防汛抗旱基本知识.ppt

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1、 防汛抗旱基本知识防汛抗旱基本知识 二二一二年六月一二年六月主要内容主要内容 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、涵闸第一节第一节 气象知识气象知识 气气象象是

2、是表表明明大大气气特特征征的的物物理理状状态态和和物物理理现现象象的的总总称称。包包括括气气压压、气气温温、温温度度、风风、云云、降降水水等等要要素素。天天气气是是指指短短时时期期某某地地大大气气中中的的气气象象变变化化情情况况。它它是是由由各各种种气气象象要要素素综综合合表表述述的的大大气气物物理理状状况况。气气候候则则是是指指一一地地区区多多年年观观察察所所得得到到的的概概括括性性气气象象情情况况。天天气气是是多多变变的的，而而气气候则较为稳定。候则较为稳定。一、天气图和卫星云图一、天气图和卫星云图 天气图天气图-填有各地同时间的气象观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

3、特制测记录、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（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，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，有时也图、变量图、单站图等辅助图表，有时也统称为天气图。统称为天气图。一、天气图和卫星云图一、天气图和卫星云图 卫星云图卫星云图-是指由气象卫星自上是指由气象卫星自上而下观测

4、到的地球上的云层覆盖和地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、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。高空槽、台风等的位置、移动和变化。卫卫星星云云图图表表明明，暴暴雨雨可可在在一一种种天天气气系系统统的的云云团团内内形形成成，也也可可由由几几种种天天气气系统的云系相互作用迭加而发生。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红外云图亮度

5、代表云顶温度,积雨积雨云表现为白亮云团，用分层增强红外云表现为白亮云团，用分层增强红外云图可识别暴雨落区，判别暴雨强度。云图可识别暴雨落区，判别暴雨强度。二、雨量及雨量等级二、雨量及雨量等级 雨雨量量是是指指一一定定时时段段内内，降降落落到到水水平平地地面面上上（假假定定无无渗渗漏漏、蒸蒸发发、流流失失等等）的的雨雨水水深深度度。如如日日降降雨雨量量是是在在1 1日日内内降降落落在在某某面面积积上上的的总总雨雨量量。此此外外，还还常常有有年年降降雨雨量量、月月降降雨雨量量以以及及多多少少小小时时降降雨雨量量等等，若若将将逐逐日日雨雨量量累累积积相相加加，则则可可分分别别得得出出旬旬、月月和和年

6、年雨雨量量。次次降降雨雨量量是是指指某某次次降降雨雨开开始始至至结结束束连连续续一一次次降降雨雨的的总总量量。用用雨雨量量计计或或雨雨量量器器测测定定，以以mmmm为为单单位位。日日雨雨量量观观测测中中，可可分分为为2424段段（1h1h一一次次）、8 8段段（3h3h一一次次）、4 4段段（6h6h一次）及一次）及1 1段（段（24h24h一段）等一段）等4 4种。种。日雨量的统计有日雨量的统计有20202020时和时和08080808时两种方法。目前，时两种方法。目前，我国电视和广播节目中发布的日雨量为我国电视和广播节目中发布的日雨量为08080808时，代表前一时，代表前一天的雨量。天的

7、雨量。二、雨量及雨量等级二、雨量及雨量等级 （1 1）降降雨雨历历时时和和降降雨雨时时间间：降降雨雨历历时时是是指指一一次次降降雨雨的的持持续续时时间间，即即一一场场降降雨雨自自始始至至终终所所经经历历的的时时间间。降降雨雨时时间间是是指指对对应应某某一一降降雨雨量量而而言言的的时时段段长长，在在此此时时间间内内，降降雨雨并并不不一一定定是是持持续续的的。降降雨雨历历时时和和降降雨雨时时间均以间均以minmin、h h计。计。（2 2）降降雨雨强强度度：指指单单位位时时间间内内的的降降雨量，以雨量，以mm/minmm/min或或mm/hmm/h计。计。（3 3）降降雨雨面面积积：指指某某次次降

