山洪与泥石流灾害防御常识 山洪灾害防御宣传栏
一、何谓山洪
山洪是指由于暴雨、冰雪融化或拦洪设施溃决等原因,在山区(包括山地、丘陵、岗地)沿河流及溪沟形成的暴涨暴落的洪水及伴随发生的滑坡、崩塌、泥石流的总称。
所谓“山洪”是指一种罕见强劲的洪水。大多发生在山区。洪水是一种峰高量大、水位急剧上涨的自然现象。江河洪水一般都超过了多年平均洪水位,超过多年平均洪水流量,也超过河道安全泄量。山洪更具如下特点:暴雨强度特大、洪水峰流量特大、洪峰水位特高、洪流速度特快、摧毁力量特大,破坏力特大。山洪与大江大河洪水的区别:
1、一般洪水24小时降雨50毫米为暴雨,山洪暴雨24小时降雨200毫米以上,一般雨峰1小时降雨达100毫米以上;
2、一般洪水单位面积(每平方公里),洪峰流量1~2秒立米,而山洪的洪峰流量达11~17立米/秒;
3、一般洪水的洪峰水位超河底地面5~10米,而山洪的洪峰水位超地面10~30米;
4、一般洪水的流速2~3米/秒,而山洪的流速可达10~17米/秒。
总之,山洪是一种迅猛异常,破坏力极大的洪水。
二、何谓山洪暴雨
暴雨一般指势急量大的降雨。计算降雨强度的时间,一般用分、小时或日为单位。中国气象部门规定24小时降雨量超过50毫米者统称为暴雨。其中又分暴雨、大暴雨、特大暴雨三种:12小时雨量等于和大于30毫米;或24小时雨量大于50毫米称暴雨;12小时雨量等于和大于70毫米,或24小时雨量大于100毫米称大暴雨。12小时雨量等于和大于140毫米,或24小时雨量大于200毫米称特大暴雨。
“山洪暴雨”是指强度特别大的暴雨。1小时降雨超50~100毫米。
“山洪临界暴雨”——导致发生山洪灾害的暴雨。
乡村小面积范围内,日降雨暴雨50~100毫米,若均匀降落,洪水较平缓,洪峰流量不大,流速不快,地表条件好,不一定形成山洪灾害;若一小时降雨50~100毫米,迅速形成坡面漫流和沟槽速流,洪峰流量大,流速快,刮削冲击力强,容易形成水土流失、崩垮泥石流等山洪灾害。因此,山洪的临界雨量主要看雨峰1小时的暴雨量是否超过50~100毫米,1~3小时暴雨量是否超过200毫米,但在植被破坏、秃山光坡1小时降20毫米,也易形成山洪泥石流灾害。
三、暴雨形成条件
降雨时一般当微观条件如气层的凝结核、冰晶、水滴碰撞合并等条件均已具备,但暴雨主要是宏观条件和天气系统的作用。
(一)宏观条件:
1、充沛的水汽。降暴雨时对流层下部饱和比湿要大,饱和层要厚,还要求有源源不断的水汽供应。在台风和热带风暴登陆后减弱成的热低压、沿着中低层辐合带或锋区移动传播的低涡、副热带高压边缘高温高湿条件下发展形成的强对流云团,容易造成暴雨的天气系统。
2、强烈的上升运动。气流上升运动,使对流云发展形成降水。降暴雨时必须有不断的上升运动,使水汽凝结成云与降水;同时将水平输送来的水汽,不断向高空输送,使形成降水的过程能持续循环地进行。
3、有利的地形作用,由于地形抬升导致雨带集中在山脉迎风坡或平原水网地区、特殊海岸分布、喇叭形河口地带都可促成局地暴雨的形成。
(二)天气系统相互作用
