防汛抗旱基本知识课件.ppt

1、二一二一二二年年六六月月 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、气象是

2、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。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特制测记录、能反映一定区域天气

3、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到的地球上的云层覆盖和地而下观

4、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。卫星云图表明，暴雨可在一种天气卫星云图表明，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。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代表云顶温度,积雨积雨云表

5、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 雨量雨量是指一定时段内，降落到水平地面上（假定无渗漏、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。如日降雨量是在蒸发、流失等）的雨水深度。如日降雨量是在1 1日内降落在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

6、雨量是指某次降雨开始至结束连续一旬、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，以次降雨的总量。用雨量计或雨量器测定，以mmmm为单位。日雨为单位。日雨量观测中，可分为量观测中，可分为2424段（段（1h1h一次）、一次）、8 8段（段（3h3h一次）、一次）、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

7、表前一天的雨量。天的雨量。二、雨量及雨量等级二、雨量及雨量等级 （1 1）降雨历时和降雨时间降雨历时和降雨时间：降雨：降雨历时是指一次降雨的持续时间，即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。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。降雨历时和降雨时一定是持续的。降雨历时和降雨时间均以间均以minmin、h h计。计。（2 2）降雨强度降雨强度：指单位时间内的降：指单位时间内的降雨量，以雨量，以mm/minmm/min或或mm/hmm/h计。计。（3 3

8、）降雨面积降雨面积：指某次降雨所笼罩：指某次降雨所笼罩的水平面积，以的水平面积，以kmkm2 2计。计。（4 4）暴雨中心暴雨中心：指暴雨强度较集中：指暴雨强度较集中的局部地区。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）1010.1-25.025.1-50.050.1-100100.1-200200 1010.0-24.925.0-49.950.0-99.9100.0-199.9200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 风是指空气相对于地面的运动。气象上常指空气的水平运风是

9、指空气相对于地面的运动。气象上常指空气的水平运动动,并用风向、风速来表示。根据相对地面或海面物体影响程并用风向、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。热带气旋是影响我国的重要天气系统。热带气旋到来时伴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

10、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：1212级以上的通称为台风；级以上的通称为台风；10-1110-11级的是强热带风暴；级的是强热带风暴；8-98-9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

11、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 W9090

12、W W，5 5N N5 5S S）的海温指标，当该区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

13、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

14、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

15、害，搞好防灾准当厄尔尼诺出现时，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。备，以做到有备无患。五、暴雨五、暴雨 暴雨暴雨形成的过程很复杂，从宏观条件看，首先，要有充沛形成的过程很复杂，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；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

16、气系降水强度足够大，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。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。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

17、带风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，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。形成大范围强降雨过程。六、副热带高压六、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副热带是指在热带北部与温带南部之间的过渡带,大约在大约在15153535N N之间（北半球）。副热带高压是围绕地球一圈在之间（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

18、的一环。西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。特别受到重视。七、低涡与气旋七、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。涡经过的地方，常有暴雨出现

19、。气旋是大气中气压比四周低的区域，又叫低气压。生成于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。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 气团是指在水平方向上物理属性气团是指在水平方向上物理属性(主要指温度、湿度、大主要指温度、湿度、大气稳定度等气稳定度等)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。达几百万平方公里，铅

20、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：气团的形成需要具备两个条件：大范围性质比较均匀的大范围性质比较均匀的下垫面；下垫面；有利于空气停滞和缓行的环流条件。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 高压脊是等压线或等高线不闭合且向低压方向突出的高气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压区域。其中等压线或等高

21、线的反气旋性曲率为最大值各点的联线称为脊线。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。线。十、气压十、气压 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，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（往往与天气变化有密切关系。气象上，一般以百帕（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。在天

22、气图上绘制等压线表示的高、低气压区域，一般有高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，亦称气压、低气压、高压脊、低压槽等。高气压，亦称“反气旋反气旋”。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，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多出现下沉气流，故少

23、云雨和大风。反气旋按热力结构可分为2 2种，一是冷性反气旋，多出现于中高纬度的大陆地区；二是种，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，亦称暖性反气旋，多出现在副热带地区。低气压，亦称“气旋气旋”。在同一高度上，中心气压低于其四周的大气涡旋。在北半球，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 2种，一是温带气旋，二是热带气旋。由于气旋中空气有辐合种，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

24、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

25、，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。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

26、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

27、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

28、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。地。绝对基面绝对基面：一般是以某海滨地点的特

29、征海水面为准。这个特征水面的：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高程为0.000m0.000m。在我国现统一采用黄海基面。曾用过大连、吴淞、珠。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。江、大沽等基地。假定基面：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。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）测站基面

30、（冻结基面）：是水文测站专用的一种固定基面。一般是将：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。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。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：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

