山洪灾害防治技术
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上篇 基本知识

第一章 山洪灾害基本知识

第一节 山洪简介

一、概述

山洪是指发生在山区暴涨的洪水。更严格地说,山洪是水位急速上涨或小流域山区溪沟中特大径流的现象。山洪一般分为暴雨山洪、融雪山洪、冰川山洪等,是因大雨或积雪融化之后,自山上突然奔泻而下的山洪大水。山洪具有突发性,水量集中流速大、冲刷破坏力强,水流中挟带泥沙甚至石块等,常造成局部性洪灾。据记载,续范亭的《南泥湾概况》一诗中有:“雨后幸无山洪暴,沟涧潺潺有细河。”萧乾的《万里赶羊》中说:“新疆有雪山,天一放晴,有山口子的地方必然有山洪奔下来。”李准的《耕云记》中写:“暴雨下来后,有山洪暴发,为了全县安全,水利局研究,把全县水库里的水都要放掉。”

山洪研究主要关注其诱发的溪河洪水、泥石流、滑坡,常造成人员伤亡,毁坏房屋、田地、道路和桥梁等,甚至可能导致水坝、山塘溃决,对国民经济和人民生命财产造成严重危害。2006年10月27日,国务院正式批复了《全国山洪灾害防治规划报告》,这是我国第一部由国务院多部门联合组织编制完成的防治山洪灾害的专项规划。在山洪防治规划中,近期宜以工程措施和非工程措施相结合为主,远期以水土保持措施为主。

二、山洪形成原因

(一)气象水文因素

降雨是诱发山洪灾害的直接因素和激发条件,水既是山洪泥石流的组成部分又是激发因素,特别是短时大暴雨降水。

降雨激发山洪的现象,一是前期降雨和一次连续降雨共同作用,二是前期降雨和最大一小时降雨量起主导激发作用。山顶土体含水量饱和,土体下面岩层裂隙中的压力水体的压力剧增。当遇暴雨时,能量迅速累积,致使原有土体平衡遭到破坏,土体和岩层裂隙中的压力水体冲破表面覆盖层,瞬间从山体中上部倾泻而下,造成山洪和泥石流。

(二)地质地貌因素

不利的地形地质条件是山洪灾害发生的重要因素。

1.地形条件

一般形成山洪泥石流的地形特征是中高山区,相对高差大,河谷坡度陡峻。表层为植皮覆盖有较厚的土体,土体下面为中深断裂及其派生级断裂切割的破碎岩石层。山洪的成因除山体结构条件外,主要是喇叭形河口地形所致,形成短历时雷暴雨,引发山洪。暖湿气流遇山体阻挡,产生暖湿气流上升运动,在山顶和迎风坡形成冷暖锋面产生雷暴雨。由于山体的中上部伸入云层,地面还是十分闷热,所以往往地面降雨不久,山洪就暴发了。

2.森林覆盖条件

大范围树林、毛竹覆盖,当暖湿空气携带大量水气达到林区上空,与林区温度偏低、相对湿度偏大的冷空气交锋,易形成局部大降水。

(三)人类活动因素

随着社会经济的发展,人类过度开发土地,乱砍滥伐森林,使山地失去水源涵养作用,也容易引发山洪。

(四)水利工程防洪能力低

我国大部分山地丘陵地区水利工程拦蓄洪水能力较低,山区河道行洪能力较差,防洪标准低,难以抵挡大而来势迅猛的山洪。

三、山洪特性

1.突发性

山洪汇流很快,河水陡涨,水流湍急,暴发历时很短,突发成灾往往使人们措手不及、防不胜防。

2.毁灭性

山洪多为水沙流体,含沙量高,流速大,冲击力强,其破坏形式主要有冲刷、溃决、撞击、淤埋、淹没,过境往往对房屋、水利、交通、电力、通信等基础设施造成毁灭性的破坏。

3.群发性

在一次持续性的强降雨过程中容易形成山洪、滑坡、崩塌和泥石流等灾害链。

4.易发性

山洪主要发生在山区、丘陵区和岗地,特别是位于暴雨中心区的山区,暴雨时极易形成具有冲击力的水流,导致山洪暴发,形成山洪灾害。