暴雨是多种尺度天气系统相互影响和相互作用的产物。降持续性暴雨就要有稳定有利的大尺度天气系统,如副热带高压、西风带长波槽脊位置、强度的稳定性;又要有天气尺度系统如气旋、锋面、低槽、低涡、切变线、台风等的活动。同时还要不断地有中尺度天气系统生成。暴雨在本质上是中尺度天气现象,在一些中尺度雨团、雨带、中低压、低空急流等中尺度天气系统中上升速度可达数米每秒或更大,它们在高温高湿、位势不稳定条件作用下,为暴雨的形成提供了必要的条件。
四、山洪暴雨的特征
1、浓云和气温显著升高容易诱发山洪暴雨
临发生山洪暴雨时,乌云笼罩,天气闷热;当暴雨发生时,雨如瓢泼;若发生在白天,如临夜幕;若发生在深夜,则漆黑一团。当临降暴雨之前,身体感觉特别热,汗流浃背,扇风也不解热,特别注意将发生山洪。
2、高山迎风坡容易诱发山洪暴雨
高山地形是对流系统的触发机制。由于地形抬升导致雨带集中在山脉迎风坡,云团遇山造成不稳定能量释放,因此,在山脉的迎风坡不仅暴雨频次增加,而且暴雨量也增大。有时候一次暴雨过程在山区造成的降雨量是平原地区的十几倍,甚至更大。而在背风坡显著减少。例如我国广西南部特大暴雨多出现在十万大山东南坡;广东特大暴雨则分布在南岭南麓;华北特大暴雨多出现在燕山南麓和太行山东坡。居住在高山坡面和山脚或喇叭形河口地带的居民应特别注意防御山洪。
第二章 山洪灾害
一、什么是山洪灾害
山洪灾害是指由山洪暴发而给人类社会系统所带来的危害,包括溪河洪水泛滥、泥石流、山体滑坡等造成的人员伤亡、财产损失、基础设施毁坏,以及环境资源破坏等。
二、山洪灾害源子系统和承灾体系统
1、山洪灾害系统
山洪灾害系统是由孕育于山区环境的水沙流体作用于山区人类社会而形成的事体。按其在山洪灾害系统中的作用,前者称为山洪灾害源子系统,后者称为山洪承灾体子系统。如下图所示。
2、山洪灾害源子系统
山洪灾害的直接来源是山洪本身,即孕育于山区环境中的水沙流体。山洪灾害源的层次结构如下图。
3、山洪灾害承灾体系统
山洪承灾体就是山区的人类社会活动系统,具体包括居民点、农田、道路和桥梁等,见下图所示。
三、诱发山洪灾害的主要因素
山洪致灾过程是山洪破坏力与山区承灾体承灾能力这一对矛盾在一定时空范畴中相互作用的动态过程。
1、气象水文因素。山洪灾害的直接来源是山洪本身。破坏动力是山洪冲击力。
(1)暴雨因素。高强度暴雨是激发山洪发生的主要因素。
(2)冰川因素。我国西部高山地区通过冰川融水和冰湖溃决两种方式引发山洪。
2、地质地貌因素。山区地面承载条件是山洪致灾程度轻重的主要因素。山洪灾害易发地区的地形往往是高山的坡陡、深谷和山谷出口的山脚小坪川,其地质大部分是疏松的坡土或堆土,或者为紫色砂页岩、泥质岩、红砂岩、板页岩发育而成的抗蚀性较弱的碎石,遇水易软化、易崩解,一遇到较强的地表径流冲击时,从而形成山洪泥石流灾害。
3、人类活动因素。人类违反自然规律的活动,导致山洪灾害加剧。山丘地区过度开发土地,或者陡坡开荒,或修公路、铁路、建房、开矿等工程建设对山体造成破坏,改变地形、地貌,破坏天然植被,乱砍滥伐森林,失去水源涵养作用,均易发生山洪。
四、暴雨山洪产流和致灾过程
山洪形成经过产流、产沙、汇流和输沙过程。伴随产生冲毁、淹埋等灾害。
