城市防灾学洪水.pptx
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1、第三章 城市洪水灾害第一节 城市洪涝灾害第二节 城市防洪策略与规划 第三节 城市防洪工程 第一节 城市洪涝灾害一洪水灾害成因及类型二我国洪水灾害形成的背景三我国城市洪水灾害的特点“五灾之首水为大”-管子度地篇 自古以来,洪涝灾害一直是困扰人类社会发展最大的自然灾害之一中国治水的祖先大禹用疏导的办法治水,比他父亲一味拦堵高明,故名传千古。当代水利专家也把今后治水重点归纳为:疏通河道,给洪水以出路。时至今日,雨涝依然是对人类影响最大的灾害,也是我国最主要的自然灾害之一。2002年,我国有近2亿人次遭受洪涝灾害。我国雨涝的发生具有出现次数频繁、旱涝交替出现等特点。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因
2、及类型n1.城市洪涝灾害n洪水灾害洪水灾害是通常所说的水灾和涝灾的总称;n水灾水灾一般指因河流泛滥淹没田地所引起的灾害;n涝灾涝灾指因过量降雨而产生地面大面积积水、土地过湿使农作物生长不良而减产的现象。n由于水灾和涝灾往往同时发生,难于区分,便把水涝灾害统称为洪水灾害洪水灾害。洪涝,指因大雨、暴雨或持续降雨使低洼地区淹没、渍水的现象。雨涝主要危害农作物生长,造成作物减产或绝收,破坏农业生产以及其他产业的正常发展。其影响是综合的,还会危及人的生命财产安全,影响国家的长治久安等。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n洪水大小常以洪锋水位(洪峰流量)、洪水总量、洪水历时来描述,统称洪水三要素。
3、洪水三要素越大,则洪水越大。洪峰水位洪水总量洪水三要素洪水历时n1.城市洪涝灾害 就全球范围来说,洪涝灾害主要发生在多台风暴雨的地区。这些地区主要包括:孟加拉北部及沿海地区;中国东南沿海;日本和东南亚国家;加勒比海地区和美国东部近海岸地区。此外,在一些国家的内陆大江大河流域,也容易出现洪涝灾害。我国洪涝分布主要的雨涝区分布在大兴安岭太行山武陵山以东,这个地区又被南岭、大别山秦岭、阴山分割为4个多发区。我国西部少雨,仅四川是雨涝多发区。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n2.城市洪涝灾害形成条件洪水形成具备的两个条件自然条件洪水是形成洪水灾害的直接原因,只有当洪水自然变异强度达到一定标准
4、时,才可能出现灾害。主要影响因素有地理位置、气候条件和地形条件。社会条件只有当洪水发生在有人类活动的地方才能成灾。n属性属性n洪涝灾害具有双重属性双重属性,既有自然属性,又有社会经济属性。它的形成必须具备两方面条件n 自然条件n气候异常,降水集中、量大:中国降水的年际变化和季节变化大,一般年份雨季集中在七、八两个月,中国是世界上多暴雨的国家之一,这是产生洪涝灾害的主要原因。洪水是形成洪水灾害的直接原因。只有当洪水自然变异强度达到一定标准,才可能出现灾害。主要影响因素有地理位置、气候条件和地形地势。n社会经济条件n只有当洪水发生在有人类活动的地方才能成灾。受洪水威胁最大的地区往往是江河中下游地区
5、,而中下游地区因其水源丰富、土地平坦又常常是经济发达地区。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n2.城市洪涝灾害成因洪水致灾两个基本环节洪水的形成原因自然原因流域江水速度与排水速度对人类造成损害一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型对人类造成危害洪灾的严重程度与区域的人口、经济有关。洪水只有发生在有人类活动的区域并且带来危害时,才能称为洪灾。洪水发生的的区域,人口越密集,经济越发达,损失就越惨重。人类活动也在一定程度上诱发或者加剧了洪灾的发生,如流域内植被的破坏和大规模的围湖造田。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型2.洪水灾害成因长江洪灾形成原因自然原因洪水来量滞洪能力泄洪能
6、力人为因素滥伐森林围湖造田一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型2.洪水灾害成因说明:人为活动对灾情有着“放大”和“缩小”的作用,只有建立良好的人地共存和协调关系,才能使生存环境变得更安全。长江流经湿润地区,流域广支流多,汛期长,水量大,特别是雨期大范围内普降暴雨,引起长江上游干流和中游支流洪水同时爆发,中下游势必发生洪水。洪水来量长江中游没有足够的调洪、滞洪场所。滞洪能力长江下游河道过洪(宣泄能力)不足。泄洪能力长江中上游山区滥伐森林,使森林植被减少,水土流失加剧,导致森林涵养水源、调节径流、肖锋补枯作用减少,同时大量泥沙入江,淤积抬高河床,河道泄洪能力降低。滥伐森林泥沙淤积,使湖泊萎缩
