防汛基本知识培训讲学Word文档下载推荐.docx
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1.4防洪调度和规划
1.4.1防洪调度：
通过蓄、泄、滞、分等措施，人为改变天然洪水的时、空分布规律，以达到减免洪水灾害的目的。
1.4.2防洪规划：
在研究流域洪水特性及其影响的基础上，根据流域自然地理条件、社会经济状况和国民经济发展的需要，确定防洪标准，通过分析比较，合理选定防洪方案，从而确定工程和非工程措施。
2气象知识
2.1气象要素
地面气象要素观测的项目通常有气温、湿度、气压、风、云、降水等。
2.1.1温度是指距地面1．4米高，通风良好的百叶箱中空气的温度，也称为气温。
2.1.2湿度指百叶箱中空气内的水汽含量，可用绝对湿度和相对湿度代表，当相对湿度达90％以上时，可认为大气接近饱和。
2.1.3气压分为本站气压和经过订正的海平面气压，气象上常用的是海平面气压。
2.1.4风的观测分为风向和风速两个要素，风向指风的来向，风速单位采用米／秒制，并根据强度划分等级。
蒲福风级表
风级名称风速（m/s）风级名称风速（m/s）
0静风0～0.27疾风13.9～17.1
1软风0.1～1.58大风17.2～20.7
2轻风1.6～3.39烈风20.8～24.4
3微风3.4～5.410狂风24.5～28.4
4和风5.5～7.911暴风28.5～32.6
5轻劲风8.0～10.712飓风>
32.7
6强风10.8～13.8
2.1.5云的描述有总云量、云高、云状三个指标，总云量指以观测站为中心，按天空中云所占的比例划分等级，天气术语上称为晴、晴有时多云、多云、多云有时阴、阴等，云高指云底的高度，按云高又可分为高、中、低云，按云状分为层云、卷云、积云等。
2.1.6降水的衡量有降水量和降水强度两个指标，降水量指某一时段内降水的累积量（通常为1，3，6，12，24小时或降水从开始到结束的过程量），一小时内的降水量称为降水强度，按降水量的大小，将降水划分为不同等级。
2.2气象名词
2.2.1天气图与气象卫星云图：
用于分析大气物理状况和特性的图统称为天气图。
通常专指表示某一时刻、在一大范围地区内的天气实况或天气形势图，是根据同一时刻各地测得的天气实况，译成天气符号、折合数字，按一定格式填在空白地图上而制成。
主要有地面天气图和高空天气图两种。
通过地面天气图、高空天气图的三维分析，预测未来天气的变化；
卫星云图是气象卫星拍摄发送回来的云的图片，能显示出大范围的云况，是天气预报的参考依据之一。
根据卫星上装置仪器的不同，发送来的卫星云图分为红外卫星云图和可见光卫星云图两类。
由于卫星云图比较准确、及时、直观，已成为防汛人员了解掌握天气变化趋势和做好防汛抗旱工作的有力工具。
2.2.2高压、高压脊：
在分析天气图时，有些等压线是闭合曲线，如果其中心的气压值比周围高，这个区域叫做高压控制的区域，其中气压最高的地方，称为“高压中心”。
自高压中心向外，气压逐渐下降。
由于沿各个方向气压的下降率不同，所以等压线不是以高压中心为圆心的一组同心圆。
气压降得慢的部位，等压线就从高压中心向外凸出，该凸出部分，叫做“高压脊”。
在高压中心附近，一般都是晴到少云天气。
2.2.3低压、低压槽：
在分析天气图时，如果闭合等压线内的气压比周围低，就称为低气压（简称“低压”）。
低压区域内气压最低的地方，叫做“低压中心”。
自低压中心向外，气压逐渐升高，但是沿各个方向气压的升高率不同，气压升高缓慢的部位，等压线就自低压中心向外凸出，该处的气压低于毗邻三面的气压，形似凹槽，故称“低压槽”。
和高压的情况相反，在低压系统影响时易出现阴雨天气。
2.2.4冷锋、暖锋、静止锋：
性质不同的冷暖气团相遇而形成的交界面，通称“锋面”。
锋面分冷锋、暖锋、静止锋等。
因为锋面附近，是冷暖空气的交会地带，因而这里往往伴有云、雨或大风等天气现象。
冷锋：
冷空气势力较强，冷气团向暖气团地区前进，它们的交界面叫做“冷锋”（意即冷空气前锋）。
冷锋影响时，风向转偏北，气压逐渐升高，湿度减小，气温下降，一般会出现降水，夏季往往有雷阵雨；
暖锋：
暖空气势力较强，向前推进，冷空气后退，锋面一般向北到东北方向移动，暖空气逐渐占据原来由冷空气控制的地区，这种锋面叫做“暖锋”。
