① 水文學,歷史洪水資料的調查和考證,知道的發一下,謝謝了
研究地球大氣層、地表及地殼內水的分布、運動和變化規律,以及水與環境相互作用的學科,屬於地球物理科學范疇。通過測驗、分析計算和模擬,預報自然界中水量和水質的變化和發展,為開發利用水資源、控制洪水和保護水環境等方面提供科學依據。屬於地球物理學和自然地理學的分支學科。
② 何謂防洪設計標准和設計洪水推求設計洪水有哪些途徑和方法
防洪設計標准指防洪工程抗禦洪水能力的規定限度。防洪水工建築物設計時,選用過於大的洪水作為設計依據,雖然安全,但不經濟;若選擇的洪水偏小,投資雖然減少,但不安全或達不到預期的防洪要求。因此,需權衡安全和經濟兩個方面,為工程的防洪能力規定一個恰當的限度,即防洪設計標准。符合此標準的洪水即為設計洪水。防洪設計標准一般用洪水出現的概率或重現期表示。個別工程和有些地區的防洪規劃,也有以防禦某次大洪水作為防洪設計標準的。通常分為正常運用設計標准(簡稱設計標准)和非常運用設計標准(簡稱校核標准)兩種。當洪水超過正常運用設計標准時,工程的正常運用將遭到破壞;當洪水超過非常運用設計標准時,工程的安全將受到威脅。不同規模和不同重要性的工程分別採用不同的防洪設計標准。中華人民共和國於1978年頒布了《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標准》(山區、丘陵區部分)(SDJ12-78)(試行),表中所列的是永久性水工建築物正常運用的洪水標准。對於特別重要的工程,在上述文件中規定以可能最大洪水作為校核標准。
設計洪水,為防洪等工程設計而擬定的、符合指定防洪設計標準的、當地可能出現的洪水。即防洪規劃和防洪工程預計設防的最大洪水。設計洪水的內容包括設計洪峰、不同時段的設計洪量、設計洪水過程線、設計洪水的地區組成和分期設計洪水等。可根據工程特點和設計要求計算其全部或部分內容。
設計洪峰、洪量和洪水過程線的計算
根據工程的性質和水文資料條件採用不同的計算方法。在一般情況下,採取多種途徑計算,綜合分析論證和合理選用成果。常用的計算方法有:
①直接法
即根據流量資料推求設計洪水。當工程所在地或其附近有較長的洪水流量觀測資料,而且有若干次歷史洪水資料時,逐年選取當年最大洪峰流量和不同時段(如 1天、3天和7天等)的最大洪量,分別組成最大洪峰流量和不同時段最大洪量系列,然後進行頻率分析,以確定相應於設計標準的設計洪峰和時段設計洪量。最後,選擇典型洪水過程線,按求出的設計洪峰和各時段設計洪量,對典型洪水過程線進行同頻率或同倍比放大,作為設計洪水過程線。
②間接法
即根據雨量資料推求設計洪水。當工程所在地及其附近洪水流量資料系列過短,不足以直接用洪水流量資料進行頻率分析,但流域內具有較長系列雨量資料時,可先求得設計暴雨,然後通過產流和匯流計算,推求設計洪峰、洪量和洪水過程線。該法假定,一定重現期的暴雨產生相同重現期的洪水。
③地區綜合法
如果工程所在地的洪水流量和雨量資料均短缺,可在自然地理條件相似的地區,對有資料流域的洪水流量、雨量和歷史洪水資料進行分析和綜合,繪製成各種重現期的洪峰流量、雨量、產流參數和匯流參數等值線圖,或將這些參數與流域自然地理特徵(流域面積和河道比降等)建立經驗關系,然後藉助這些圖表和經驗關系推算設計地點的設計洪水。
指當河流設計斷面發生設計頻率的洪水時,其上游各控制斷面和區間相應的洪峰、洪量和洪水過程線,它表示下游斷面的設計洪水和上游各個控制斷面設計洪水之間的關系。在制定流域開發方案、分析單一水庫的防洪作用和研究梯級水庫或水庫群的聯合調洪作用時,需分析設計洪水的地區組成。為了分析和比較設計洪水不同地區組成的防洪效果,常需擬定若干種地區組成方案,經調洪演算和綜合分析,從中選取能滿足工程設計要求的,作為設計的依據。
計算方法
設計洪水的地區組成的計算方法有:
①典型年法。即從實測資料中選出若干次在地區組成上具有一定代表性的(如洪水主要來自上游,或主要來自區間,或在全流域均勻分布)、對防洪不利的大洪水作為典型洪水,以設計斷面某一時段設計洪量為控制,按同一倍比對各斷面及區間同一時段的典型洪水進行放大,求得各斷面及區間相應的洪量或洪水過程線。
②同頻率地區組成法。指根據防洪要求,選定某一時段一個分區的洪量與設計斷面的洪量為同頻率,其餘各分區的相應洪量和某一次洪水的地區組成作為典型,進行分配,並以同頻率洪量和分配的時段洪量作為控制,放大典型過程線作為設計洪水和各地區的相應洪水過程線。
根據流量資料計算 依據實測或調查洪水流量資料,分析洪水的某些特徵值的出現頻率,推求設計洪水的頻率分析方法,已被許多國家廣泛採用。中國現行設計洪水計算規范規定,當設計斷面或其上下游有20年以上實測洪水資料,並有歷史洪水調查和考證資料時,可根據流量資料分析計算設計洪水。其主要步驟如下:
(1)資料的搜集整理及插補延長。流量資料的插補延長多採用與長系列站的資料建立相關的方法。此外,還要重點復核大洪水資料的可靠性。
(2)歷史洪水調查及考證。包括野外洪痕、洪水發生年代、時間的調查,以及洪峰、洪量的推算;進行歷史文獻記載的考證,藉以確定歷史洪水的排位順序,估計其重現期。
(3)系列代表性分析。一般通過與鄰近地區長系列站資料的對比分析,以及根據實測及調查考證的歷史洪水資料,分析洪水豐枯年變化情況、大洪水出現的周期、不同年段大洪水出現的頻次以及分段計算的統計參數的變化情況等,以判別系列代表性的好壞。
(4)進行洪水頻率計算。
(5)成果的合理性檢查。常用的檢查方法:①本站洪峰流量及不同時段洪量的頻率分析成果相互比較;②與上下游及鄰近地區河流的頻率分析成果相比較,以分析判斷統計參數和設計值是否符合地區變化規律;③與通過暴雨推求的設計成果和比較。
(6)根據設計要求,推求設計洪水過程線、分期設計洪水或施工設計洪水、擬定設計洪水的地區組成等。
根據雨量資料計算 暴雨是形成洪水的主要因素,許多流域暴雨觀測年限大於流量觀測年限。中國現行設計洪水計算規范規定,當設計斷面所在流域及鄰近地區的雨量站有20年以上實測暴雨資料,並且有實測或調查大暴雨和多次可供產流匯流分析用的暴雨洪水對應觀測資料時,可根據暴雨資料,採用頻率分析方法,計算流域設計暴雨,通過流域產流匯流計算(參見暴雨徑流關系、單位線),推求相應頻率的設計洪水。
此外,對於短缺暴雨洪水資料的小流域,可採用推理公式(參見小流域設計洪水)、經驗公式或單位線等推求設計洪水。
經驗表明,在有條件的情況下,採用幾種方法推算設計洪水,並根據資料的長短與可靠程度,有側重地對計算成果綜合分析,合理確定具體工程的設計洪水數據,是提高成果精度的有效方法。
以實際年洪水作為設計洪水 世界各地大江大河較多地採用某一實際發生過的大洪水作為設計洪水。如1954年長江洪水是近百年長江中下游出現的一次最嚴重的全流域型大洪水。在《長江流域綜合規劃簡要報告》(1990年修訂)中,長江中下游平原區以1954年實際洪水作為主要防禦對象。考慮上游水庫建設情況、中下游防洪情況和中下游防洪狀況,確定以1954年洪水實際最高洪水位為基礎,適當提高堤防設計水位。
分期設計洪水
指年內不同季節或時期,如豐水期、平水期、枯水期、或其他指定時期的設計洪水。在水庫調度運用、施工期防洪設計或其他需要時,要求計算分期的設計洪水。分期的原則是:①要使各分期的洪水不僅在成因上,而且在數量級和洪水特性等方面有明顯差異。一般根據洪水成因,把全年劃分為暴雨洪水期、凌汛期和融雪洪水期等。在可能條件下,暴雨洪水期還可進一步劃分為梅雨期和台風雨期等。②滿足工程設計的需要。例如,為選擇截流時間,合理安排施工計劃,常需求出枯水期、平水期和洪水期的設計洪水或分月設計洪水。分期一般不宜短於一個月。分期設計洪水的計算方法原則上與全年設計洪水的計算方法相同,但其計算成果一般誤差較大,要作認真的合理性分析。
③ 什麼是洪水
什麼是洪水?我國的洪水有哪幾種類型?主要的是哪種?
