界上最早广为采用的一种重要防洪工程。筑堤是防御洪水泛滥，保护居民和工农业生产的主要措施。堤防的防洪标准及级别：堤防工程防护对象的防洪标准应按照现行国家标准防洪标准确定。堤防工程的防洪标准应根据防护区内防洪标准较高防护对象的防洪标准确定。堤防工程的级别应符合下表的规定。,防洪标准,重现期（年）,100,100,且,50,50,且,30,30,且,20,20,且,10,堤防工程的级别,1,2,3,4,5,堤防工程的级别,九、水库,我省建成水库已达13344多座，其中大型水库21座，中型水库276座。我市有中型水库3座，小一型35座，小二型235座。,水库是在河道、山谷、低洼地及下透水层修建挡水坝或堤堰、隔水墙，形成蓄集水的人工湖，是调蓄洪水的主要工程措施之一。水库的主要作用是防洪、发电、灌溉、供水、蓄能,等，水库在防洪中的主要作用是调蓄洪水、削减洪峰，特别是江河干流上的水库汛期拦蓄洪水，调节径流的作用很大，防洪效益很显著。,水库按其所在位置和形成条件，通常分为山谷水库、平原水库和地下水库三种类型。山谷水库多是用拦河坝截断河谷，拦截河川径流，抬高水位形成。平原水库是在平原地区，利用天然湖泊、洼淀、河道，通过修筑围堤和控制闸等建筑物形成的水库。地下水库是由地下贮水层中的孔隙和天然的溶洞或通过修建地下隔水墙拦截地下水形成的水库。,九、水库,水库一般由拦河主坝、副坝、溢洪道、放水洞以及水力发电厂、船闸筏道、鱼道设备等各类建筑物组成。主、副坝是水库的挡水建筑物：按筑坝材料不同可分为土坝、土石坝、混凝土坝、钢筋混凝土坝、木坝、橡胶坝等；按结构不同可分为重力坝、拱坝、支墩坝、锚固坝等；按坝高不同，我国规定低于30m为低坝、3070m为中坝、高于70m为高坝。溢洪道是水库的主要泄洪设施。有些水库溢洪道没有闸门控制，只要库水位漫过溢洪道堰顶，就会自然溢洪，溢洪流量的大小只能依库水位的升降而增减。另外，许多水库溢洪道上建有闸门，可以按照水库运用的需要控制溢洪流量。其他如水电站、放水洞等建筑物也可结合发电供水增加一些出库流量，在水库防洪调度运用中也要计算进去。,九、水库,水库工程的等别划分：根据工程规模、保护范围和重要程度，按照国家标准防洪标准（GB50201-94），水库工程分为五个等别。,工程等别,工程规模,水库总库容（亿,m,3,）,大（一）型,10,大（二）型,1,10,中,型,0.1,1,小（一）型,0.01,0.1,小（二）型,0.001,0.01,水,库,工,程,等,别,表,九、水库,水库工程的防洪标准分设计（正常运用）和校核（非常运用）两级标准。防洪标准的选用应按照设计规范确定 。,堤防工程的分等标准,工程,等别,水库,防洪,治涝,灌溉,供水,水电站,工程规模,总库容,(10,8,m,3,),城镇及工矿企业的重要性,保护农田,(,万亩,),治涝面积,(,万亩,),灌溉面积,(,万亩,),重要性,装机容量,(10,4,kw),大,(1),型,10,特别重要,500,200,150,特别重要,120,大,(2),型,10,1.0,重要,500,100,200,60,150,50,重要,120,30,中,型,1.0,0.1,中等,100,30,60,15,50,5,中等,30,5,小,(1),型,0.10,0.01,一般,30,5,15,3,5,0.5,一般,5,1,小,(2),型,0.01,0.001,5,3,0.5,1,九、水库,1,、水库死水位（,Z,死,）及死库容（,V,死,）。,水库在正常运用情况下，允许消落的最低水位，又称设计低水位。日调节水库在枯水季节水位变化较大，每,24,小时内将有一次消落到死水位。年调节水库一般在设计枯水年供水期末才消落到死水位。多年调节水库只在多年的枯水段末才消落到死水位。水库正常蓄水位与死水位之间的变幅称水库消落深度。,死库容是指死水位以下的水库容积，又称垫底库容。一般用于容纳淤沙、抬高坝前水位和库区水深。在正常运用中不调节径流，也不放空。只有因特殊原因，如排沙、检修和战备等，才考虑泄放这部分容积。,九、水库,2,、水库的正常蓄水位（,Z,正,）及兴利库容（,V,兴,）。,水库的正常蓄水位是水库在正常运用情况下，为满足兴利要求应在开始供水时蓄到的高水位，又称正常高水位，兴利水位。它决定水库的效益和调节方式，也在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、型式和水库的淹没损失，是水库最重要的一项特征。当采用无闸门控制的泄洪建筑物时，它与泄洪堰顶高程相同；当采用有闸门控制的泄洪建筑物时，它是闸门关闭时允许长期维持的最高蓄水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。,兴利库容，即调节库容。正常蓄水位至死水位之间的水库容积。用以调节径流，提供水库的供水量或水电站的出力。,九、水库,3、水库防洪限制水位（Z,限,）和重叠库容（V,结,）。,水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,也是水库在汛期防洪运用时的起调水位，称防洪限制水位。防洪限制水位的拟定，关系到防洪和兴利的结合问题，要兼顾两方面的需要。如汛期内不同时段的洪水特征有明显差别时，可考虑分期采用不同的防洪限制水位。正常蓄水位至防洪限制水位之间的水库容积称为重叠库容,也叫共用库容或结合库容。