暖锋影响前，一般吹东到东南风，风力增大，气压下降，天气转阴有雨；
暖锋过境后，风向转南到西南，气压仍有所下降，温度升高，湿度较大，阵性降水会停止转多云，有时有雾。
静止锋：
是由于冷、暖空气势力相当，使两者之间的界面呈静止状态的锋面，叫静止锋；
有时锋面移动缓慢或在冷暖空气之间来回作小的摆动，呈准静止状态，称“准静止锋”。
如果静止锋在某地区停留时间较长，受它影响的地区将连绵阴雨。
静止锋以北到高空切变线以南的地区，通常为大片雨区。
2.2.5梅雨：
每年六七月间在长江中下游和淮河地区一般都有一段持续阴雨天气或降水集中时段。
这一时期，由于大气环流的季风调整，来自海洋的暖湿气流与北方南下的冷空气在江淮流域持续交绥，形成一条东西向准静止锋，一般称为梅雨锋，造成阴雨连绵和暴雨集中的天气。
此时正值江南梅子黄熟时期，故称“梅雨”或“黄梅天气”；
又因这时高温高湿，衣物容易霉烂，又称“霉雨”。
2.2.6副热带高压：
常年位于南、北半球副热带地区的高气压带，简称副高。
副热带高压除南北进退以外，还有东西摆动，造成中国历年旱涝分布不均的复杂多变现象。
2.2.7台风（热带风暴、强热带风暴）：
台风是产生于热带洋面上的一种强烈的热带气旋。
台风经过时常伴随着大风和暴雨天气。
台风分级：
台风按热带气旋中心附近最大风力的大小进行分级。
1989年1月1日起，采用国际统一分级方法，近中心最大风力在8级～9级时称为热带风暴，近中心最大风力在10级～11级时称为强热带风暴，近中心最大风力在12级或12级以上时称为台风。
台风路径：
台风路径大致可分为三类：
①西进型：
台风自菲律宾以东一直向西移动，经过南海最后在中国海南岛或越南北部地区登陆。
②登陆型：
台风向西北方向移动，穿过台湾海峡，在中国广东、福建、浙江沿海登陆，并逐渐减弱为低气压。
这类台风对中国的影响最大。
③抛物线型：
台风先向西北方向移动，当接近中国东部沿海地区时，不登陆而转向东北，向日本附近转去，路径呈抛物线形状。
台风灾害：
台风是一种破坏力很强的灾害性天气系统，但有时也能起到消除干旱的有益作用。
其危害性主要有三个方面：
①大风。
台风中心附近最大风力一般为8级以上。
②暴雨。
台风是最强的暴雨天气系统之一，在台风经过的地区，一般能产生150ｍｍ～300ｍｍ降雨，少数台风能产生1000ｍｍ以上的特大暴雨。
1975年第3号台风在淮河上游产生的特大暴雨，创造了中国大陆地区暴雨极值，形成了河南“75.8”大洪水。
③风暴潮。
一般台风能使沿岸海水产生增水。
台风编号：
中国把进入东经150度以西、北纬10度以北、近中心最大风力大于8级的热带低压，按每年出现的先后顺序编号，这就是我们从广播、电视里听到或看到的“今年第×
号台风（热带风暴、强热带风暴）”。
2.2.8人工降水：
人工降水是用人工方法促成云层产生降水、增加降水或改变降水分布的措施。
2.3气象预报用语
2.3.1天气预报分类：
天气预报可分为短期、中期、长期三种。
在48ｈ以内为短期，超过48ｈ为中期，半个月以上为长期。
在重大的灾害性天气系统出现前，各级气象台站还要及时发布“消息”、“报告”、“警报”、“紧急警报”等内容。
2.3.2天空状况：
天空状况是以天空云量多少和阳光强弱来决定的，分晴天、少云、多云、阴天四种情况。
2.3.3降水量强度：
（略）。
降水量强度分级表
等级12h降水总量（mm）24h降水总量（mm）
小雨0.0～5.00.0～10.0
中雨5.1～15.010.1～25.0
大雨15.1～30.025.1～50.0
暴雨30.1～70.050.1～100.0
大暴雨70.1～140.0100.1～200.0
特大暴雨>
140.0>
200.0
2.3.4降雨类型：
按气流对流运动对降雨的影响，降雨可分为气旋雨、地形雨、对流雨、台风雨四种类型。
2.3.5天气预报：
电台、电视台每天都有天气预报节目，天气预报“今天白天”是指上午8∶00到晚上 20∶00的12ｈ；
“今天夜间”是指20∶00到次日早上8∶00的12ｈ。
“多云”指云量占40%～70%；
“阴”指云量占80%～100%；
“晴”指云量占10%～30%。
预报时间没超过12ｈ，是指12ｈ降水量级标准。
比如，预报今天白天中午或晚上有雷阵雨，指的是12ｈ内的降水量。