31、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，则为36.55m36.55m。四、洪水四、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。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 单位时间内通过某一过水断面的水量称为流量，其单位为

32、单位时间内通过某一过水断面的水量称为流量，其单位为立方米立方米/秒（秒（m m3 3/s/s）。流量是河流水情的基本要素，水资源的指）。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标之一。设河流某过水断面面积为A A，与流入过水断面所在河段，与流入过水断面所在河段的断面平均速度为的断面平均速度为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：QQ流量（流量（m m3 3/s/s）VV断面平均流速（断面平均流速（m/sm/s）AA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

33、涨、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，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。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 随着流域远处的地表径流陆续流入河道使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量和水位继续增涨，大部分高强度的地表径流汇集到出口

34、断面时，河水流量增至最大值。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。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 在方格纸上，以时间为横坐标，以江河的在方格纸上，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。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，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

35、。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。河流某一断面的洪水体积。时段洪量时段洪量：某一时段内发生的洪水总量，：某一时段内发生的洪水总量，一般需确定一般需确定2 23 3个时段的洪量。最大时段洪量个时段的洪量。最大时段洪量是指一次洪水过程中，指定历时的最大洪量，是指一次洪水过程中，指定历时的最大洪量，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 指暴雨引起的江河水量迅速增加并伴随水位急剧

36、上升的现象，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。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，中国河流的主要洪水大都是暴雨洪水，它多发生在夏

37、、秋季节，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，并有各种溃坝洪水化急骤，危害性特大。世界

38、各国都很重视，并有各种溃坝洪水的计算方法。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节，也是水量平衡的基本要素。一个

39、地区的径流量往往是该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。按径流存在的空间位置，可分为地表径流（直接径流）、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。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、坡地径流形成过程。它包括植物截留

40、、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。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 在实测洪水样本系列中某洪水变量在实测洪水样本系列中某洪水变量X X大于或等于一定数值大于或等于一定数值X Xm m（即（即XXXXm m）的可能性大小即为频率，也是指某一数值随机变量）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

41、 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。例如，某河段年最大洪峰流量系列中，出现流量例如，某河段年最大洪峰流量系列中，出现流量Q1000 mQ1000 m3 3/s/s可能性为百分之一，则称可能性为百分之一，则称Q1000 mQ1000 m3 3/s/s的频率等于的频率等于1%1%。在全部实。在全部实测洪水系列测洪水系列n n项中按大小顺序排位的第项中按大小顺序排位的第m m项的经验频率则为项的经验频率则为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

42、，称上式为经验频率公式。频率用百分数（频率用百分数（%）表示，例如某一洪峰流量出现的频率是）表示，例如某一洪峰流量出现的频率是1%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，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。如果说频率为次洪水特别大。如果说频率为5%5%，就表示该次洪水平均每百年中，就表示该次洪水平均每百年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。%1001nmPm 六、水文频率和重现期六、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 重现期重现期的概念：

43、随机变量出现频率的另一种表达方式是重现的概念：随机变量出现频率的另一种表达方式是重现期，即通常所讲期，即通常所讲“多少年一遇多少年一遇”。重现期用。重现期用T T表示，水文分析所表示，水文分析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。当所分析的对象是最大洪峰流量或最大当所分析的对象是最大洪峰流量或最大24h24h降水量等，它们出降水量等，它们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=1/P(:T=1/P(年年)当所分析的对象是较小的枯水流量，其频率一般大于当所分析的对象是较小

44、的枯水流量，其频率一般大于5050、则、则重现期为：重现期为：T=1/(1-P)(T=1/(1-P)(年年)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。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

45、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。估计重现期的水文要素包括洪峰水位（洪峰流量）或时段最大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。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 水2050年特大洪水大于50年 1 1、可能最大洪水、可能最大洪

46、水：河流断面可能发生的最大洪水，简称：河流断面可能发生的最大洪水，简称PMFPMF。这种。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。统计法两类估算方法。2 2、设计洪水：、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，水工建筑物正常运用条件下的设计洪水和非常运

47、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。是保证工程安全的最重要的设计依据之一。3 3、校核洪水：、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

48、时，安全系统允许作适当降低，部分正常运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。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。合风险分析来选定洪水标准。七、洪水标准七、洪

49、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。撤退的需要。1 1、警戒水位：、警戒水位：是指当河道的自由水面超过该水位时，将有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，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

50、定为警戒水位。到达该水位，要进行防汛动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。员，调动常备防汛队伍，进行巡堤查险。2 2、保证水位（又称设计水位）、保证水位（又称设计水位）：指汛期堤防及其附属工程：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，达饱和状态，随时都有出险的可能。这时要密切巡查