8、降雨雨所所笼笼罩罩的水平面积，以的水平面积，以kmkm2 2计。计。（4 4）暴暴雨雨中中心心：指指暴暴雨雨强强度度较较集集中中的局部地区。的局部地区。降雨的基本要素降雨的基本要素 降雨强度小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨24h雨量（mm）1010.1-25.025.1-50.050.1-100100.1-2002001010.0-24.925.0-49.950.0-99.9100.0-199.9200我国划分降水大小的降雨强度标准我国划分降水大小的降雨强度标准 三、风级与热带气旋三、风级与热带气旋 风风是是指指空空气气相相对对于于地地面面的的运运动动。气气象象上上常常指指空空气气的的水水平平运

9、运动动,并并用用风风向向、风风速速来来表表示示。根根据据相相对对地地面面或或海海面面物物体体影影响响程程度度而而定定出出的的等等级级风风力力叫叫风风级级，可可用用来来估估计计风风速速的的大大小小。原原分分为为0 01212级计级计1313个等级，后来增加到个等级，后来增加到1818个等级。个等级。热热带带气气旋旋是是影影响响我我国国的的重重要要天天气气系系统统。热热带带气气旋旋到到来来时时伴伴有有狂狂风风暴暴雨雨，常常给给国国家家和和人人民民生生命命财财产产带带来来重重大大损损失失。但但在在我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。国南方的伏旱季节，热带气旋带来的降雨对缓解旱

10、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，是一个直径为径为100100200km200km的暖性涡旋。国际上以其中心附近的最大风力的暖性涡旋。国际上以其中心附近的最大风力来确定强度并进行分类：来确定强度并进行分类：12 12级以上的通称为台风；级以上的通称为台风；10-11 10-11级的是强热带风暴；级的是强热带风暴；8-9 8-9级的是热带风暴；级的是热带风暴；小于小于8 8级的是热带低压。级的是热带低压。四、厄尔尼诺与拉尼娜现象四、厄尔尼诺与拉尼娜现象 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也叫反厄尔尼诺现

11、象，一般是厄尔尼诺现象发生在先，而它居后，故又有别名发生在先，而它居后，故又有别名“圣女圣女”。在赤道，中、东。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（定义是：采用赤道中、东太平洋关键区（150150W W9090W W，5 5N N5 5S S）的海温指标，当该区

12、大范围海表温度较常年增暖）的海温指标，当该区大范围海表温度较常年增暖（降温）超过（降温）超过0.50.5C C以上，并至少持续以上，并至少持续6 6个月以上（其中允许个月以上（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。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。风或热带风暴比常年偏多。四、厄尔尼诺与拉尼娜现象四、厄尔尼诺与拉尼娜现象 厄尔尼诺现象厄尔尼诺现象是指发生在赤道东太平洋，特别是冷水域是指发生在

13、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（尔尼诺（EI-EI-）在西班牙文中即为圣子之意，故名。当此现象）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出现时，大范围海面温度可比常年偏高3 344，最高时可偏高，最高时可偏高66。厄尔尼诺现象的出现会造成低纬度海水温度年际变幅达。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

14、亚热带季风区域，影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，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。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，搞好防灾准当厄尔尼诺出现时，要高度警惕水灾及其它

15、灾害，搞好防灾准备，以做到有备无患。备，以做到有备无患。五、暴雨五、暴雨 暴暴雨雨形形成成的的过过程程很很复复杂杂，从从宏宏观观条条件件看看，首首先先，要要有有充充沛沛的的水水汽汽来来源源。即即降降水水云云层层有有足足够够的的厚厚度度，例例如如有有庞庞大大而而深深厚厚的的积积雨雨云云或或雨雨层层云云存存在在，并并且且需需要要有有源源源源不不断断的的水水汽汽补补充充供供应应；其其次次要要有有促促使使气气流流强强烈烈上上升升的的动动力力和和有有利利的的大大气气环环流流形形势势，使使降降水水强强度度足足够够大大，持持续续时时间间较较长长。能能够够满满足足上上述述条条件件的的天天气气系系统主要是冷锋低

16、槽和热带气旋两大类。统主要是冷锋低槽和热带气旋两大类。暴暴雨雨主主要要由由两两种种天天气气系系统统形形成成：一一是是西西风风带带低低值值系系统统，包包括括锋锋、气气旋旋、切切变变线线、低低涡涡和和槽槽等等，易易形形成成大大面面积积暴暴雨雨洪洪水水。这这类类暴暴雨雨一一般般持持续续时时间间长长、范范围围大大、降降水水总总量量大大，在在大大江江大大河河往往往往形形成成流流域域性性的的暴暴雨雨洪洪水水，常常可可造造成成干干支支流流洪洪水水遭遭遇遇、洪洪峰峰叠叠加加的的严严重重洪洪水水灾灾害害。二二是是低低纬纬度度热热带带天天气气系系统统，包包括括热热带带风风暴暴和和台台风风。当当热热带带风风暴暴和和