7、,调蓄洪锋功能削弱。围湖造田.洪水灾害主要类型洪水灾害主要类型类类 型型成成 因因主要分布地带主要分布地带发生时间发生时间暴雨洪水主要由台风、锋面等带来的暴雨东部季风区各大江河中下游平原时间与暴雨时间高度一致性,在东部季风区,暴雨集中发生在每年4-9月,自南向北推移山 洪山区溪沟,由于地面和河床坡降都较陡,降雨后产流、汇流都较快,形成急剧涨落的洪峰泥 石 流雨引起山坡或岸壁的崩坍,大量泥石连同水流下泄而形成融雪洪水由积雪融水和冰川融水形成的洪水主要分布在我国西北或东北山区受气温升高制约,融雪洪水一般发生在每年4-5月,冰川融水形成洪水,主要发生在7-8月冰凌洪水 冰凌堵塞河道分布在河流从低纬度
8、向高纬度流的河段发生在河流封冻和解冻的季节溃坝洪水水库失事时,存蓄的大量水体突然泄放,形成下游河段的水流急剧增涨甚至漫槽成为立波向下游推进的现象。湖泊洪水由于河湖水量交换或湖面大风作用或两者同时作用,可发生湖泊洪水天 文 潮海水受引潮力作用,而产生的海洋水体的长周期波动现象风 潮台风、温带气旋、冷峰的强风作用和气压骤变等强烈的天气系统引起的水面异常升降现象海 啸是水下地震或火山爆发所引起的巨浪一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n雨洪水:在中低纬度地带,洪水的发生多由雨形成。大江大河的流域面积大,且有河网、湖泊和水库的调蓄,不同场次的 雨在不同支流所形成的洪峰,汇集到干
9、流时,各支流的洪水过程往往相互叠加,组成历时较长涨落较平缓的洪峰。小河的流域面积和河网的调蓄能力较小,一次雨就形成一次涨落迅猛的洪峰,雨洪水可分为两大类,暴洪是突如其来的湍流,它沿着河流奔流,摧毁所有事物,暴洪具有致命的破坏力,另一种是缓慢上涨的大洪水一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n山洪:是山区溪沟中发生的暴涨暴落的洪水。由于山区地面和河床坡降都较陡,降雨后产流和汇流都较快,形成急剧涨落的洪峰。所以山洪具有突发性、水量集中、破坏力强等特点,但一股灾害波及范围较小。这种洪水如形成固体迳流,则称作泥石流。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n融
10、雪洪水:主要发生在高纬度积雪地区或高山积雪地区。融雪洪水:在高纬度严寒地区,冬季积雪较厚,春季气温大幅度升高时,积雪大量融化而形成。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n冰凌洪水:中高纬度地区内,由较低纬度地区流向较高纬度地区的河流(河段),在冬春季节因上下游封冻期的差异或解冻期差异,可能形成冰塞或冰坝而引起。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n冰凌洪水:主要发生在黄河、松花江等北方江河上。由于某些河段由低纬度流向高纬度,在气温上升,河流开冻时,低纬度的上游河段先行开冻,而高纬度的下游段仍封冻,上游河水和冰块堆积在下游河床,形成冰坝,也容易造成
11、灾害。在河流封冻时也有可能产生冰凌洪水。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n溃坝洪水:是大坝或其他挡水建筑物发生瞬时溃决,水体突然涌出,造成下游地区灾害。这种溃坝洪水虽然范围不太大,但破坏力很大。此外,在山区河流上,在地震发生时,有时山体崩滑,阻塞河流,形成堰塞湖。一旦堰塞湖溃决,也形成类似的洪水。这种堰塞湖溃决形成的地震次生水灾的损失,往往比地震本身所造成的损失还要大。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n溃坝洪水:水库失事时,存蓄的大量水体突然泄放,形成下游河段的水流急剧增涨甚至漫槽成为立波向下游推进的现象。冰川堵塞河道、壅高水位,然后突然
12、溃决时,地震或其他原因引起的巨大土体坍滑堵塞河流,使上游的水位急剧上涨,当堵塞坝体被水流冲开时,在下游地区也形成这类洪水。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n湖泊洪水:由于河湖水量交换或湖面大风作用或两者同时作用,可发生湖泊洪水。吞吐流湖泊,当入湖洪水遭遇和受江河洪水严重顶托时常产生湖泊水位剧涨,因盛行风的作用,引起湖水运动而产生风生流,有时可达56m,如北美的苏必利尔湖、密歇根湖和休伦湖等。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n天文潮:海水受引潮力作用,而产生的海洋水体的长周期波动现象。海面一次涨落过程中的最高位置称高潮,最低位置称低潮,相邻