洪水是指江河水量迅猛增加及水位急劇上漲的自然現象。洪水的形成往往受氣候、下墊面等自然因素與人類活動因素的影響。按地區可分為河流洪水、融雪洪水、注川洪水、冰凌洪水、雨雪混全洪水、潰壩洪水等六種。
我國河流的主要洪水大都是暴雨洪水,多發生在夏、秋季節,南方一些地區春季也可能發生。以地區劃分,我國中東部地區以暴雨洪水為主,西北部地區多融雪洪水和雨雪混合洪水。'98長江大洪水'和'98嫩江、松花江特大洪水都是由暴雨洪水形成的。
如何定量描述洪水?
由於暴雨、急劇的融冰化雪、水庫垮壩、風暴潮等原因,使得江河、湖泊及海洋的水流增大或水面升高超過了一定限度,威脅著有關地區人民的生命財產安全或造成不同程度的災害,這種自然現象,一般稱為洪水。定量描述洪水的指標有洪峰流量、洪峰水位、洪水過程線、洪水總量(洪量)、洪水頻率(或重現期)等。洪峰流量是指洪水通過河川某斷面的瞬時最大流量值,以立方米每秒(m3/s)為單位;洪峰流量相應的最高水位,稱為洪峰水位,以米(m)為單位。以時間為橫坐標,以江河的水位或流量為縱坐標,可以繪出洪水從起漲至峰頂再回落到接近原來狀態的整個過程曲線,稱為洪水過程線。一次洪水過程通過河川某斷面的流量總和(水量),稱之為該次洪水的洪量,常以億每立方米為單位;水文上也常以一次洪水過程中,通過一定時段的水量最大值來比較洪水的大小,如最大3天、7天、15天、30天、60天等不同時段的洪量。
暴雨、大暴雨和特大暴雨是如何劃分的?
暴雨是指在短時間內降很大的雨。一般根據24小時降雨量的大小劃分為:
(1)降雨量在50mm~100mm之間,稱為暴雨。
(2)降雨量在100mm~200mm之間,稱為大暴雨。
(3)降雨量大於200mm時,稱為特大暴雨。
我國的暴雨洪水有哪些特點?