17、台台风风登登陆陆后后，一一般般转转变变为为低低气气压压消消失失，如如气气团团移移动动转转而而北北上上，深深入入内内陆陆，与与北北方方冷冷空空气气相相遇遇，则则可可能能形成大范围强降雨过程。形成大范围强降雨过程。六、副热带高压六、副热带高压 副副热热带带是是指指在在热热带带北北部部与与温温带带南南部部之之间间的的过过渡渡带带,大大约约在在15153535N N之之间间（北北半半球球）。副副热热带带高高压压是是围围绕绕地地球球一一圈圈在在副副热热带带生生成成的的高高压压带带，它它有有几几个个中中心心，是是大大气气环环流流的的一一环环。西西太太平平洋洋副副热热带带高高压压是是其其中中之之一一，能能造

18、造成成我我国国大大范范围围的的旱旱涝涝，故故特别受到重视。特别受到重视。七、低涡与气旋七、低涡与气旋 低低涡涡是是指指在在高高空空天天气气图图上上，具具有有气气旋旋性性旋旋转转，且且高高度度比比四四周周低低的的涡涡旋旋。低低涡涡内内有有较较强强的的上上升升运运动动，为为降降水水提提供供了了有有利利条条件件，如如低低涡涡区区水水汽汽充充沛沛，大大气气中中又又存存在在位位势势不不稳稳定定能能量量，则则低低涡经过的地方，常有暴雨出现。涡经过的地方，常有暴雨出现。气气旋旋是是大大气气中中气气压压比比四四周周低低的的区区域域，又又叫叫低低气气压压。生生成成于于低低纬纬度度海海洋洋的的为为热热带带气气旋旋

19、在在气气旋旋中中心心和和锋锋面面附附近近天天气气变变化化激激烈，气旋和锋面经过的地区常常有大雨和暴雨出现。烈，气旋和锋面经过的地区常常有大雨和暴雨出现。八、气团和锋八、气团和锋 气气团团是是指指在在水水平平方方向向上上物物理理属属性性(主主要要指指温温度度、湿湿度度、大大气气稳稳定定度度等等)相相对对比比较较均均匀匀的的大大范范围围空空气气团团块块。其其水水平平范范围围可可达几百万平方公里，铅直厚度可达几公里至十几公里。达几百万平方公里，铅直厚度可达几公里至十几公里。气气团团的的形形成成需需要要具具备备两两个个条条件件：大大范范围围性性质质比比较较均均匀匀的的下垫面；下垫面；有利于空气停滞和

20、缓行的环流条件。有利于空气停滞和缓行的环流条件。由由于于气气团团是是一一大大块块许许多多物物理理性性质质比比较较均均匀匀的的气气块块，所所以以气气团和气团之间团和气团之间的锋的锋自然是矛盾最激烈的地方。自然是矛盾最激烈的地方。九、高压脊与低压槽九、高压脊与低压槽 高高压压脊脊是是等等压压线线或或等等高高线线不不闭闭合合且且向向低低压压方方向向突突出出的的高高气气压压区区域域。其其中中等等压压线线或或等等高高线线的的反反气气旋旋性性曲曲率率为为最最大大值值各各点点的的联线称为脊线。联线称为脊线。低低压压槽槽是是从从低低气气压压区区延延伸伸出出来来的的狭狭长长区区域域。槽槽中中的的气气压压值值比比

21、两两侧侧的的气气压压要要低低。槽槽中中各各条条等等压压线线弯弯曲曲最最大大处处的的联联线线称称为为槽槽线。线。十、气压十、气压 气气压压是是指指单单位位面面积积上上所所承承受受的的大大气气柱柱重重量量。气气压压的的变变化化，往往往往与与天天气气变变化化有有密密切切关关系系。气气象象上上，一一般般以以百百帕帕（hpahpa）作作为气压的单位，一个大气压约相当于为气压的单位，一个大气压约相当于10131013百帕。百帕。在在天天气气图图上上绘绘制制等等压压线线表表示示的的高高、低低气气压压区区域域，一一般般有有高高气气压压、低低气气压压、高高压压脊脊、低低压压槽槽等等。高高气气压压，亦亦称称“反反

