1、流域
流域是地表水與地下水分水線所包圍的集水區(qū)或匯水區(qū),因地下水分水線不易確定,習(xí)慣上將地表水的集水區(qū)稱為流域。河道干流的流域是由所屬各級(jí)支流的流域所組成。
我省水系分屬長江、淮河兩大流域,淮河流域又按習(xí)慣分為淮河和沂沭泗兩個(gè)水系,長江流域分為長江和太湖兩個(gè)水系。沂沭泗水系在我省境內(nèi)面積2.56萬平方公里,涉及徐州、宿遷、連云港、鹽城4市;淮河水系面積3.97萬平方公里,涉及宿遷、淮安、鹽城、揚(yáng)州、泰州、南通等6市;長江水系面積3.87萬平方公里,流經(jīng)南京、鎮(zhèn)江、揚(yáng)州、泰州、常州、無錫、蘇州、南通等8市;太湖水系面積1.92萬平方公里,涉及蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江等4市。
2、水位與基面
水位指水體的自由水面高出基面以上的高程,其單位為m。
水文資料中涉及的基面有:絕對(duì)基面、假定基面、測站基面和凍結(jié)基面。
絕對(duì)基面一般是以某海濱地點(diǎn)的特征海水面為準(zhǔn),這個(gè)特征水面的高程為0.000米。在我國現(xiàn)統(tǒng)一采用黃?;妫眠^大連、吳淞、珠江、大沽等基面。
假定基面:若水文站附近沒有國家水準(zhǔn),其水準(zhǔn)點(diǎn)高程暫時(shí)無法與全河(地區(qū))統(tǒng)一引據(jù)的某一絕對(duì)基面高程相連接,則可暫時(shí)自行假定一個(gè)水準(zhǔn)基面,作為本站水位和高程起算的標(biāo)準(zhǔn)。
測站基面(凍結(jié)基面):是水文測站專用的一種固定基面。一般是將水文站第一次使用的界面凍結(jié)下來,作為凍結(jié)基面。
當(dāng)然,測站基面(凍結(jié)基面)、假定基面應(yīng)盡可能與絕對(duì)基面相連接。各項(xiàng)水位、高程資料都應(yīng)寫明測站基面(凍結(jié)基面)與絕對(duì)基面的換算關(guān)系。其換算關(guān)系一般為:
凍結(jié)基面以上米數(shù)+基面米數(shù)=黃?;嬉陨厦讛?shù)
3、潮位
在太陽和月球引潮力作用下,地球表面的大氣圈、海水和地殼發(fā)生周期性相對(duì)運(yùn)行的現(xiàn)象,稱為潮汐。受潮汐影響周期性漲落的水位稱潮位,又稱潮水位。
4、洪水、流量、洪量
暴雨或急劇融冰化雪、風(fēng)暴潮和水庫潰壩等引起江河水量迅猛增加及水位急劇上漲的自然現(xiàn)象,稱為洪水。
⑴洪水流量
單位時(shí)間內(nèi)通過某一過水?dāng)嗝娴乃糠Q為流量,其單位為立方米/秒( m3/s)。流量是河流水情的基本要素,水資源的指標(biāo)之一。設(shè)河流某過水?dāng)嗝婷娣e為A,與流入過水?dāng)嗝嫠诤佣蔚臄嗝嫫骄俣葹関,按照流量的定義,則流量為
Q =Av
式中 Q——流量,m3/s ;
V——斷面平均流速,m/s;
A——過水?dāng)嗝婷娣e,m2。
⑵洪水特征
①洪水起漲
當(dāng)流域上發(fā)生暴雨或融雪時(shí),在流域各處所形成的地面徑流,都依其遠(yuǎn)近先后匯集于河道的出口斷面處,當(dāng)近處的地面徑流到達(dá)該出口斷面時(shí),河水流量開始增加,水位相應(yīng)上漲,這就是洪水起漲之時(shí)。
②洪峰流量、洪峰水位
隨著流域遠(yuǎn)處的地表徑流陸續(xù)流人河道,使流量和水位繼續(xù)增長,大部分高強(qiáng)度的地表徑流匯集到出口斷面時(shí),河水流量增至最大值。一次洪水過程中的最大瞬時(shí)流量和水位,分別稱為洪峰流量和洪峰水位。
③洪水過程線、洪水總量 、時(shí)段洪量
洪水流量由起漲到達(dá)洪峰流量,此后,逐漸下降,到暴雨停止以后的一定時(shí)間,當(dāng)遠(yuǎn)處的地表徑流和暫存蓄在地面、表土、河網(wǎng)中的水量均已流經(jīng)出口斷面時(shí),河水流量及水位回落到接近于原來狀態(tài),即為洪水落盡之時(shí)。如在方格紙上,以時(shí)間為橫坐標(biāo),以江河的流量或水位為縱坐標(biāo),可以繪出洪水從起漲至峰頂?shù)铰浔M的整個(gè)過程曲線,稱為洪水過程線。由于洪水過程線兩頭低,中間高,形似山峰,故最高處稱為洪峰。
洪水總量是指一次洪水過程中或給定時(shí)段內(nèi)通過河流某一斷面的洪水體積,簡稱洪量。