如果预报今天白天到夜间有中到大雨，则指的是24ｈ内的降水量。
2.4影响气候的天文与海温因子
2.4.1“太阳黑子”：
太阳黑子是太阳光球上经常出现的阴暗斑点。
它是太阳活动的基本标志。
根据统计，地球上天气或气候反常与黑子活动有一定相关性。
2.4.2“厄尔尼诺”现象：
厄尔尼诺现象是指位于赤道东太平洋冷水域中的秘鲁洋流水温反常升高、鱼群大量死亡的现象。
由于此现象一般出现于圣诞节（圣子耶稣诞辰）前后，厄尔尼诺（ElNino）在西班牙文中即为圣子之意，故名。
厄尔尼诺现象的出现常使低纬度海水温度年际变幅达到峰值。
因此，不仅对低纬大气环流，甚至对全球气候的短期振动都具有重大影响。
一百多年来，著名的厄尔尼诺年是：
1891年、1898年、1925年、1939年～1941年、1953年、1957年～1958年、1965年～1966年、1972年～1976年、1982年～1983年和1997年～1998年。
2.4.3“拉尼娜”现象：
“拉尼娜”是西班牙语“上帝之女”之意。
它是一种厄尔尼诺年之后的矫枉过正现象。
这种水文特征将使太平洋东部水温下降，出现干旱，与此相反的是西部水温上升，降水量比正常年份明显偏多。
科学家认为：
“拉尼娜”这种水文现象对世界气候不会产生重大影响，但将会给广东、福建、浙江乃至整个东南沿海带来较多并持续一定时期的降雨。
3常用的水文特征值
3.1河道水位特征值
3.1.1起涨水位：
一次洪水过程中，涨水前最低的水位。
3.1.2洪峰水位：
一次洪水过程中出现的最高水位值。
3.1.3警戒水位：
当水位继续上涨达到某一水位，防洪堤可能出现险情，此时防汛护堤人员应加强巡视，严加防守，随时准备投入抢险，这一水位即定为警戒水位。
3.1.4保证水位：
按照防洪堤防设计标准，应保证在此水位时堤防不溃决。
有时也把历史最高水位定为保证水位。
3.2水库的特征水位与库容：
水库工程为完成不同任务不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的各种库水位称为水库特征水位。
相应于水库特征水位以下或两特征水位之间的水库容积称为水库特征库容。
《水利水电工程水利动能设计规范》中，规定水库特征水位主要有：
正常蓄水位、死水位、防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位等；
主要特征库容有：
兴利库容（调节库容）、死库容、重叠库容、防洪库容、调洪库容、总库容等。
3.2.1正常蓄水位与兴利库容：
水库在正常运用情况下，为满足兴利要求在开始供水时应蓄到的水位，称正常蓄水位，又称正常高水位、兴利水位，或设计蓄水位。
它决定水库的规模、效益和调节方式，是水库最重要的一项特征水位。
正常蓄水位至死水位之间的水库容积称为兴利库容，即调节库容。
用以调节径流，提供水库的供水量。
3.2.2死水位与死库容：
水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位，称死水位，又称设计低水位。
死水位以下的库容称为死库容，也叫垫底库容。
死库容的水量除遇到特殊的情况外（如特大干旱年），它不直接用于调节径流。
3.2.3防洪限制水位与重叠库容：
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。
此库容在汛期腾空，作为防洪库容或调洪库容的一部分。
3.2.4防洪高水位与防洪库容：
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，称防洪高水位。
只有当水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。
防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积称为防洪库容。
它用以控制洪水，满足水库下
游防护对象的防洪要求。
3.2.5设计洪水位：
水库遇到大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位，称设计洪水位。
3.2.6校核洪水位与调洪库容：