22、气气旋旋”。在在同同一一高高度度上上，中中心心气气压压高高于于四四周周的的大大气气旋旋涡涡。其其中中空空气气自自中中心心向向外外围围流流散散，因因受受地地球球转转动动的的影影响响，在在北北半半球球作作顺顺时时针针方方向向流流动动，在在南南半半球球作作逆逆时时针针方方向向流流动动。在在高高气气压压内内无无锋锋面面存存在在，多多出出现现下下沉沉气气流流，故故少少云云雨雨和和大大风风。反反气气旋旋按按热热力力结结构构可可分分为为2 2种种，一一是是冷冷性性反反气气旋旋，多多出出现现于于中中高高纬纬度度的的大大陆陆地地区区；二二是是暖暖性性反反气气旋旋，多多出出现现在在副副热热带带地地区区。低低气气压

23、压，亦亦称称“气气旋旋”。在在同同一一高高度度上上，中中心心气气压压低低于于其其四四周周的的大大气气涡涡旋旋。在在北北半半球球，气气旋旋区区气气流流作作逆逆时时针针方方向向旋旋转转，南南半半球球则则相相反反。气气旋旋也也主主要要有有2 2种种，一一是是温温带带气气旋旋，二二是是热热带带气气旋旋。由由于于气气旋旋中中空空气气有有辐辐合合上升运动，所以一般多云雨，天气较差。上升运动，所以一般多云雨，天气较差。第二节第二节 水文知识水文知识一、流域和水系一、流域和水系 流域流域是地表水与地下水分水线是地表水与地下水分水线所包围的集水区或汇水区，因地下所包围的集水区或汇水区，因地下水分水线不易确定，习

24、惯上将地表水分水线不易确定，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，称为流，构成脉络相通的系统，称为河河系或水系。系或水系。

25、二、河流的分段与断面二、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。河源河源。河流开始的地方，可以是溪涧泉水冰川沼泽或湖泊等。河流开始的地方，可以是溪涧泉水冰川沼泽或湖泊等。上游上游。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。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。强，河谷狭，流量小，河床中经常出现急滩和瀑布。中游中游。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。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

26、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。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。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，。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。浅滩到处可见，河曲发育。河口河口。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。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。淤积比较严重。河流的断面分为纵断面及横断面。河流的断面分为纵断面及横断面。纵断面纵断面。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。沿河流中线（也有取沿程各

27、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。沿程分布。横断面横断面。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。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

28、计算流量的重要参素。出称为水断面，它是计算流量的重要参素。三、水位和基面三、水位和基面 水位：水位：指水体的自由水面高出基面以上的高程，其单位为指水体的自由水面高出基面以上的高程，其单位为m m。水水文文资资料料中中涉涉及及的的基基面面有有：绝绝对对基基面面、假假定定基基面面、测测站站基基面面和和冻冻结结基基地。地。绝绝对对基基面面：一一般般是是以以某某海海滨滨地地点点的的特特征征海海水水面面为为准准。这这个个特特征征水水面面的的高高程程为为0.000m0.000m。在在我我国国现现统统一一采采用用黄黄海海基基面面。曾曾用用过过大大连连、吴吴淞淞、珠珠江、大沽等基地。江、大沽等基地。假假定定基

29、基面面：若若水水文文站站附附近近没没有有国国家家水水准准，其其水水准准点点高高程程暂暂时时无无法法与与全全河河（地地区区）统统一一引引据据的的某某一一绝绝对对基基面面高高程程相相连连接接，则则可可暂暂时时自自行行假假定定一个水准基面，作为本站水位和高程起算的标准。一个水准基面，作为本站水位和高程起算的标准。测测站站基基面面（冻冻结结基基面面）：是是水水文文测测站站专专用用的的一一种种固固定定基基面面。一一般般是是将将水文站第一次使用的界面冻结下来，作为冻结基面。水文站第一次使用的界面冻结下来，作为冻结基面。当当然然，测测站站基基面面（冻冻结结基基面面）、假假定定基基面面应应尽尽可可能能与与绝绝