時(shí)段洪量是指某一時(shí)段內(nèi)發(fā)生的洪水總量,一般需確定2—3個(gè)時(shí)段的洪量。最大時(shí)段洪量是指一次洪水過程中,指定歷時(shí)的最大洪量,如最大1 天、3 天、7 天、15 天、30 天、60 天洪量等。
⑶洪水類型
①暴雨洪水
暴雨引起的江河水量迅速增加并伴有水位急劇上升的現(xiàn)象,稱暴雨洪水。按暴雨的成因可分為:雷暴雨洪水(也稱驟發(fā)暴雨洪水),臺(tái)風(fēng)暴雨洪水,鋒面暴雨洪水。暴雨洪水年際變化很大,在同一流域上,常年出現(xiàn)的暴雨洪水與偶爾出現(xiàn)的特大暴雨洪水,在量級(jí)上相差懸殊,洪水過程特征也不完全一致。中國河流的主要洪水大都是暴雨洪水,它多發(fā)生在夏、秋季節(jié),南方一些地區(qū)春季也可能發(fā)生。
②融雪洪水
③冰川洪水
④冰凌洪水
⑤雨雪混合洪水
⑥潰壩洪水
潰壩洪水指大壩在蓄水狀態(tài)下突然崩潰而形成的向下游急速推進(jìn)的巨大洪流。習(xí)慣上把因地震、滑坡或冰川堵塞河道引起水位上漲后,堵塞處突然崩潰而暴發(fā)的洪水也歸入潰壩洪水。潰壩的發(fā)生和潰壩洪水的形成通常歷時(shí)短暫,難以預(yù)測,峰高量大,變化急驟,危害性特大。世界各國都很重視,并有各種潰壩洪水的計(jì)算方法。
5、徑流
徑流是指在水文循環(huán)過程中,降水沿流域的不同路徑向河流、湖泊、沼澤和海洋匯集的水流。在一定時(shí)段內(nèi)通過河流某一過水?dāng)嗝娴乃糠Q徑流量。徑流是水循環(huán)的主要環(huán)節(jié),也是水量平衡的基本要素。一個(gè)地區(qū)的徑流量往往是該地區(qū)的水資源量的主要組成部分。
按徑流存在的空間位置,可分為地表徑流(直接徑流)、地下徑流、壤中流;按徑流補(bǔ)給形式,可分為降雨徑流、冰雪融水徑流;一年中不同時(shí)期的徑流分別稱為汛期徑流,枯季徑流、年徑流。
從降水到達(dá)地面至水流匯集于流域出口斷面的整個(gè)過程叫徑流形成過程。它包括植物截留、填洼、下滲、蒸發(fā)、坡地匯流、河槽匯流等一系列過程。通常把上述過程歸納為產(chǎn)流過程和匯流過程。
6、洪水標(biāo)準(zhǔn)
⑴可能最大洪水
可能最大洪水是指河流斷面可能發(fā)生的最大洪水,簡稱PMF 。這種洪水由最惡劣的氣象和水文條件組合形成,是永久性水工建筑物非常運(yùn)用情況下最高洪水標(biāo)準(zhǔn)的洪水??赡茏畲蠛樗兴臍庀蠓ê蛿?shù)理統(tǒng)計(jì)法兩類估算方法。
⑵設(shè)計(jì)洪水
設(shè)計(jì)洪水是指符合工程設(shè)計(jì)中洪水標(biāo)準(zhǔn)要求的洪水。設(shè)計(jì)洪水包括水工建筑物正常運(yùn)用條件下的設(shè)計(jì)洪水和非常運(yùn)用條件下的校核洪水,是保證工程安全的最重要的設(shè)計(jì)依據(jù)之一。
⑶校核洪水
校核洪水是指符合水工建筑物校核標(biāo)準(zhǔn)的洪水。校核洪水反映水工建筑物非常運(yùn)用情況下所能防御洪水的能力,是水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的一個(gè)重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。校核洪水是為提高工程的安全與可靠程度所擬定的高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水,用以對(duì)水工建筑物的安全進(jìn)行校核。當(dāng)水工建筑物遭遇這種洪水時(shí),部分正常運(yùn)行條件允許破壞,但主要建筑物應(yīng)保證安全。
防洪工程中的洪水標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)工程規(guī)模、失事后果、防護(hù)對(duì)象的重要性以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等綜合因素,由國家制定統(tǒng)一規(guī)范確定的。目前許多國家通過工措施的投資和防洪效益進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)比較,并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)分析來選定洪水標(biāo)準(zhǔn)。
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