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洪水和水文气象要素在现代水文水资源研究中的意义

时间:2023-10-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:由冰雹给国民经济各部门以及人民生命财产造成的灾害。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灾害或造成间接灾害、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。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。溃坝灾害的成因主要是人为因素,水则成为灾害的载体。

洪水和水文气象要素在现代水文水资源研究中的意义

1.水灾

对于人类而言,水是一种不可替代的自然资源。它具有鲜明的两重性:既是人类赖以生存或改变生存条件的最基本条件之一,又常常给人类造成严重的灾害。于是水所造成的灾害被称为“水灾害”。水灾害是自然灾害中与人类关系最为密切的一种,同其他自然灾害一样,随着人类对水环境的影响和改变的加大,水灾害也就由单纯的自然因素逐步发展为自然因素与人类活动相互影响的一种灾害,而且灾害损失越来越大。一般地讲,水灾害可分为四种:①在降水过程中,由于时间、空间分布不均匀形成的灾害,降水过多形成洪涝,过少则形成旱灾;②水体运动中所形成的灾害,主要表现在山区、丘陵区的土壤侵蚀和水土流失,平原区的泥沙淤积和洪水泛滥,近海地区的风暴潮、海啸等;③人类为改变水的时间、空间分布所修筑的工程,由于人为原因所形成的灾害,如堤防、水坝溃决,地下水水位下降,生态环境破坏等;④人类活动改变水质所形成的灾害,主要指水污染所形成的灾害。

防洪主要是防御因“水多”而造成的灾害。总结历史上发生过的和未来可能发生的洪水灾害主要可分为如下几种。

(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。

(2)冰雹灾害。由冰雹给国民经济各部门以及人民生命财产造成的灾害。这种灾害虽然一般受灾范围不大,但因其突发性强、破坏力大,灾害损失严重。冰雹灾害的主要成因是自然因素。

(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(各类洪水概念将在本章第三节中介绍)。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灾害或造成间接灾害、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)风暴潮灾害、海啸灾害。由强风或气压骤变等强烈风暴天气现象对海面作用,导致水位急剧升降、移动,给近海岸地区造成的灾害。风潮通常分为台风风暴潮和温带风暴潮,前者来势猛、速度快、强度大、破坏力强,灾害损失严重,后者较弱。与风暴潮灾害相似的还有海啸灾害。海啸灾害是由于海底地震火山爆发和水下滑坡、塌陷激发起海洋巨浪,形成“水墙”冲向海岸导致的自然灾害,其破坏力极强,灾区常常被夷为废墟。风暴潮灾害和海啸灾害的主要成因是自然因素。

(5)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,以达到各种效益兴修了许多水库大坝。这些水库大坝遇有地震、战争或是修坝时存在质量问题,在高水位下瞬间失事,大量洪水向下游倾泻,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。

(6)城市水灾。城市水灾一般由暴雨、冰雹、洪水、风暴潮、溃坝等原因造成。之所以单列一城市水灾,主要是因为随着现代化城市的发展,城市内人口和财产高度集中,在遭受水灾害时受灾的形式和内容都发生了变化,其损失也大得多。根据城市的位置不同,各城市的受灾内容也不相同。

2.气象因素

人类赖以生存的地球被厚厚的大气层所包围,包围地球的气层称为大气圈。大气由氮、氧、氢、氖、氩、氦、臭氧、水汽、二氧化碳等多种气体混合组成。大气层的底界为地面,越向上密度越小,最后极其稀薄地进入星际空间。对地面天气有直接影响的大气层厚度约为20~30km。

气象是大气中的冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、露、雾、霰、雷电、彩虹、光象等各种物理状态和物理现象的统称。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。在气象要素观测工作中,有着严格的观测规范可循,除时间外,对周边环境要求也很特殊,目的是使观测结果具有代表性。常规的地面气象要素观测时间为世界时间0时、06时、12时、18时,也可以根据需要进行3h、1h甚至更短时间间隔的观测。

(1)温度。指距地面1.4m高,通风良好的百叶箱中空气的温度,也称为气温。

(2)湿度。指百叶箱中空气内的水汽含量,可用绝对湿度相对湿度代表,当相对湿度达90%以上时,可认为大气接近饱和。(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。

(4)风。风的观测分为风向和风速两个要素,风向指风的来向,风速单位为米每秒,并根据风速强度划分等级,见表4-3。

表4-3 风级表

云分为总云量、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,云高又可分为高云、中云、低云;云状分为层云、卷云、积云等。