30、对对基基面面相相连连接接。各各项项水水位位、高高程程资资料料都都应应写写明明测测站站基基面面（冻冻结结基基面面）与与绝绝对对基基面面的的换换算关系。其换算关系一般为：算关系。其换算关系一般为：冻结基面以上米数冻结基面以上米数+/-+/-米米=黄海基面以上米数。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）以上米数）-2.276m=-2.276m=黄海基面以上黄海基面以上m m数，其意思是若长沙站的水位为数，其意思是若长沙站的水位为38.83m38.83m，用黄海基面表示，则为，用黄海基面表示，

31、则为36.55m36.55m。四、洪水四、洪水 暴暴雨雨或或急急剧剧融融冰冰化化雪雪、风风暴暴潮潮和和水水库库溃溃坝坝等等引引起起江江河河水水量量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象，称洪水。迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象，称洪水。（一）洪水流量（一）洪水流量 单单位位时时间间内内通通过过某某一一过过水水断断面面的的水水量量称称为为流流量量，其其单单位位为为立立方方米米/秒秒（m m3 3/s/s）。流流量量是是河河流流水水情情的的基基本本要要素素，水水资资源源的的指指标标之之一一。设设河河流流某某过过水水断断面面面面积积为为A A，与与流流入入过过水水断断面面所所在在河河段段的断面平均速度为的

32、断面平均速度为V V，按照流量的定义，则流量：，按照流量的定义，则流量：Q=AVQ=AV（m m3 3/s/s）式中：式中：Q Q流量（流量（m m3 3/s/s）V V断面平均流速（断面平均流速（m/sm/s）A A过水断面面积（过水断面面积（m m2 2）（二）洪水特征（二）洪水特征1 1、洪水起涨、洪水起涨 当当流流域域上上发发生生暴暴雨雨或或融融雪雪时时，在在流流域域各各处处所所形形成成的的地地面面径径流流，都都依依其其远远近近先先后后汇汇集集于于河河道道的的出出口口断断面面处处，当当近近处处的的地地面面径径流流到到达达该该出出口口断断面面时时，河河水水流流量量开开始始增增加加，水水位

33、位相相应应上上涨涨，这就是洪水起涨之时。这就是洪水起涨之时。四、洪水四、洪水 2 2、洪峰流量、洪峰水位、洪峰流量、洪峰水位 随随着着流流域域远远处处的的地地表表径径流流陆陆续续流流入入河河道道使使流流量量和和水水位位继继续续增增涨涨，大大部部分分高高强强度度的的地地表表径径流流汇汇集集到到出出口口断断面面时时，河河水水流流量量增增至至最最大大值值。一一次次洪洪水水过过程程中中的的最最大大瞬瞬时时流流量量和和水水位位，分分别别称为洪峰流量和洪峰水位。称为洪峰流量和洪峰水位。3 3、洪水过程线、洪水总量、时段洪量、洪水过程线、洪水总量、时段洪量 在在方方格格纸纸上上，以以时时间间为为横横坐坐标标

34、以以江江河河的的流流量量或或水水位位为为纵纵坐坐标标，可可以以绘绘出出洪洪水水从从起起涨涨至至峰峰顶顶到到落落尽尽的的整整个个过过程程曲曲线线，称称为为洪洪水水过过程程线线。由由于于洪洪水水过过程程线线两两头头低低，中中间间高高，形形似似山山峰峰，故最高处称为洪峰。故最高处称为洪峰。洪洪水水总总量量：一一次次洪洪水水过过程程中中或或给给定定时时段段内内通通过过河流某一断面的洪水体积。河流某一断面的洪水体积。时时段段洪洪量量：某某一一时时段段内内发发生生的的洪洪水水总总量量，一一般般需需确确定定2 23 3个个时时段段的的洪洪量量。最最大大时时段段洪洪量量是是指指一一次次洪洪水水过过程程中中，

