通识教育选修课教材

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1、通识教育选修课教材洪水与防洪洪水与防洪熊治平熊治平武汉大学武汉大学 水利水电学院2012.22目目 录录前 言 第一讲 认识洪水 第一节 洪水的类型 第二节 洪水基本特性 第三节 我国江河洪水的特点 第二讲 认识洪水灾害 第一节 洪水灾害的分类 第二节 洪水灾害的基本特性 第三节 洪水灾害的成因 第四节 洪水灾害的对策 第五节 洪水灾害的影响 第六节 洪水灾害的损失 第三讲 我国江河洪灾情况 第四讲 工程防洪措施 第一节 工程防洪措施的基本内容 第二节 江河防洪的几个概念 第五讲 非工程防洪措施 第一节 防洪区科学管理 第二节 依法治水与普“水”教育 第三节 洪水预报、警报和与防汛通信 第四节

2、 防洪减灾信息技术 第五节 洪水保险 第六节 防洪基金 第七节 善后救灾与灾后重建 第六讲 江河防汛抢险 第一节 江河防汛工作第二节 堤防抢险技术 第七讲 关于长江三峡水库的防洪问题 第一节 水库的基本知识 第二节 长江三峡水库的防洪问题3前前 言言我国江河众多，洪水灾害频繁。在各类自然灾害中，洪水灾害损失位列首 位。全国每年的洪灾直接经济损失，少则几百亿元，多则几千亿元。1998 年长 江大水，触目惊心、国人难忘。在党中央、国务院的直接领导下，数百万军民 与洪水搏斗了 60 多个日夜，才最终取得抗洪抢险的全面胜利。是年全国洪灾直 接经济损失 2551 亿元。洪水一直是中华民族的心腹大患，不仅

3、严重威胁着人民 的生命财产安全，而且影响到社会安定和经济社会的可持续发展。 长期以来，我国人民为了求生存谋发展，与洪水进行了艰苦卓绝的斗争， 取得了可歌可泣的成就。建国以来，在党和政府的领导下，通过对各主要江河 大规模的防洪工程建设，现已在全国范围内初步形成了科学合理的防洪工程布 局和较完整的防洪减灾体系，有效地减少了洪水的酿灾机会及其致灾损失。但 是，我们应当清醒地看到，洪水是一种不以人的意志为转移的自然现象，彻底 根除洪水和期望洪灾不再发生的想法都是不现实的。因此，经济社会愈是发展 与进步，防洪治水工作愈是要加强，防洪减灾将是一项长期而艰巨的任务。 防洪的目的在于减灾。防洪减灾是一项社会公

4、益性事业，不仅是水利部门 的事，而且需要全社会的参与和支持。防汛抗洪是每个公民包括在校大学生的 法定义务。为此，我们开设了洪水与防洪这门通识教育选修课。 本课程意欲引导学生科学认识洪水与洪水灾害，了解我国江河洪水灾害的 严重性及江河防洪工作的重要性，知晓江河防洪的基本知识与措施方法，以帮 助学生拓宽知识面，增强水患意识，明白防洪责任与义务，掌握防洪减灾技能， 把自己培养成为新时期具有创新性、复合型、高素质的有用人才。 课程主要介绍我国江河的防洪形势，洪水与洪灾的基本知识，我国江河洪 水灾害情况，江河防洪措施，防汛抢险技术，以及防洪治水的新思想、新技术、 新方法等内容。课程主要特点是，运用多媒体

5、课堂教学，在讲授基本知识的同 时，配合大量精彩诱人、明晰直观的图片和影像资料，让学生坐在教室、足不 出校，就有身临其境的感觉。学生们在课堂上即可饱睹洪水的自然现象与洪水 灾害的危害性，并与河流工程和防汛抗洪、抢险救灾现场零距离接触，从而在 有限的课时内，快速获取江河洪水与防洪的基本知识和大量相关信息。 这份教材内容源自本人编著的江河防洪概论(武汉大学出版社出版)， 以供学生在修课期间阅读。该书内容注重科普性、实用性、时新性和可读性， 着力于基本概念、基本知识和基本技术的介绍，避免了专业理论的刻意阐述、 数学公式的推演和严格意义的工程设计技术内容。因受课时限制和从节省学生 费用考虑，只节选其中的

6、有关章节并做了一些相应处理，以作为课堂教学和学 生学习的基本内容。凡有心了解更多有关江河防洪专业知识的同学，建议课外 参阅原著。熊治平 2012.24第一讲第一讲 认识洪水认识洪水洪水是一种自然现象。但到目前为止，关于洪水的定义还没有统一的说法。 一般认为，凡超过江河、湖泊、水库、海域等容水空间的承纳能力，造成水量 剧增或水位急涨的水文现象，统称为洪水。第一节第一节 洪水的类型洪水的类型洪水的分类方法很多。如按洪水发生季节分：春季洪水(春汛)、夏季洪水 (伏汛)、秋季洪水(秋汛)、冬季洪水(凌汛)；按洪水发生地区，可分为山地洪 水（山洪、泥石流） 、河流洪水、湖泊洪水和海滨洪水(如风暴潮、天文

