洪水風(fēng)險管理：防洪基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計與管理

內(nèi)容簡介

本書可作為工程技術(shù)人員和科研工作者的技術(shù)指南，展示了把具有可修復(fù)性的基礎(chǔ)設(shè)施和具有適應(yīng)性的洪水風(fēng)險管理進(jìn)行融合，形成綜合的洪水管理方法的可行性。本書為現(xiàn)有防洪工程的管理，以及新的防洪工程規(guī)劃與設(shè)計提供了可操作性的指導(dǎo)。在對緊急洪水風(fēng)險管理的概念，以及將來相關(guān)政策和實踐方面的發(fā)展趨勢進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，討論了未來需制定的關(guān)鍵的法律法規(guī)。作者強調(diào)了洪水風(fēng)險管理這一核心概念，為讀者提供了更好地進(jìn)行防洪設(shè)施可靠性和適應(yīng)性評估必備的工具和技術(shù)，使他們最終能制定出基于準(zhǔn)確風(fēng)險認(rèn)識的強健決策。 2100433B

第一章洪水設(shè)計與防洪緒論1

第一節(jié)洪水概念及影響因素1

一、洪水的基本概念1

二、影響洪水的因素3

第二節(jié)防洪標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)選擇5

一、防洪安全問題6

二、防洪標(biāo)準(zhǔn)的選擇7

第三節(jié)洪水設(shè)計的理論基礎(chǔ)8

一、洪水設(shè)計的理論基礎(chǔ)8

二、洪水存在的基本規(guī)律9

三、洪水設(shè)計的基本性質(zhì)9

第四節(jié)水利工程的防洪措施10

一、水利工程措施10

二、水土保持措施12

三、水土保持治水的重要性13

參考文獻(xiàn)13

第二章流域產(chǎn)流與匯流計算14

第一節(jié)流域產(chǎn)流與匯流概述14

一、徑流與流域的基本概念14

二、流域產(chǎn)流與匯流的基本概念14

第二節(jié)流域降雨徑流要素計算15

一、流域降雨量15

二、徑流量17

三、土壤含水量計算19

第三節(jié)蓄滿產(chǎn)流的計算21

一、蓄滿產(chǎn)流模式21

二、降雨徑流相關(guān)圖22

三、蓄滿產(chǎn)流模型24

四、水源的具體劃分25

第四節(jié)“超滲產(chǎn)流”的計算26

一、“超滲產(chǎn)流”模式27

二、下滲曲線法27

三、“初損后損法”28

第五節(jié)流域匯流的計算30

一、“等流時線法”30

二、時段單位線法31

三、瞬時單位線法37

四、線性水庫法40

參考文獻(xiàn)42

第三章洪水設(shè)計的統(tǒng)計學(xué)方法43

第一節(jié)水文統(tǒng)計的基本知識43

第二節(jié)隨機變量的概率分布44

一、事件、概率和頻率44

二、隨機變量及其概率分布45

三、隨機變量的統(tǒng)計參數(shù)48

四、隨機變量的正態(tài)分布50

第三節(jié)洪水特征值的頻率分布線型51

一、經(jīng)驗頻率曲線51

二、理論頻率曲線53

三、頻率與重現(xiàn)期的關(guān)系56

第四節(jié)皮爾遜Ⅲ型分布的參數(shù)估計56

一、矩法56

二、三點法58

第五節(jié)抽樣誤差的基本知識58

第六節(jié)洪水設(shè)計的配線法60

一、目估配線法60

二、優(yōu)化配線法61

三、分布參數(shù)對頻率曲線的影響61

四、配線法實例62

五、其他常用方法65

六、相關(guān)分析的基本知識66

參考文獻(xiàn)75

第四章用流量資料直接推求設(shè)計洪水76

第一節(jié)設(shè)計洪水的概述76

一、洪水設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)76

二、洪水設(shè)計的含義78

第二節(jié)洪水資料的分析處理78

一、洪水樣本的選取79

二、歷史洪水的調(diào)查和考證79

第三節(jié)洪水過程線與洪量計算81

一、洪水過程線分析81

二、洪水過程線的分割82

三、徑流成分的劃分83

四、洪量的計算84

第四節(jié)設(shè)計洪水特征值的推求85

一、洪水資料審查和分析85

二、特大洪水的處理86

三、理論頻率曲線的選擇88

四、頻率曲線統(tǒng)計參數(shù)的確定89

五、統(tǒng)計參數(shù)確定實例89

第五節(jié)設(shè)計值合理性分析與安全修正91

一、設(shè)計值的合理性分析91

二、成果安全修正問題92

第六節(jié)設(shè)計洪水過程線的擬定93

一、典型洪水過程線的選擇94

二、典型洪水過程線放大方法94

第七節(jié)設(shè)計洪水的地區(qū)組成97

一、設(shè)計洪水地區(qū)組成概念97

二、洪水地區(qū)組成特性分析98

三、設(shè)計洪水地區(qū)組成計算方法99

第八節(jié)汛期分期與施工設(shè)計洪水100

一、汛期分期與施工設(shè)計洪水的概念101

二、設(shè)計洪水的分期及選擇101

第九節(jié)古代洪水在洪水設(shè)計中的作用102

一、現(xiàn)行頻率計算方法存在的問題103

二、“古洪水”的研究103

參考文獻(xiàn)108

第五章用暴雨資料間接推求設(shè)計洪水109

第一節(jié)降雨的基本知識109

一、降雨的形成與分類109

二、降雨特征表示法111

三、與降水有關(guān)的氣象因素112