13、高低潮间的水位差称潮差。加拿大芬迪湾最大潮差达19.6m,中国杭州湾的澉浦最大潮差达8.9m。一一.洪水灾害成因及类型洪水灾害成因及类型n3.洪水灾害类型n风潮:台风、温带气旋、冷峰的强风作用和气压骤变等强烈的天气系统引起的水面异常升降现象。它和相伴的狂风巨浪可引起水位涨,又称风潮增水。第二节 防洪减灾策略n一。防洪规划需要统一全流域规划强制执行n二。加强防洪减灾的法制建设n三。统一规划社会经济发展是防洪规划的重要法则n四.我国城市防洪策略二.我国洪水灾害形成背景我国洪水灾害形成背景气候条件地形地势河道历史变迁水土流失湖泊调蓄能力下降江河沿岸堤防工程脆弱我国洪水灾害首先和气候有直接的关系,气候
14、对水利最直接的影响是雨量的分布。我国每年降雨量随着与海洋距离的加大而逐渐减少,大致从东南沿海向西北内陆,由1500mm以上逐渐减少到50mm以下。1.气候条件受区域性构造控制,我国的地势西高东低,呈阶梯状向东南倾斜,由两列山脉组成的地貌线,使我国大陆呈现出三级台阶式的地貌格局。2.地形地势我国江河湖海的演变速度是世界罕见的。江河水系的演变与洪涝灾害的形成关系极为密切。现以淮河水系的演变加以说明。3.河道历史变迁水土流失、崩塌、滑坡、泥石流与洪水灾害具有密切的相关关系。暴雨洪水是激发水土流失和崩塌、滑坡、泥石流的重要因素,反过来这些地质过程又进一步加剧了洪涝灾害。4.水土流失湖泊对于蓄洪、分洪、
15、调洪具有非常重要的作用。湖泊面积的大幅度萎缩使调蓄洪水的能力大幅度下降。5.湖泊调蓄能力下降江河两岸的堤坝是在自然条件下形成的,在平水期基本保持稳定状态,但在洪水期,稳定性较差的堤坝可能产生溃决,导致洪水灾害。6.江河沿岸堤防工程脆弱三三.我国城市洪水灾害的特点我国城市洪水灾害的特点n我国现有100多座大中城市处于洪水水位之下,受到洪水灾害的要重威胁。城市本身具有独特的地表形态和性质,如不透水地面面积大,有天然的和人工的地下管网等两套排水系统,导致地面径流系数大,水流速度快,时间短,下渗少。我国城市洪灾特点普遍性与多样性区域性和差异性季节性和周期性类似性和规律性破坏性和突发性可预测性和可防御性
16、三三.我国城市洪水灾害的特点我国城市洪水灾害的特点n我国洪水灾害分布总的特点:东部多,西部少;沿海多,内陆少;平原低地多,高原山地少;山脉东坡和南坡多,西坡和北坡少n、我国洪涝灾害的灾情特点范围广、发生频繁、突发性强,而且损失大。n其中,农业受洪水灾害影响最为严。“北极震荡北极震荡”释放太多冷空气释放太多冷空气 n所谓“北极震荡”(Arctic Oscillation),是指当北极上空出现低气压,气流会以顺时针的方向运行,以保持冷暖气流的交替运作。假使周围环流变得强劲,则会让北半球气温上升,一旦环流变弱,冷空气将向外扩散出去,就会使北半球变冷;而现在刚好是环流变弱的时候。科学家以北京震荡指数来
17、衡量气压的变化。三.我国城市洪水灾害的特点n2009年,“厄尔尼诺”现象再次拜访了太平洋区域,受其影响,不断有暖湿气流从西北太平洋地区进入中国大陆地区。而今年,紧随“厄尔尼诺”的“拉尼娜”现象又带来了大量的降水。三三.我国城市洪水灾害的特点我国城市洪水灾害的特点我国洪水灾害四大类型第一类型:洪水过大,超过了该江河近期防洪标准第二类型:很大一部分城市防洪标准偏低,一遇普通洪水就造成灾害第三类型:河道或城市管理工作薄弱,每每侵占河道江滩,强行构筑生产堤围,阻碍洪水下汇,或是盲目向河滩、坑塘发展城市建设,从而洪水来临,造成不应有损失第四类型:综合性因素,一、二、三种类型均兼之,洪水造成的损失更为严重
18、三三.我国城市洪水灾害的特点我国城市洪水灾害的特点1.普遍性与多样性我国地域辽阔,自然环境差异很大,具有产生多种类型洪水和严重洪水危害的社会条件和自然条件。我国多数城市沿江河或者沿海分布,普遍存在洪灾威胁,除沙漠、极端干旱地区和高寒区外,我国其余大约2/3的国土面积都存在不同程度和不同类型的洪水灾害。在我国的地貌组成中,山地、丘陵和高原约占总面积的20%,其中七大江河和滨海河流地区是我国洪水灾害最严重的地区,是防洪的重点地区。我国海岸线长达18000km,当江河洪峰入海时,如与天文大潮遭遇,将形成大洪水。这种洪水对长江、钱塘江和珠江河口区域威胁很大。风暴潮带来的暴雨洪水也主要威胁沿海地区。我国
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