7、潮、海 啸等)；按洪水的流域范围，分为区域性洪水与流域性洪水；按防洪设计要求， 分为标准洪水与超标准洪水,或设计洪水与校核洪水；按洪水重现期，分为常遇 洪水(小于 20 年一遇)、较大洪水(2050 年一遇)、大洪水(50100 年一遇)与 特大洪水(大于 100 年一遇)；按洪水成因分：暴雨洪水, 融雪洪水，冰凌洪水， 暴潮洪水，溃口洪水，扒口洪水；等等。 在上述方法中，最为常用的是按洪水成因分类。现就其各类情况分别介绍 如下。 一、暴雨洪水一、暴雨洪水 暴雨指强度较大的降雨。按中央气象台的降水强度标准，24h 降雨量大于 50mm 的降雨为暴雨，其中 24h 降雨量大于 100mm 和 2

8、00mm 的分别为大暴雨和特 大暴雨。 暴雨洪水是由暴雨引起的江河水量迅增、水位急涨的水文现象。特大致洪 暴雨引发的暴雨洪水，一般强度大、历时长、面积广。我国伏秋季节发生的大 洪水多为暴雨洪水。 暴雨洪水最重要的气候要素是降水。影响我国大部地区降水的因素主要是 季风和台风。因而我国的暴雨洪水，主要为季风暴雨洪水和台风暴雨洪水。此 外，山洪、泥石流也因由暴雨引发，故可列为暴雨洪水的一些特例。 1.季风暴雨洪水 季风是指大范围盛行的、风向随季节而显著变化的风系。世界上最著名的 季风地区是印度季风和东亚季风。季风的成因是由于海陆间热效应的季节性差 异，导致其地面气压差的季节变化，即冬季陆地比海洋冷,

9、 大陆上为冷高压， 故近地面空气自陆地吹向海洋，夏季陆地比海洋暖，大陆上为热低压，故近地 面空气自海洋吹向陆地。有季风的地区，都可出现雨季和旱季等季风气候。夏 季风自海洋吹向大陆，将湿润的海洋空气输进内陆，在陆地被迫上升成云致雨， 形成雨季；冬季风自大陆吹向海洋，空气干燥，伴以下沉，天气睛好，形成旱 季。 我国大部分地区处于季风气候区，降水主要集中在夏季。夏季风主要有东 南风和西南风两类。东南季风挟带的大量暖湿空气，常易引起华南地区暴雨、 江淮地区梅雨以及华北、东北地区暴雨。西南季风引起的降水区域是西藏东部、 四川西部和云南等地。 2.台风暴雨洪水 台风是发展强盛的热带气旋。热带气旋属气象学上

10、的专业术语，是指在热5带洋面上生成发展的低气压系统。国际上，热带气旋以其中心附近的最大风力 来确定强度并进行分类。 在我国，新颁发的热带气旋等级国家标准中规定，我国责任区内的热 带气旋，按其强度分为六个等级。具体规定如下：热带低压：风速 10.8m/s 17.1m/s（风力 67 级） ；热带风暴：风速 17.2m/s24.4m/s（风力 89 级） ； 强热带风暴：风速达到 24.5m/s32.6m/s（风力 1011 级） ；台风：风速 32.7m/s41.4m/s（风力 1213 级） ；强台风：风速 41.5m/s50.9m/s（风力 1415 级） ；超强台风：风速大于 51.0m/

11、s（风力 16 级或以上） 。我国位于太平洋西北岸，是世界上受台风影响最多的国家之一。影响我国 沿海地区的台风年均有 20 个左右，平均每年登陆致灾的约有 7 个。 台风登陆后，大多数能进入内陆，甚至深入到腹地省份。内陆受其影响最 多的是江西省，其次是湖南、安徽、湖北、河南等省。台风所到之处风大雨急， 往往会发生强暴雨过程，以致发生灾害性暴雨洪水，严重威胁所经地区人民生 命财产的安全，甚至可造成数以亿计的经济损失和众多的人员伤亡。著名的河 南“75.8”大水，就是因受 7503 号强台风登陆北上豫西南，引发强暴雨而造成 了重大的人员死亡和经济损失。 3.山洪 山洪即指山区溪沟中发生的雨洪。山洪