水库遇到大坝的校核洪水时，在坝前达到的最高水位，称校核洪水位。
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。
校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积称为调洪库容。
3.2.7总库容：
校核洪水位以下的水库容积称为总库容。
它是一项表示水库工程规模的代表性指标，可作为划分水库等级、确定工程安全标准的重要依据。
以上各项水库特征水位和特征库容的相互关系如图所示。
192
3.3流量特征值
3.3.1洪峰流量：
一次洪水过程中，流量的最大值。
3.3.2历史最大流量：
历史最大洪水发生过程中的最大流量，又称历史洪水洪峰流量。
3.3.3安全泄量（允许泄量）：
某河道或涵闸能安全通过的最大渲泄流量。
河道安全泄量指在保证水位时的相应流量，亦代表现有堤防的防洪能力。
3.4设计洪水
3.4.1设计洪水：
是指符合一定设计标准的洪水。
它包括设计洪峰流量、一定时段的设计洪水总量和设计洪水过程线三个要素。
3.4.2防洪设计标准：
是指防洪保护对象和防洪工程本身的防洪安全标准。
防洪设计标准是衡量水利工程防洪效果的指标，通常采用洪水的重现期作为洪水的设计标准。
3.5洪水特性：
洪水特性的表示方法，通常用洪峰流量、洪水总量和洪水总历时来表示。
3.5.1洪峰流量：
每次洪水在某断面的最大洪水流量称为洪峰流量。
3.5.2一次洪水总量：
是某一控制断面以上流域内一次降雨产生的径流量，可以用一次降雨产生的径流深乘以产流的流域面积求得。
3.5.3洪水总历时：
是指一次洪水过程所经历的时间，可以由一次洪水流量过程线的底宽求得。
4洪水
4.1什么是洪水？
洪水是指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象。
洪水的形成往往受气候、下垫面等自然因素与人类活动因素的影响。
按地区可分为河流洪水、暴潮洪水和湖泊洪水等；
按成因可分为暴雨洪水、融雪洪水、冰川洪水、冰凌洪水、雨雪混全洪水、溃坝洪水等六种。
各种类型的洪水，因地理位置、自然条件的种种不同，其洪水特征有很大差异。
每次洪水过程的特征，常用一些特征值来表示。
主要特征值有：
洪峰水位、洪峰流量、洪水历时、洪水总量、洪峰传播时间等。
4.2我国的洪水有哪几种类型？
主要的是哪种？
4.2.1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。
按暴雨的成因又可分为：
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。
江西省江河的主要洪水大都是暴雨洪水，多发生在夏季。
暴雨洪水可以导致发生山洪、泥石流、水库水量猛增，江河流量陡涨，大面积发生渍涝。
①山洪：
指山区荒溪或干沟中发生的暴涨暴落的洪水。
山洪因其所流经的沟道坡度陡峻，地质条件复杂，具有历时短、流速快、冲刷力强、挟带泥石多、破坏力大等特点。
由暴雨引起的山洪，其历时不过几十分钟到几小时，很少达一天或持续几天。
②泥石流：
指突然暴发的饱含大量泥沙和石块的特殊山洪。
它来势迅猛，历时暂短，破坏力极大，常造成生命财产重大损失。
4.2.2融雪洪水：
冬季的积雪较厚，随着春季气温大幅度升高时，各处积雪同时融化，江河中流量或水位突增，这种以积雪融水为主要来源而形成的洪水，称为融雪洪水。
发生时间一般在4～5月份，最迟6月就结束。
主要分布在新疆阿勒泰和东北地区的一些河流。
4.2.3冰川洪水：
高山地区有丰富的永久积雪和现代冰川，夏季气温高，积雪和冰开始融化，使江河流量迅速增大，这种以冰川融水为主要来源所形成的洪水。
冰川洪水的流量与温度有明显的同步关系，洪水水位的涨落随着气温的升降而变化。
我国天山、昆仑山、祁连山和喜马拉雅山北坡高山地区有丰富的永久积雪和现代冰川，夏季气温高，积雪和冰川开始融化，易形成洪水。
4.2.4冰凌洪水：
江河中大量冰凌壅积成为冰塞或冰坝，使水位大幅度升高。
而当堵塞部分由于壅积很高、水压过大而被冲开时，上游的水位迅速降落，而流量却迅猛增加，形成历时很短、急剧涨落的洪峰，这种洪水称为冰凌洪水。
在气温开始上升期间或封冻初期易发生，主要分布在我国北方的河流，如黄河上游宁夏至包头及下游兰考至河口，松花江下游干流的通灌以下河段。