此库容在汛期腾空,作为防洪库容或调洪库容的一部分。,九、水库,4,、水库的防洪高水位（,Z,防,）和防洪库容（,V,防,）,水库的防洪高水位是水库遇到下游防护对象的设计标准洪水时，在坝前达到的最高水位。只有当水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。此水位可采用相应下游防洪标准的各种典型洪水，按拟定的防洪调度方式，自防洪限制水位开始进行水库调洪计算求得。,防洪库容是防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积，用以控制洪水，满足下游防护对象的防洪标准。当汛期各时段分别拟定不同的防洪限制水位时，这一库容指其中最低的防洪限制水位至防洪高水位之间的水库库容。,九、水库,5,、允许最高洪水位（,Z,允,）,系指在汛期防洪调度中，为保障水库工程安全而允许充蓄的最高洪水位。一般情况下，如工程能按设计要求安全运行，则原设计确定的校核洪水位即可作为水库在汛期的最高控制水位，在实时调度中除在发生超设计标准洪水时不应突破。,6、水库的设计洪水位（Z,设,）,水库的设计洪水位是，当水库遇到大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在正常运用情况下允许达到的最高水位。也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。可采用相应大坝设计标准的各种典型洪水，按拟定的调洪方式，自防洪限制水位开始进行调洪计算求得。,九、水库,7,、水库的校核洪水位（,Z,校,）及调洪库容（,V,调,）,水库的校核洪水位是水库遇到大坝的校核洪水时，在坝前达到的最高水位，它是水库在非常运用情况下，允许临时达到的最高洪水位，是确定大坝顶高及进行大坝安全校核的主要依据。此水位可采用相应大坝校核标准的各种典型洪水，按拟定的调洪方式，自防洪限制水位开始进行调洪计算求得。,8、水库设计最大泄洪流量（Q,设,）,当水库遭遇设计洪水时，按正常运用条件进行调洪计算所求得的泄洪流量过程中的最大值。水库设计最大泄洪流量由泄洪设备和其他过水建筑物共同渲泄。专门为泄洪而设置的溢流坝、泄水孔和泄洪隧洞等按全部泄量计算；其他过水建筑物（如水电站、引水闸、船闸、筏道等）的泄量，为安全计，一般乘以小于1的修正系数，对漫顶后易于失事的土石坝取较小的修正系数，对混凝土坝、浆砌石坝可取较大的修正系数。水库设计最大泄洪流量是确定水库泄洪设备规模。水库设计最大泄洪流量大，需要的泄洪设备规模大但坝高可以降低；反之，泄洪设备规模小、坝高增加。,九、水库,9,、水库校核最大泄洪流量（,Q,校,）,当水库遭遇校核洪水时，按校核运用条件进行调洪计算，求得的泄洪流量过程中的最大值。水库校核最大泄洪流量，由正常泄洪设备、非常泄洪设备和其他建筑物共同渲泄，专门为泄洪而设置的溢流坝、泄水孔和泄洪隧洞等按全部泄量计算；其他过水建筑物（如水电站、引水闸、船闸、筏道等）的泄量，为安全计，一般乘以小于,1,的修正系数。,10、总库容（V,总,）,校核洪水位以下的全部静库容。,九、水库,以上所述库容,均为坝前水位水平线以下或两特征水位水平线之间的水库容积，常称为静态库容,即是习惯上讲的库容。在水库运用中特别是洪水期的调洪过程中，库区水面线呈抛物线形状，这时实际水面线以下、库尾和坝址之间的水库容积，称为动态库容。实际水面线与坝前水位水平线之间的容积称为楔形库容或动库容。 以上各项水库特征水位和特征库容的相互关系如右图所示。,十、涵闸,（一）涵闸及其分类,涵闸是涵洞、水闸的简称。涵洞是堤、坝内的泄、引水建筑物，用于水库放水、堤垸引泄水。水闸是修建在河道、堤防上的一种低水头挡水、泄水工程。汛期与河道堤防和排水蓄水工程配合，发挥控制水流的作用。,1,、水闸按其作用，可分为以下几种：,（,1,）,节制闸,（或称拦河闸）。主要用来控制和调节河道的水位和流量。一般洪水时闸门打开渲泄洪水，避免水闸上游河道水位壅高。,（,2,）,进水闸,（包括分洪闸、分水闸）。进水闸是用来从河道、湖泊、水库内引取水流。分洪闸是防止河道洪水自行泛滥成灾，在分洪道或蓄洪区进口修建的水闸。,十、涵闸,（,3,）,排水闸,（包括挡潮闸）。排水闸是用来排泄江河两岸的涝水，但又要防止江河洪水倒灌。建在沿海排水河道出口的排水闸，除排水作用以外，还要防止海潮的倒灌。这些水闸的结构必须考虑双向挡水。,（,4,）,冲沙闸,。冲沙闸是用来排除进水闸或拦河节制闸的泥沙淤积而修建的，是大含沙量河道上引水枢纽不可缺少的组成部分。,2、水闸按闸厢结构型式分则有敞开式、胸墙式、涵洞式等。,十、涵闸,（二）水闸等级划分及防洪标准,根据水闸设计规范（,SL265-2001,），平原区水闸的等级划分及洪水标准如下表,:,平原区水闸枢纽工程分等指标,工程等别,规,模,大（一）型,大（二）型,中型,小（一）型,小（二）型,最大过闸流量,（,m,3,/s,）,5000,5000,1000,1000,100,100,20,20,防护对象的重要性,特别重要,重要,中等,一般,平原区水闸洪水标准,水闸级别,1,2,3,4,5,洪水重现期,（,a,）,设计,100,50,50,30,30,20,20,10,10,校核,300,200,200,100,100,50,50,30,30,20,谢谢!,