35、指指定定历历时时的的最最大大洪洪量量，如最大如最大1d1d、3d3d、7d7d、15d15d、30d30d、60d60d日洪量等。日洪量等。四、洪水四、洪水（三）洪水类型（三）洪水类型1 1、暴雨洪水、暴雨洪水 指指暴暴雨雨引引起起的的江江河河水水量量迅迅速速增增加加并并伴伴随随水水位位急急剧剧上上升升的的现现象象，称称暴暴雨雨洪洪水水。按按暴暴雨雨的的成成因因可可分分为为：雷雷暴暴雨雨洪洪水水（也也称称骤骤发发暴暴雨雨洪洪水水），台台风风暴暴雨雨洪洪水水，锋锋面面暴暴雨雨洪洪水水。暴暴雨雨洪洪水水年年际际变变化化很很大大，在在同同一一流流域域上上，常常年年出出现现的的暴暴雨雨洪洪水水与与偶偶

36、尔尔出出现现的的特特大大暴暴雨雨洪洪水水，在在量量级级上上相相差差悬悬殊殊，洪洪水水过过程程特特征征也也不不完完全全一一致致。中中国国河河流流的的主主要要洪洪水水大大都都是是暴暴雨雨洪洪水水，它它多多发发生生在在夏夏、秋秋季季节节，南方一些地区春季也可能发生。南方一些地区春季也可能发生。2 2、溃坝洪水、溃坝洪水 指指大大坝坝在在蓄蓄水水状状态态下下突突然然崩崩溃溃而而形形成成的的向向下下游游急急速速推推进进的的巨巨大大洪洪流流。习习惯惯上上把把因因地地震震、滑滑坡坡或或冰冰川川堵堵塞塞河河道道引引起起水水位位上上涨涨后后，堵堵塞塞处处突突然然崩崩溃溃而而暴暴发发的的洪洪水水也也归归入入溃溃坝

37、坝洪洪水水。溃溃坝坝的的发发生生和和溃溃坝坝洪洪水水的的形形成成通通常常历历时时短短暂暂，难难以以预预测测，峰峰高高量量大大，变变化化急急骤骤，危危害害性性特特大大。世世界界各各国国都都很很重重视视，并并有有各各种种溃溃坝坝洪洪水水的计算方法。的计算方法。3 3、融雪洪水；、融雪洪水；4 4、冰川洪水；、冰川洪水；5 5、冰凌洪水；、冰凌洪水；6 6、雨雪混合洪水、雨雪混合洪水五、径流五、径流 径径流流是是指指在在水水文文循循环环过过程程中中，降降水水沿沿流流域域的的不不同同路路径径向向河河流流、湖湖泊泊、沼沼泽泽和和海海洋洋汇汇集集的的水水流流。在在一一定定时时段段内内通通过过河河流流某某一

38、一过过水水断断面面的的水水量量称称该该断断面面的的径径流流量量。径径流流是是水水循循环环的的主主要要环环节节，也也是是水水量量平平衡衡的的基基本本要要素素。一一个个地地区区的的径径流流量量往往往往是是该该地地区的水资源量的主要组成部分。区的水资源量的主要组成部分。按按径径流流存存在在的的空空间间位位置置，可可分分为为地地表表径径流流（直直接接径径流流）、地地下下径径流流、壤壤中中流流；按按径径流流补补给给形形式式，可可分分为为降降雨雨径径流流、冰冰雪雪融融水水径径流流；一一年年中中不不同同暑暑期期的的径径流流分分别别称称为为汛汛期期径径流流、枯枯季季径径流、年径流。流、年径流。从从降降水水到到

39、达达地地面面至至水水流流汇汇集集于于流流域域出出口口断断面面的的整整个个过过程程叫叫径径流流形形成成过过程程。它它包包括括植植物物截截留留、填填洼洼、下下渗渗、蒸蒸散散发发、坡坡地地汇汇流流、河河槽槽汇汇流流等等一一系系列列过过程程。通通常常把把上上述述过过程程归归纳纳为为产产流流过过程和汇流过程。程和汇流过程。六、水文频率和重现期六、水文频率和重现期 （一）经验频率（一）经验频率 在在实实测测洪洪水水样样本本系系列列中中某某洪洪水水变变量量X X大大于于或或等等于于一一定定数数值值X Xm m（即即XXXXm m）的的可可能能性性大大小小即即为为频频率率，也也是是指指某某一一数数值值随随机机