(1)季節性明顯,時空分布不均勻。隨著副熱帶高壓的北移、南撤過程,夏季我國雨帶也南北移動,出現明顯的季節性特點。一般年份,4月至6月上旬,雨帶主要分布在華南地區。6月中旬至7月上旬,是長江、淮河和太湖流域的梅雨期。7月中旬至8月,雨帶從江淮北部移到華北和東北地區。9月,副熱帶高壓南撤,隨即雨帶也相應南撤,部分年份也會造成洪水,如漢江等地的秋汛。我國大部分地區降雨季節性明顯。當台風登陸我國和深入內陸時,高強度的狂風暴雨,也可形成暴雨洪水。
據統計,4月~10月全國大部分地區降雨量佔全年平均降雨量的70%以上,6月~8月降雨量可佔全年平均降雨量的50%左右。所以說,我國暴雨洪水多發生在春夏秋季節。
(2)洪水峰高量大,干支流易發生遭遇性洪水。我國地形的特點是東南低、西北高,有利於東南暖濕氣流與西北冷空氣交綏的加強,地面坡度大,植被條件差,造成匯流快,洪水量級大。與世界其他國家相比,相同流域面積的河流,我國暴雨洪水的洪峰流量量級接近最大記錄。
我國幾條主要河流面積較大,干支流洪水經常遭遇,區間來水多,洪峰疊加,易形成峰高量大的暴雨洪水。
(3)洪水年際變化大。我國七大流域洪水年際變化很大,各年洪峰流量相差甚遠,北方比南方更明顯。如長江以南地區大水年的洪峰流量一般為小水年的2倍~3倍,而海河流域大水年和小水年的洪峰流量比可相差幾十倍甚至上百倍。
(4)大洪水的階段性和重復性。根據大量的洪水調查研究,得出我國主要河流大洪水在時空上具有階段性和重復性的特點。
從時間上講,一個流域出現大洪水的時序分布雖然是不均勻的,但從較長時間觀察看,在許多河流上,一個時期大洪水發生的頻率較高,而另一時期頻率較低,頻發期和低發期呈階段性的交替變化。另外,在高頻期內大洪水往往連年出現,有連續性。
從空間上講,我國暴雨洪水的發生與當地的天氣和地形條件有密切關系,凡是近期出現大洪水的流域和區域,歷史上也都發生過類似的大洪水,重復出現暴雨洪水的現象普遍存在。如'98長江大洪水即類似1954年長江大洪水。
我國防洪的基本思路是什麼?
(1)堅持黨的基本路線,貫徹十五大制定的建設目標,為國民經濟和社會發展 提供防洪安全保障,使國民經濟持續、穩定、協調、健康發展,為實現國民經濟 戰略目標創造穩定的建設環境。
(2)要保證重點,照顧全面。我國有1/3的耕地、2/5的人口、3/5的工農業 總產值及大量的城市集中在洪水威脅區,防洪任務是長期而艱巨的。大江大河中 下游廣大平原和湖區是我國經濟發達地區,是我國江河防洪的重點。大中城市是 國家和地方政治、文化的中心,人口密集,固定資產集中,應加速城市防洪建設。 在抓住防洪重點的同時,要照顧全面。對5萬多條中小河流的治理和山洪、泥石流等山地災害,以及平原地區的排澇和沿海地區台風暴潮災害,也應給予足夠重視。
(3)鞏固完善現有防洪工程,在此基礎上繼續貫徹"蓄泄兼籌"和"洪澇兼治"的方針,重點建設一批控制性水利樞紐工程。目前,重點加高加固江河湖海堤防,加大病險工程除險加固力度,鞏固完善蓄滯洪區安全建設,增強排澇能力,以形成七大江河較完整的防洪體系,有重點地提高防洪排澇標准。
(4)全面貫徹防洪工程措施與防洪非工程措施相結合的方針,採取各種綜合措施。我們要以現有的和新建的防洪工程為基礎,同時加強蓄滯洪區和洪水威脅區的管理、水域管理和工程運行管理,積極推行和試行防洪基金及洪水保險,完善洪水預報警報系統等,建立起完善的防洪體系,重視防汛指揮系統及水文基礎設施的建設。防洪工程措施與非工程措施,二者之間是相輔相成的,只有把二者很好地結合起來,才能獲得較好的效益。
我國各級防汛指揮機構及其職能是什麼?