(5)厄尔尼诺与拉尼娜现象。厄尔尼诺(El~Nino)和拉尼娜(La~Nino)均是西班牙语译音,分别意为“圣子”和“圣女”。厄尔尼诺现象是指南美洲西岸的秘鲁、厄瓜多尔等国家附近的赤道太平洋海域,在每年圣诞节前后(这也是被称为“圣子”的原因),海温异常升高的现象。这种现象可向东延伸到赤道中太平洋海域,并每隔几年爆发一次,它的持续时间一般在半年以上,有时甚至1~2年;拉尼娜现象是指赤道东太平洋海域海温异常降低现象,是与厄尔尼诺现象正好相反的现象。

厄尔尼诺与拉尼娜现象都是指赤道东太平洋海域海温异常现象。它们的出现,严重地破坏了海洋与大气之间的平衡关系,往往会使全球气候发生异常,造成部分地区暴雨、洪水或严重干旱等自然灾害。由于它们具有较好的持续性,因此,它们也是预测和解释气候异常的重要信号。以辽宁省为例,厄尔尼诺现象期间,辽宁夏季降水以稍少为主,可出现旱情;拉尼娜现象期间,辽宁夏季降水以稍多为主,可能出现严重洪涝。但是,由于赤道太平洋海温变化对辽宁夏季降水的影响是一个复杂的问题,这个规律也不是绝对的。

(6)太阳黑子相对数。太阳黑子相对数是表示太阳黑子活动程度的一种指数,是瑞士苏黎世天文台的R·沃尔夫在1849年提出的,因而又称为沃尔夫黑子数。它具有准11年、22年、80年周期。尤其是著名的11年周期被广泛地用于气候预测工作中。

(7)西太平洋副热带高压。气象学把出现在对流层中下层,位于西太平洋上的持久的暖高压称为西太平洋副热带高压,简称副高。副高是影响我国大范围天气过程的主要天气系统。它直接导致我国东部雨带的南北变化,它伸向我国大陆的脊线位置是对我国直接影响的重要指标之一,标志着某地区雨季的开始与结束。(8)海啸。海啸是海底地震、海底或海岛火山喷发爆裂、海岸地壳变动引起海底塌陷、滑坡、地裂缝等引起海面水位的不正常剧烈涨落;此外,还有伴随海底变形的地震冲击或海底的弹性震动也能引起较弱的海啸。海啸波是一种重力长波,波长一般为几十公里至几百公里,远远大于海水的深度;波动的传播周期为2~200min,最常见的周期在2~40min之间。海啸波的传播速度与水深有关,水越深,传播速度越大,一般波速可达每小时几百公里至1000km以上。海啸在外海不明显,到达滨海区域后使海水陡然上涨,冲击海岸,瞬时就会造成严重灾害。我国海啸灾害相对较弱。截至1993年,辽宁省的海啸有记载的只有1921年8月4日一次,发生在丹东沿海,但不明显。

(9)风暴潮。由强烈的大气扰动,如热带气旋、温带气旋或海上飑线等风暴过境所伴随的强风和气压的骤然变化所引起的海面非周期性的异常升高现象。按照诱发风暴潮的大气扰动特性,分为热带气旋引起的台风风暴潮和温带气旋等温带天气系统引起的温带风暴潮两大类;其空间范围一般在几十公里到上千公里,周期约为1~100h。风暴潮灾害居海洋灾害的首位,一年四季都可能发生,风暴潮一旦发生,常常使它所影响到的滨海区域潮水暴涨,甚至冲毁堤岸,吞噬码头、工厂、村镇,酿成巨大灾难。我国是世界上两类风暴潮灾害都非常严重的少数国家之一。1992年9月1日,受第16号强热带风暴和天文大潮的共同影响,我国东部沿海发生了新中国成立以来最严重的一次风暴潮灾害,南自福建省,北到辽宁省近万公里的海岸线遭受不同程度的袭击。

(10)热带气旋。在热带或副热带海洋上发生的气旋性涡旋。在全球不同的海域有不同的分类和名称。我国将西北太平洋和南海发生的热带气旋分为6个等级,见表4-4。日本则将在西太平洋和南海的热带气旋分为四类:①热带低压——最大风速不大于33nmile/h(7级以下);②热带风暴——最大风速34~37nmile/h(8~9级);③强热带风暴——最大风速48~63nmile/h(10~11级);④台风——最大风速不小于64nmile/h(12级以上)。美国将热带气旋分为三类:①热带低压——最大风速小于34nmile/h(7级以下);②热带风暴——最大风速34~63nmile/h(8~11级);③飓风(台风)——最大风速不小于64nmile/h(12级以上)。在180°以东及大西洋称为“飓风”,在180°以西称为台风。热带气旋是热带天气中的主要系统,与温带锋面气旋相比,其内部结构、形状、移动方向及其发展能量来源等方面均不同。热带气旋区域内的风速以近中心为最大,国际上均以近中心最大风速作为强度分类的标准。全球共有8个海域有热带气旋发生。北半球有北太平洋西部和东部、北大西洋西部、孟加拉湾和阿拉伯海5个海域;南半球有南太平洋西部、印度洋东部和西部3个海域。强烈的热带气旋伴有狂风、暴雨、巨浪和暴潮,活动范围很广,具有强大的破坏力,是一种灾害性天气系统。