40、变变量量出现的次数与全部系列随机变量总数的比值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：用数学符号可写成：P Pm m（XXXXm m），其值在），其值在0 0与与1 1之间。之间。频率用符号频率用符号P P表示表示,以百分比以百分比()作单位。作单位。例例如如，某某河河段段年年最最大大洪洪峰峰流流量量系系列列中中，出出现现流流量量Q1000 Q1000 m m3 3/s/s可可能能性性为为百百分分之之一一，则则称称Q1000 Q1000 m m3 3/s/s的的频频率率等等于于1%1%。在在全全部部实实测测洪洪水水系系列列n n项项中中按按大大小小顺顺序序排排位位的的第第m

41、m项项的的经经验验频频率率则则为为P Pm m，常常用下列公式计算：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。在洪水频率分析中，称上式为经验频率公式。频频率率用用百百分分数数（%）表表示示，例例如如某某一一洪洪峰峰流流量量出出现现的的频频率率是是1%1%，就就表表示示该该洪洪峰峰流流量量平平均均每每一一百百年年可可能能出出现现一一次次。这这就就说说明明这这次次洪洪水水特特别别大大。如如果果说说频频率率为为5%5%，就就表表示示该该次次洪洪水水平平均均每每百百年年中中可能会出现可能会出现5 5次，说明这次洪水比较大，但不是特别大。次，说明这次洪水比较大，但不是特别大。六、水文频率和

42、重现期六、水文频率和重现期 （二）重现期与洪水等级的划分（二）重现期与洪水等级的划分 重重现现期期的的概概念念：随随机机变变量量出出现现频频率率的的另另一一种种表表达达方方式式是是重重现现期期，即即通通常常所所讲讲“多多少少年年一一遇遇”。重重现现期期用用T T表表示示，水水文文分分析析所所用的单位是用的单位是“年年”。重现期与频率的关系。重现期与频串的关系可用下式表示。重现期与频率的关系。重现期与频串的关系可用下式表示。当当所所分分析析的的对对象象是是最最大大洪洪峰峰流流量量或或最最大大24h24h降降水水量量等等，它它们们出出现的频率小于现的频率小于5050时，则重现期为时，则重现期为:T

43、1/P(:T=1/P(年年)当当所所分分析析的的对对象象是是较较小小的的枯枯水水流流量量，其其频频率率一一般般大大于于5050、则则重现期为：重现期为：T=1/(1-P)(T=1/(1-P)(年年)应应当当注注意意的的是是，所所谓谓重重现现期期为为百百年年一一遇遇，是是指指在在很很长长的的时时间间内内，平平均均每每逢逢一一百百年年会会出出现现一一次次，而而不不是是说说刚刚好好在在一一百百年年出出现现一一次，事实上在一百年内可能遇到好几次，也可能一次也遇不到。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（二）重现期与洪水等级的划分 按按照照以以上上表表示

44、示方方法法，目目前前我我国国衡衡量量洪洪水水的的等等级级标标准准就就是是以以水水文文要素的重现期为标准，把洪水划分为四个等级。要素的重现期为标准，把洪水划分为四个等级。估估计计重重现现期期的的水水文文要要素素包包括括洪洪峰峰水水位位（洪洪峰峰流流量量）或或时时段段最最大大洪洪量量等等，可可依依据据河河流流（河河段段）的的水水文文特特征征来来选选择择。一一般般以以洪洪水水的的洪洪峰峰流流量量（大大江江大大河河以以洪洪水水总总量量）的的重重现现期期作作为为洪洪水水等等级级划划分分标标准。准。六、水文频率和重现期六、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1020年大 洪

45、 水2050年特大洪水大于50年 1 1、可可能能最最大大洪洪水水：河河流流断断面面可可能能发发生生的的最最大大洪洪水水，简简称称PMFPMF。这这种种洪洪水水由由最最恶恶劣劣的的气气象象和和水水文文条条件件组组合合形形成成，最最永永久久性性水水工工建建筑筑物物非非常常运运用用情情况况下下最最高高洪洪水水标标准准的的洪洪水水。可可能能最最大大洪洪水水有有水水文文气气象象法法和和数数理理统计法两类估算方法。统计法两类估算方法。2 2、设设计计洪洪水水：符符合合工工程程设设计计中中洪洪水水标标准准要要求求的的洪洪水水。设设计计洪洪水水包包括括水水工工建建筑筑物物正正常常运运用用条条件件下下的的设设