《中華人民共和國防洪法》規定,國務院設立國家防汛指揮機構,負責領導、組織全國的防汛抗洪工作;在國家確定的重要江河、湖泊可以設立由有關省、自治區、直轄市人民政府和該江河、湖泊的流域管理機構負責人等組成的防汛指揮機構,指揮所管轄范圍內的防汛抗洪工作;有防汛抗洪任務的縣級以上地方人民政府設立由有關部門、當地駐軍、人民武裝部負責人等組成的防汛指揮機構,在上級防汛指揮機構和本級人民政府的領導下,指揮本地區的防汛抗洪工作。
因此,國務院設立了國家防汛抗旱總指揮部(以下簡稱"國家防總"),由國務院副總理任總指揮,指揮部成員由國務院有關部、委、局領導人組成,其辦公室設在水利部;長江、黃河設立了由長江、黃河流域內有關省、自治區、直轄市人民政府和長江水利委員會、黃河水利委員會負責人組成的長江防汛總指揮部和黃河防汛總指揮部,分別指揮長江、黃河流域的防汛抗洪工作,其辦事機構分別設在長江水利委員會和黃河水利委員會;在有防汛抗洪任務的省、地(市)、縣均設立了由當地行政首長任指揮,與防汛有關的部門、當地駐軍、人民武裝部負責人等組成的防汛指揮部,在上級防汛指揮部和本級人民政府的領導下,指揮本地區的防汛抗洪工作,其辦事機構設在同級水利部門。
防汛指揮機構的主要職責如下。
(1)貫徹執行國家有關防汛工作的方針、政策、法規和法令。
(2)制定和組織實施防禦洪水方案。
(3)掌握汛期雨情、水情和氣象形勢,及時了解降雨地區暴雨強度、洪水流量、江河水位、閘壩水位、水庫水位、長短期水情和氣象分析預報。
(4)組織檢查防汛准備工作,責令清除河道、湖泊范圍內阻礙行洪的障礙物。
(5)負責有關防汛物資的儲備、管理和防汛物資的計劃管理。
(6)負責統計、掌握、發布洪澇災害情況。
(7)負責組織防汛搶險隊伍,調配搶險人力和技術力量。
(8)督促蓄滯洪區安全建設和應急撤離轉移准備工作。
(9)組織防汛通信和報警系統的建設管理。
(10)組織汛後檢查,督促水毀防洪工程修復。
(11)開展防汛宣傳教育和組織培訓,推廣先進的防汛搶險科學技術。
現代防洪的主要防洪措施是什麼?
防洪措施是防止或減輕洪水災害損失的各種手段和對策。現代防洪措施包括防洪工程措施和防洪非工程措施。防洪工程措施主要有堤防、河道整治工程、蓄滯洪工程和水庫等,通過這些工程手段擴大河道泄量、分流、疏導和攔蓄洪水,以減輕洪水災害;防洪非工程措施,主要包括洪水預報、洪水警報、蓄滯洪區管理、洪水保險、河道清障、河道管理、超標准洪水防禦措施、災後救濟等,通過這些非工程措施,可以避免、預防洪水侵襲,適應各種類型洪水的變化,更好地發揮防洪工程的效益,從而減輕洪災損失。
人類與洪水的斗爭,最先是人類避開洪水,擇高而居,而後是修築堤防,這是最早的防洪工程。我國修堤始於公元前16世紀~公元前15世紀,後來,河道整治、海塘建設相繼出現;公元前250年修建了分洪工程;19世紀末,開始利用水庫防洪。中華人民共和國成立以來,我國主要河流相繼建成了以水庫、堤防、蓄滯洪區為主的防洪工程體系和以洪水預報、警報、通信等為主的防洪非工程體系。這些工程體系和非工程體系在抗禦1998年長江大洪水和嫩江、松花江特大洪水中發揮了巨大的作用。利用河流上游干支流水庫攔洪錯峰,有效地減輕了下游的防洪壓力。如清江隔河岩水庫在長江第六次洪峰中削減洪峰17%;葛洲壩水利樞紐錯峰2000立方米每秒,降低沙市水位0.10m~0.15m。長江幹流依靠已建的3600多km堤防,利用已建成的防洪非工程措施,全力進行抗洪搶險,抗禦了1954年以來的又一次全流域性大洪水,保護了人民生命財產的安全,為國民經濟的發展創造了外部環境。
現代通信技術在水情信息傳遞上起到了哪些重要作用?