表4-4 热带气旋的等级划分表

为了区分热带气旋,有必要给它们单独取个名字。20世纪70年代末以后,在世界气象组织各区域热带气旋委员会协调下,热带气旋的命名已走向国际化。多年以来,由来自受台风影响的国家及地区组成的台风委员会有一个为台风编号的制度,即由东京区域专业气象中心——台风中心负责对达到热带风暴强度的热带气旋进行编号。根据台风委员会第31届会议的决议,从2000年1月1日起实施新的热带气旋命名方法,见表4-5。该方法将用地于语台言风发委布员热会带成气员旋向警国报际时社使会用发。布台风的公委报员会中。仍也将供继各续成使员热用带当气旋编号。

表4-5 台风委员会西北太平洋和南海热带气旋命名表

3.洪水类型

洪水就是河流、湖泊、海洋等一些地方,在较短的时间内水体突然增大,造成水位上涨,淹没平时不上水的地方的现象,常威胁到有关地方安全或导致淹没灾害。主要有以下几种类型。

(1)暴雨洪水。指暴雨引起的河流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: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。沈阳市河流的主要洪水大都是暴雨洪水,多发生在夏、秋季节。暴雨洪水可以导致发生山洪、泥石流、水库水量猛增,河流流量陡涨,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。

(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,河流中流量或水位突增,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,最迟6月就结束。

(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,使河流流量迅速增大,这种以冰川融水为主要来源所形成的洪水称为冰川洪水。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。

(4)冰凌洪水。河流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。

(5)溃坝洪水。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,称为溃坝洪水。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。

洪水是一个过程,每次洪水过程都可以分为涨水段、洪峰段和退水段三个阶段。洪水过程线的形状是两头低中间高,像山峰,所以习惯上把洪水过程称为洪峰。每次洪水过程都有其不同的特征,常用一些特征值来表示。主要有洪峰水位、洪峰流量、洪水历时、洪水总量、洪峰传播时间等,多泥沙河流洪水还有含沙量、输沙量等。每次洪水在某段面的最高洪水位和最大洪水流量称为洪峰水位和洪峰流量,分别用米和立方米每秒表示。一次洪峰从起涨至回落到原状所经历的时间和增加的总水量称为洪水历时和洪水总量,分别用时(日)和立方米表示。河流洪水的洪峰从一个断面传播到另一个断面的时间称为洪峰传播时间。洪水的含沙量就是单位体积浑水中所含悬移质(即悬浮在水流中并随水流运动的泥沙颗粒)的质量和体积,用千克每立方米或体积百分数表示;输沙量就是在一定时段内通过河道某断面的泥沙质量或体积。

4.洪水频率及重现期

(1)洪水频率。不小于(不大于)某洪水水文要素值出现可能性的量度,称为洪水频率。根据洪水统计特征,利用现有实测和调查洪水资料,分析洪水变量设计值与出现频率或重现期之间的定量关系,称洪水频率分析。(www.xing528.com)

(2)重现期。重现期是指不小于(不大于)一定量级的水文要素值出现一次的平均间隔年数,由该量级频率的倒数计,称为多少年一遇。值得特别注意的是,所谓多少年一遇是指大于或等于这样的洪水在很长时期内平均多少年出现一次,而不能理解为恰好每隔多少年出现一次。对于某一重现期年数来说,这种洪水可能不止出现一次,也可能一次都不出现。

5.洪峰流量及水位

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长,大部分高强度的地表径流汇集到出口断面时,河水流量增至最大值,称为洪峰流量。简言之,洪峰流量就是一次洪水过程中的最大瞬时流量,其最高水位,称为洪峰水位。