1、坡面产流剥蚀过程。山区暴雨径流一般认为它来自坡面上的超渗雨。据实地观测,发当生小时降雨超50毫米,10分钟即产生坡面漫流。在25度的斜坡面,漫流速达1m/s,坡面漫流剥削地表土壤,造成水土流失。若1小时降雨超100毫米,陡坡土壤连同树木柴草形成滑坡及泥石流。
2、山坡槽沟汇流和冲击摧毁过程。洪水在山区汇流过程可分为山坡沟槽流和山溪流。其汇流速度主要受坡度、水量大小、糙率等影响。暴雨山洪从坡面汇流到坡沟流槽,一开始就流速很快,流速达10~17m/s,削剥冲洗力很强,洪水冲洗着树木、泥土和巨石形成泥石流,奔流席卷而下,咆哮雷鸣,流致山脚。
3、溪流输沙过程。一般可以将山区小流域产沙量的形成分为山坡和河道两个阶段,前者对应于表面径流区域,后者对应于溪道水流区域。山区溪沟汇集山洪,如巨龙奔腾,流速达8~10m/s,将山体所有冲洗泥石及被摧毁的树木房屋向山脚平川推移。
4、山脚平原和河道两岸沙压过程。山洪将泥石推至平川,从高速度奔流减成缓流,粗石堆砌在山脚河滩,泥土则淹埋两岸农田,微小粘粒则可送到数十里以外,淤积乡村或城镇。
五、山洪灾害形成迅猛异常
从山洪暴雨开始至雨峰一般为1~3小时,形成洪峰为3~4小时,至山崩滑坡摧毁房屋、道路、压死人、淹死人形成灾害约4~5小时。
湖南省绥宁县宝顶山的山洪致灾过程。2001年6月18日湖南省绥宁县宝顶山发生暴雨山洪,据该暴雨中心区茶路电站记录,18日20时至19日8时12个小时降雨量为250mm,具体记录如下:
19日
1:50~2:50 141mm
2:50~7:15 108mm
7:15~7:55 1.9mm
最大1小时雨量141mm,频率为100年一遇,最大3小时降雨249mm。
这次山洪从开始降雨至宝顶村被冲淹,历时仅5小时,死30多人,全村三分之二农田被沙石淹盖。
六、山洪灾害对社会安定影响的严重性
山洪灾害突发性强、危害性大,极难防御,是我国防灾减灾的重点和难点。凡遭受过山洪灾害的地方,人员死伤惨重,房屋倒塌,公路冲毁,农田沙压,人民群众起居不安,环境长期难以恢复。
一是人员伤亡严重。
近几年,因水灾死亡人员极大部分是由山洪灾害引起的。
山洪发生时,溪河水位暴涨,水流速度很快居住在河岸或低洼地带的村民,如避让不及,就会被湍急的河水卷走,很难自救,极易发生人员伤亡。
第三章:山洪发生时的人员安全转移和避灾
山洪的突发性强,时空的不确定性大,成灾影响因素多,工程治理投入大,短期内难以完全根治。因此,目前山洪灾害的防御必先采用躲灾、避灾方法。房屋、公路和铁路应尽量避开洪流和滑坡的地方。暴雨发生时,必须做好预报,及时指挥人员紧急撤离危险区,避免山洪造成群死群伤灾害发生。
一、汛期防御山洪灾害的准备工作
1、做好山洪灾害易发区的水文地质普查工作
各级防汛抗旱指挥部对山洪灾害易发区进行逐一勘测、认真的调查摸底、澄清危险区、警戒区内人数等基础设施基本情况,再精心编写山洪灾害防御预案,绘制山洪灾害风险图,制定安全转移方案及路线、地点,并做好需转移搬迁户的规划工作。调查的主要内容包括:
(1)地质地貌:调查地表岩层风化破碎情况,松散固体物质堆积量和坡面沟谷情况;
(2)流域降雨:调查集雨面积、年平均降雨量,年最大降雨量,暴雨强度,历史洪水特征数值;
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