4.2.5雨雪混合洪水：
高寒山区和纬度较高地区的积雪，因春夏季节强烈降雨和雨摧雪化而形成的洪水，主要分布在我国西部山区和北方河流。
4.2.6溃坝洪水：
挡水坝要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们上涨后，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，往往难以预测。
溃坝洪水峰高量大，变化急骤，危害巨大。
我国河流的主要洪水大都是暴雨洪水，多发生在夏、秋季节，南方一些地区春季也可能发生。
以地区划分，我国中东部地区以暴雨洪水为主，西北部地区多融雪洪水和雨雪混合洪水。
江西主要洪水灾害是：
（1）暴雨洪水。
（2）山区山洪暴发、泥石流、滑坡。
4.3洪水灾害
由洪水引发的灾害。
洪水由于成因不同分为暴雨洪水、融雪洪水、冰川洪水、冰凌洪水、雨雪混合洪水、溃堤洪水等。
洪水灾害一般都是范围广、损失大，而且常会诱发其他类型水害灾或造成间接灾害、次生灾害。
洪水灾害的成因根据洪水种类不同，有的以自然因素为主，有的以人为因素为主，有的为自然因素和人为因素共同造成。
4.3.1暴雨灾害：
由较大强度的降雨形成的灾害，不论强降雨时间长短，降雨范围大小都可能形成灾害。
山区、丘陵区由于强降雨引发的山洪、泥石流灾害，平原区由于强降雨引发的渍涝灾害，长时间、大范围的强降雨还会导致洪水灾害等均属此种灾害。
暴雨灾害的主要成因为自然因素，但是，人类的不良活动可能使灾害的损失加重。
4.3.2溃坝灾害：
由水库大坝或其他挡水建筑物发生瞬间溃决而导致的洪水灾害。
人类为了改变水的时间和空间分布。
达到各种效益兴修了许多水库。
这些水库大坝遇有地震、战争或是修坝时存在质量问题，高水位下瞬间失事，大量洪水向下游倾泄，下游往往造成灭顶之灾。
溃坝灾害的成因主要是人为因素，水则成为灾害的载体。
溃坝灾害还常常发生于一些大矿山或大企业修建的尾矿坝，大坝一旦失事，水沙俱下，下游也常常造成毁灭性灾害。
4.4洪水频率和等级
水文要素（如降水量、洪峰流量、洪量等）的大小和等级是遵循一定的观测调查资料系列，按洪水出现的稀有程度来确定的，在数理统计学上称为“概率”，在水文学上则习惯称为“频率”属于洪水要素方面的，称为“洪水频率”，常以“%”表示。
水文上一般采用0.01%、0.1%、1%、10%、20%来衡量不同量级的洪水，洪水频率越小，表示某一量级以上的洪水出现的机会越少，则降水量、洪峰流量、洪量等数值越大；
反之，出现的机会越多，则数值越小。
如洪水频率为1%，则为百年一遇洪水。
水文上除采用洪水频率定量的衡量洪水的大小外，也常用重现期（以年为单位）来描述。
重现期是指某洪水变量大于或等于一定数值，在很长时期为百年（俗称百年一遇洪水），是指大于或等于这样的洪水在很长时期内平均每年出现一次的可能性，但不能理解为每隔百年出现一次，也可能一次都不出现。
洪水频率和重现期实际上是衡量洪水量级的一个标准，是确定不利工程、堤防建设规模和等级的主要依据。
洪水的等级标准为：
4.4.1重现期5年～10年的洪水，为一般洪水。
4.4.2重现期10年～20年的洪水，为较大洪水。
4.4.3重现期20～50年的洪水，为大洪水。
4.4.4重现期超过50年的洪水，为特大洪水。
4.5流域洪水预报
根据径流形成的基本原理，直接从实时降雨预报流域出口断面的洪水总量称径流量预报（亦称产流量预报），预报流域出口断面的洪水过程称径流过程预报（亦称汇流预报）。
天然预见期为流域内距出口断面最远点处的降雨流到出口断面所经历的时间。
有效预见期为从发布预报时刻到预报的水文状况出现时刻的时间间隔。
预见期长短随预报条件和技术水平不同而异。
流域洪水的预见期比河段预报要长些，这一点对中小河流和大江大河区间来水特别重要。
在一些地区，没有发布河段预报的条件或预见期太短不能应用，为满足防洪要求，宜采用流域洪水预报的方法。
若能提前预报出本次降水量及其时空分布，则预见期可延长。
径流形成包括产流过程和汇流过程，但实际上它们在流域内是交错发生的十分复杂的水文过程。
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