6.洪水过程线及洪水总量

洪水流量由起涨到达洪峰流量,此后,逐渐下降,到暴雨停止以后的一定时间,当远处的地表径流和暂时存蓄在地面、表土、河网中的水量均已流经出口断面时,河流水流量及水位回落到接近于原来状态,即为洪水落尽之时。如在方格纸上,以时间为横坐标,以河流的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。一次洪水过程中或在给定时段内通过河流某一断面的洪水体积,称为一次洪水总量。可由一次洪水流量过程线与横坐标所包围的面积求得。一次洪水过程所经历的时间,称为洪水总历时,可由一次洪水流量过程线的底宽求得。

7.设计洪水

为防洪等工程设计而拟定的工程正常运用条件下符合指定防洪设计标准的洪水,广义亦包括工程在非常运用条件下符合校核标准的设计洪水。水利水电工程的规划设计和运用中各种防洪标准所依据的洪水。设计洪水计算的内容包括设计洪峰、不同时段的设计洪量、设计洪水过程线、设计洪水的地区组成和分期设计洪水等,可根据工程特点和设计要求采用洪水频率分析方法计算。

当工程所在地及其附近洪水流量资料系列过短,不足以直接用洪水流量资料进行频率分析,但流域内具有较长系列雨量资料时,可先求出设计暴雨,然后通过产流和汇流计算,推求设计洪峰、洪量和洪水过程线。该法假定,一定重现期的暴雨产生相同重现期洪水。如果工程所在地的洪水流量和雨量资料均短缺,可在自然地理条件相似的地区,对有资料流域的洪水流量、雨量和历史洪水资料进行分析和综合,绘制成各种重现期的洪峰流量、雨量、产流参数和汇流参数等值线图,或将这些参数与流域自然地理特征(流域面积和河道比降等)建立经验关系,然后借助这些图表和经验关系推求设计地点的设计洪水。在实际防汛工作中,为了防汛工作方便,可编制各流域洪水特征值表。

设计洪水地区组成指的是当河流设计断面发生设计频率的洪水时,与其上游各控制断面和区间的洪峰、洪量和洪水过程线之间的关系。在防洪调度和流域开发方案中,研究河流、水库和湖泊联合调洪作用时,需要分析设计洪水的地区组成。为了分析和比较设计洪水不同地区组成的防洪效果,经常需拟定若干种地区组成方案,经调洪演算和综合分析,从中选取能满足工程设计要求的方案,作为设计依据。设计洪水地区组成的计算方法主要有典型年法和同频率地区组成法,具体方法不赘述。

在了解设计洪水概念时应同时了解以下洪水概念。

(1)校核洪水。工程在非常运用各符合校核标准的设计洪水。

(2)调查洪水。通过现场调查、勘测、考证等手段获取的某次洪水。

(3)非常洪水。超过设计标准的洪水。

8.洪水预报

根据洪水形成和运动的规律,利用过去的实时水文气象资料,对未来一定时段内的洪水情况的预测,称洪水预报。这是水文预报中最重要的内容。洪水预报包括河流洪水预报、流域洪水预报、水库洪水预报等。主要预报项目有最高洪峰水位或洪峰流量、洪峰出现时间、洪水涨落过程及洪水总量等。根据发布预报时所依据的资料不同,洪水预报又可分为河段洪水预报、流域降雨径流预报和水文气象预报三类。

(1)河段洪水预报。也叫河流洪水预报,是根据河段上游断面的入流过程预报下游断面的洪水,常用方法为河道洪水流量演算法以及相应水位法。

(2)降雨径流预报。是利用产汇流计算原理,由流域上的降雨预报流域出口断面的洪水过程。

(3)水文气象预报。是根据气象要素情况,预报大尺度地区的降水量。而后再应用降雨径流预报法,对流域进行洪水预报。这种方法要进行两方面的预报,即降雨预报和洪水预报。

上述三种方法中,水文气象预报法的预见期最长,但预报精度往往最差。因为水文气象因素演变为洪水,要经历许多复杂的环节,很难确切估计。降雨径流预报法的预见期一般不超过流域的汇流时间,预报精度多能满足实用要求,因此应用比较广泛。河段洪水预报法其预见期比较短,大体等于河道洪水传播时间,但预报精度往往比较高,大江大河常常采用。降雨径流预报法和河段洪水预报法尽管预见期不长,但预报精度较高,对指导防洪抢险作用也比较明显。

9.河道洪水预报

汛期预报沿防汛河段的各指定断面处的洪水位和洪水流量,称河道洪水预报。天然河道中的洪水以洪水波形态沿河道自上游向下游运动,各项洪水要素(洪水位和洪水流量等)先在河道上游断面出现,然后依次在下游各断面出现。因此,可利用河道中洪水波运动规律,由上游断面的洪水位和洪水流量,来预报下游断面的洪水位和洪水流量。根据对洪水波运动的不同研究方法,可得出河道洪水预报的各种方法。常用的有相应水位法或相应流量法和流量演进法。