通信系統是防汛抗洪工作的"生命線",是傳遞信息、傳達調度指令的工具,是必不可少、至關重要的。
現代通信技術主要包括數字微波通信、衛星通信、光纖通信、短波、超短波通信及移動通信等。它們在全國防汛水情信息傳遞中起到了至關重要的作用。
如果把水情信息比做要運輸的重要的貨物,那麼,現代通信技術則提供了運貨的道路。目前,水利系統自建的防汛通信網與郵電公用通信網相結合,組成了四通八達的水情信息傳輸通信網路。例如,水利部自建的以數字微波、衛星為通道的防汛電話網與公用交換電話網(PSTN)相結合,把全國水利單位連在一起;水情自動測報系統通過計算機廣域網,把實測的水情數據實時地傳到水利部,供領導決策。在'98長江大洪水期間,現代通信技術更是大展神威,效益顯著。郵電系統提供的行動電話在幾千里長江干堤架起一道空中橋梁,在抗洪搶險的官兵群眾之間傳遞各種信息;長江水利委員會在荊江大堤上建設的數字微波通信干線,為沿線務水利部門的防洪調度提供了專門的通信保障,使之能及時掌握情況,加強防汛抗洪部署。沿線蓄滯洪區信息反饋通信系統保證了這些地區人民群眾的安全轉移。正是因為現代通信技術的運用,國家防汛抗旱總指揮部辦公室、水利信息中心才能實現兩小時之內收齊全國向中央報汛的3002個報汛站的水情信息,才能在1998年南北大洪水中保證10分鍾之內獲取41個重要水文(水位)站的最新水情,也正是因為有了現代通信技術,我們才能取得一次又一次抗洪搶險調度的勝利。
總之,正如有人所說:防汛抗旱,信息先行,沒有通信,兩頭落空。現代通信技術在全國水情信息傳遞中發揮著越來越重要的作用。
④ 由流量資料推求設計洪水時,為什麼要對特大洪水進行處理,處理的內容是什麼
1、原因:
系列中加入特大洪水後,系列成為不連續系列,不能象連續系列一樣進行經驗頻率和統計參數的計算,故必須進行處理。
2、處理的內容是:
對經驗頻率的計算進行處理,用統一樣本法或獨立樣本法;對統計參數進行處理,如用三點法配線。
對於設計洪水,其中的頻率標准P實質是工程的風險率(破壞率),設某工程洪水設計頻率為P=1%,因水文事件都是隨機事件,各年發生某一頻率洪水的事件是獨立事件。
百年一遇洪水,每年都有P=1%的可能性發生而使水庫遭遇超標准洪水而破壞,每年保證安全的概率(稱為保證率)為1-P。
(4)什麼是歷史洪水調查工作擴展閱讀
特大洪水是指稀遇的量級很大的實測洪水或歷史調查洪水,其重現期需要通過歷史洪水調查確定。特大洪水處理主要是特大洪水加入洪水統計系列後,使之成為不連續樣本。
在此情況下一般採用獨立樣本法或統一樣本法計算洪水的經驗頻率,經驗頻率確定後,則可用包含特大洪水的矩法公式或三點法計算統計參數,用適線法推求理論頻率曲線及設計洪水。
特大洪水的重現期一般是根據歷史洪水發生的年代來大致推估。
①從發生年代至今為最大:N=設計年份 - 發生年份 + 1;
②從調查考證的最遠年份至今為最大:N=設計年份 - 調查考證期最遠年份 + 1。
⑤ 簡述洪水調查的內容及方法步驟
洪水調查,這對以後確定洪水量級作用至關重要。在條件允許的情況下,到達洪水發生的地方進行洪水調查,主要是對洪水痕跡的確定及典型斷面的測量,可根據此推算出本次洪水等級。