46、计计洪洪水水和和非非常常运运用用条条件件下下的的校校核核洪洪水水，是保证工程安全的最重要的设计依据之一。是保证工程安全的最重要的设计依据之一。3 3、校校核核洪洪水水：符符合合水水工工建建筑筑物物校校核核洪洪水水的的标标准准。校校核核洪洪水水反反映映水水工工建建筑筑物物非非常常运运用用情情况况下下所所能能防防御御洪洪水水的的能能力力，是是水水利利水水电电工工程程规规划划设设计计的的一一个个重重要要设设计计指指标标。校校核核洪洪水水是是为为提提高高工工程程的的安安全全与与可可靠靠程程度度所所拟拟定定的的高高于于设设计计标标准准的的洪洪水水，用用以以对对水水工工建建筑筑物物的的安安全全进进行行校校

47、核核。当当水水工工建建筑筑物物遭遭遇遇这这种种洪洪水水时时，安安全全系系统统允允许许作作适适当当降降低低，部部分分正正常常运运行条件允许破坏，但主要建筑物应保证安全。行条件允许破坏，但主要建筑物应保证安全。防防洪洪工工程程中中的的洪洪水水标标准准是是根根据据工工程程规规模模、失失事事后后果果、防防护护对对象象的的重重要要性性以以及及社社会会、经经济济等等综综合合因因素素，由由国国家家制制定定统统一一规规范范确确定定的的。目目前前许许多多国国家家通通过过工工程程措措施施的的投投资资和和防防洪洪效效益益进进行行综综合合经经济济比比较较，并并结结合风险分析来选定洪水标准。合风险分析来选定洪水标准。七

48、洪水标准七、洪水标准 为为了了正正确确地地指指挥挥抗抗洪洪抢抢险险，减减免免洪洪水水造造成成的的损损失失，防防汛汛指指挥挥部部门门规规定定了了几几个个防防汛汛控控制制水水位位，以以满满足足准准备备、组组织织、进进行行抢抢险险或或撤退的需要。撤退的需要。1 1、警警戒戒水水位位：是是指指当当河河道道的的自自由由水水面面超超过过该该水水位位时时，将将有有可可能能出出现现洪洪水水灾灾害害，必必须须对对洪洪水水进进行行监监视视做做好好防防汛汛抢抢险险准准备备的的水水位位。有有堤堤防防的的地地方方，根根据据堤堤防防质质量量、渗渗流流现现象象以以及及历历年年防防汛汛情情况况，把把有有可可能能出出险险的的

49、水水位位定定为为警警戒戒水水位位。到到达达该该水水位位，要要进进行行防防汛汛动动员，调动常备防汛队伍，进行巡堤查险。员，调动常备防汛队伍，进行巡堤查险。2 2、保保证证水水位位（又又称称设设计计水水位位）：指指汛汛期期堤堤防防及及其其附附属属工工程程能能保保证证运运行行的的上上限限洪洪水水位位，又又称称防防汛汛保保证证水水位位。接接近近或或到到达达该该水水位位，防防汛汛进进入入全全面面紧紧急急状状态态，堤堤防防临临水水时时间间已已长长，堤堤身身土土体体可可能能达达饱饱和和状状态态，随随时时都都有有出出险险的的可可能能。这这时时要要密密切切巡巡查查，全全力力以以赴赴，保保护护堤堤防防安安全全，并

50、并对对于于可可能能超超过过保保证证水水位位的的抢抢护护工工作作也也要要做做好好积积极准备。极准备。八、防洪特征水位八、防洪特征水位 1 1、警戒水位、警戒水位 2 2、保证水位（又称设计水位）、保证水位（又称设计水位）3 3、分蓄洪水位、分蓄洪水位 为为防防御御洪洪水水，尽尽量量减减少少洪洪灾灾损损失失，在在洪洪水水灾灾害害比比较较严严重重的的地地区区，在在河河道道（洪洪道道）两两岸岸辟辟有有临临时时滞滞蓄蓄洪洪水水的的区区域域称称为为蓄蓄滞滞洪洪区区。当当河河道道水水面面线线超超过过某某一一水水面面线线时时，形形成成洪洪水水灾灾害害的的可可能能性性很很大大，蓄蓄滞滞洪洪区区须须分分蓄蓄洪洪，