(1)相应水位法。洪水波上同一位相点(如起涨点、洪峰、波谷)通过河段上下断面时表现出的同位相的水位,彼此称相应水位。从上一断面至下一断面所经历的时间叫传播时间。建立相应水位与传播时间的经验关系,由上游断面实时水位预报下游断面未来时刻水位。在一定的河段上,河道与断面情况对洪水波的变化的影响,可看作定值。如果没有其他因素影响,则相应水位预报是一种简单、可靠、行之有效的方法。而实际上洪水波在传播过程中的状态和传播速度要受到河槽底水、区间来水、河道中游以及下游河水顶托等影响,所以在建立相应水位关系时,应分析这些因素的主次,在相关图中引入适当参数,以提高精度。如果预报要求不是水位,而是流量时,可同样进行上述的分析和操作,称为相应流量法。

(2)流量演算法。指利用河段中的蓄泄关系和水量平衡原理,把上游断面流量过程演算成下游断面流量过程的方法,称为流量演算法。鉴于天然河道的洪水波运动属于渐变不稳定流,这种方法专业性很强,本节中不做具体阐述。

10.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。为分析计算方便,通常将它们分为产流和汇流两个阶段。由产流过程预报径流量,由汇流过程预报径流过程。

(1)径流量预报。一次降雨,经过产流过程在流域出口断面产生的总水量,称本次降雨的径流量,亦称净雨量或产流量。它包括地面和地下径流量。降雨量与径流之差,称损失量。损失量的大小视前期流域蓄水量的大小、流域下垫面特性和各次降雨量特性而异。客观地确定每次降雨的损失量是正确作出径流量预报的关键。常用的降雨径流预报方法有降雨径流相关法、下渗曲线法、流域产流计算模型等。

(2)径流过程预报。净雨经过流域汇流过程,在流域出口断面形成流量过程,称径流过程预报。由净雨量推求流量过程的常用方法有单位过程线法、等流时线法、流域汇流计算模型等。

11.防洪标准

防洪标准指防洪保护对象要求达到的防御洪水的标准,通常应以防御的洪水或潮水的重现期表示;对特别重要的保护对象,可采用可能最大洪水表示。根据防护对象的不同需要,其防洪标准可采用设计一级或设计、校核两级。各类防护对象的防洪标准,应根据防洪安全的要求,并考虑经济、政治、社会、环境等因素,综合论证确定。有条件时,应进行不同防洪标准所可能减免的洪灾经济损失与所需的防洪费用的对比分析,合理确定。

12.堤防

为了约束水流和抵御洪水、风浪、潮汐的侵袭,在江、河、湖、海沿岸修建的挡水建筑物称为堤防。堤防按其所在位置及工作条件,可分为河堤、江堤、湖堤、海堤和水库堤等;按其建筑材料又可分为土堤、石堤、混凝土堤等。堤防工程的级别依据堤防工程的防洪标准确定,堤防工程分为5级,见表4-6。

表4-6 堤防工程的级别

13.水库

顾名思义,水库就是贮水的“仓库”。它是一种具有特殊形式的人工和自然相结合的贮水水体,在水利工程上它又属于“蓄水”设施,故通常习称“人工湖泊”。和天然湖泊不同,“人工湖泊”体现了人类利用和改造自然的智慧。水库是随着人类为解决水患和蓄水备用而出现和发展起来的。远在4000多年前古埃及和美索不达米亚人民为了防止洪水泛滥和灌溉土地的需要,开始兴建了世界上第一批水库。我国人民则在公元前6世纪就修筑了芍陂灌溉工程,至今该工程仍在发挥作用。据统计,世界各国水库的总库容达5500km3,水面面积超过35万km2。当代修建的水库一般都具有防洪、灌溉、治涝、供水、发电、养殖等多种功能,发挥综合效益。水库按其调节天然径流的性能可划分为日调节、季调节、年调节、多年调节水库;按其效益可划分为以防洪为主、以发电为主、以供水和灌溉为主、以拦沙为主的水库,以及反调节水库、蓄能水库等。按照库容大小水库划分为大、中、小三种类型五个等级:

(1)大(1)型水库库容大于10亿m3

(2)大(2)型水库库容大于1亿m3而小于10亿m3

(3)中型水库库容不小于0.1亿m3而小于1亿m3

(4)小(1)型水库库容不小于100万m3而小于1000万m3

(5)小(2)型水库库容不小于10万m3而小于100万m3

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