12、多由暴雨引起，其历时较短，一般 不过几十分钟到几小时，很少持续一天或几天。其特点是，历时短、流速快、 冲刷力强、破坏力大、预测预报困难等。我国半数以上的县有山区，山洪发生 现象普遍。山洪几乎每年都要造成人民生命财产的严重损失。 4.泥石流 泥石流即指山地溪沟中突然发生的饱含大量泥沙、石块的洪流。泥石流多 由暴雨山洪引起，因而可归于特殊山洪之列。泥石流的特点是，暴发突然，运 动快速，历时短暂，破坏力极大，常常造成重大灾害。 2010 年 8 月 7 日 22 时，甘肃舟曲县特大山洪泥石流，2/3 县城受冲击,部 分街道一片汪洋。一村庄 300 余户被掩埋。约有 180 万方的泥石流堵塞白龙江 河

13、道, 形成堰塞湖。截至 8.28 日统计，1463 人遇难，失踪 302 人。 二、暴潮洪水二、暴潮洪水 暴潮洪水发生于沿海地区，主要包括风暴潮和天文潮。此外，海啸也常给 沿海地区造成一定危害，一并介绍于此。 1.风暴潮风暴潮是一种气象潮(又称气象海啸 ),是由气压、大风等气象因素急剧变 化造成的沿海海面或河口水位的异常升降现象。由风暴潮引起的水位升高称为 增水，水位降低称为减水。风暴潮增水若与天文高潮或江河洪水遭遇，则易造 成堤岸漫溢，出现风暴潮洪水灾害。风暴潮可分为温带风暴潮和热带风暴潮 两类，分别由温带气旋和热带气 旋引起。两类风暴潮相比较，热带风暴潮影响地域更广，出现频次更多，水位 变

14、化急剧，破坏力最大。通常所说的风暴潮，主要是指热带风暴潮。 2.天文潮 天文潮是地球上的海洋受月球和太阳引潮力作用所产生的潮汐现象。由于 地球、月球和太阳三者运行的相对位置周期性变化，潮汐的大小和涨落时间逐 日不同。又因各地纬度不同和受地形、水文、气象等因素的影响，各地潮汐及 其变化也有差异。月球距地球较近，其引潮力为太阳的2.17倍，故海洋潮汐现6象主要随月球的运行而变。 每年春分和秋分时节，如果适逢朔、望日，日、月、地三者更近于直线， 则形成特大潮。天文大潮特别是特大潮的出现，常常给沿海地区人民的生命财 产带来巨大损失。 我国长江、黄河、辽河、珠江等河流的河口，特别是钱塘江口，都是感潮 河

15、段。为了抵御海潮、风浪袭击，沿海地区修建了大量的海堤及海塘工程。 3.海啸 海啸是由地震、海底火山爆发或大规模海底塌陷和滑坡所激起的巨大海浪。 据中国地震局提供的材料，有史以来，世界上已经发生了近5000次程度不同的 破坏性海啸，造成了生命和财产的巨大损失。史料记载的由大地震引起的海啸， 80%以上发生在太平洋地区。受海啸灾害最重的是日本、智利、秘鲁、夏威夷群 岛和阿留申群岛沿岸。 2004 年 12 月 26 日，印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生里氏 8.9 级强地 震引发的海啸，影响到东南亚、南亚和东非多个国家，造成 27.3 万人死亡，数 百万人流离失所和难以估计的巨大经济损失。 201

16、1 年 3 月 11 日，日本东北部近海发生里氏 9.0 级强烈地震并引发海啸。 据资料报道，截至 4 月 29 日，已确认造成 14616 人死亡，11111 人失踪。 三、冰雪洪水三、冰雪洪水 冰雪洪水指冰川或积雪消融引发的洪水。在高寒山区，雪线以上山区终年 降雪，形成冰川和永久积雪；雪线以下山区和平原只在冬季积雪，称季节积雪。 因而冰雪洪水包括冰川洪水和融雪洪水两类，前者以冰川和永久积雪为主要水 源，而后者则以季节积雪融水为主要水源。 1.冰川洪水 冰川洪水又分两类：冰川融水型洪水和冰湖暴发型洪水。冰川融水型洪水 是冰川和永久积雪的正常融化而形成的洪水。冰湖暴发型洪水又称冰湖溃决型 洪水，它是冰川洪水的特例 。 2.融雪洪水融雪洪水发生的时间比冰川洪水早，一般在46 月间。处在同纬度附 近的河流，平原融雪洪水发生时间较山区早。 这种洪水若与冰凌洪水叠加则 易形成春汛。特大融雪洪水可导致洪灾。 我国的融雪洪水灾害常见于新疆北部 的一些小河流及山前平原。 冰雪洪水是季节性洪水。在 高寒山区和纬度较高地区，河流洪