四、我國降水量時空分布及規(guī)律116

五、面雨量的計算117

第二節(jié)暴雨資料的整理118

一、暴雨特性分析118

二、暴雨資料的整理119

第三節(jié)設(shè)計面的暴雨量121

一、直接法推求設(shè)計面的暴雨量121

二、間接法推求設(shè)計面的暴雨量123

第四節(jié)設(shè)計暴雨時空分配的計算125

一、設(shè)計“面暴雨”的時程分配125

二、設(shè)計“面暴雨”的地區(qū)分布127

第五節(jié)“等流時線法”匯流計算127

一、“等流時線法”匯流的基本概念128

二、“等流時線法”匯流的計算方法129

第六節(jié)經(jīng)驗單位線法匯流計算130

一、經(jīng)驗單位線的概念130

二、經(jīng)驗單位線的推求131

三、經(jīng)驗單位線不同時段的轉(zhuǎn)換134

四、經(jīng)驗單位線法存在問題及處理方法135

第七節(jié)瞬時單位線法匯流計算137

一、瞬時單位線的推求138

二、參數(shù)n、K的確定139

三、瞬時單位線轉(zhuǎn)換為實用單位線141

第八節(jié)地下的凈雨量匯流計算143

一、“概化三角形法”143

二、線性水庫演算法144

第九節(jié)設(shè)計洪水計算中相關(guān)問題145

一、計算方法的外延145

二、計算方法的移用146

三、設(shè)計土壤含水量146

參考文獻(xiàn)149

第六章小流域洪水設(shè)計的基本方法150

第一節(jié)小流域洪水設(shè)計的概述150

一、小流域洪水設(shè)計特點與要求150

二、小流域洪水設(shè)計的主要方法151

第二節(jié)暴雨公式與設(shè)計暴雨的推求151

一、暴雨公式的建立與應(yīng)用152

二、無暴雨資料地區(qū)參數(shù)確定與設(shè)計雨量的計算154

三、設(shè)計暴雨時程分配154

四、設(shè)計凈雨量的計算154

第三節(jié)推理公式法設(shè)計洪峰流量155

一、推理公式的基本形式155

二、我國水科院公式156

第四節(jié)洪峰流量設(shè)計的地區(qū)經(jīng)驗公式法162

一、單因素公式162

二、多因素公式163

第五節(jié)設(shè)計洪水過程線的推求164

一、“概化過程線法”164

二、綜合經(jīng)驗單位線法164

三、瞬時綜合單位線法166

參考文獻(xiàn)167

第七章水庫防洪的計算方法168

第一節(jié)水庫防洪概述168

一、水庫的調(diào)洪作用168

二、水庫調(diào)洪方式170

三、水庫調(diào)洪計算的任務(wù)171

第二節(jié)水庫調(diào)洪計算171

一、水庫泄流建筑物的泄流能力172

二、水庫調(diào)洪計算原理172

三、水庫調(diào)洪計算方法173

第三節(jié)水庫防洪計算180

一、水庫防洪計算的主要任務(wù)180

二、溢洪道無閘門控制水庫的防洪計算180

三、溢洪道有閘門控制水庫的防洪計算182

第四節(jié)泄洪水庫防洪計算185

一、水庫的非常泄洪設(shè)施185

二、非常泄洪設(shè)施的啟用標(biāo)準(zhǔn)186

三、啟用非常泄洪設(shè)施時的調(diào)洪計算186

四、方案比較和選擇187

第五節(jié)入庫洪水計算187

一、入庫洪水計算概述188

二、入庫洪水計算方法189

三、入庫設(shè)計洪水計算193

參考文獻(xiàn)193

第八章可能最大洪水的估算194

第一節(jié)可能最大洪水概述194

第二節(jié)大氣中的可降水量195

一、大氣中的可降水量W195

二、可降水量W計算方法196

第三節(jié)可能最大暴雨計算方法197

一、形成暴雨的物理條件和降水量公式197

二、PMP計算方法分類199

第四節(jié)當(dāng)?shù)乇┯攴糯蠓?99

一、典型暴雨的選擇200

二、典型暴雨可降水量的計算200

三、最大可降水量的計算201

四、計算水汽放大倍比201

五、估算效率放大倍比202

第五節(jié)暴雨移置法202

一、移置的條件202

二、移置的具體步驟203

三、移置改正204

第六節(jié)暴雨組合法205

一、暴雨組合法概念205

二、組合暴雨的方法206

三、組合暴雨的極大化206

四、暴雨時空放大207

第七節(jié)可能最大暴雨等值線圖集的應(yīng)用207

一、可能最大暴雨等值線圖207

二、暴雨三要素的關(guān)系207

三、暴雨時程分配208

第八節(jié)可能最大洪水的推求209

一、凈雨量過程的計算209

二、洪水過程線的計算209

參考文獻(xiàn)210

第九章水利防洪工程211

第一節(jié)水利防洪工程的措施211

一、防洪工程措施212

二、非工程措施213

第二節(jié)水土保持防洪工程217

一、水土流失的基本概念218

二、我國水土流失的概況219

三、水土保持的主要措施221

四、水土保持的發(fā)展途徑224

五、我國的“十二五”水土保持工作224

第三節(jié)河道堤防防洪工程226

一、我國的堤防及其類型226

二、堤防工程設(shè)計方法與步驟228

三、堤防的護(hù)坡工程234

四、堤防的管理養(yǎng)護(hù)235

第四節(jié)河道分洪防洪工程236

一、分洪工程的作用與組成236

二、分洪道工程設(shè)計238

三、蓄（滯）洪區(qū)239

四、分洪閘工程240

五、泄洪水閘工程245

第五節(jié)水庫防洪工程246

一、水庫防洪調(diào)度的主要方式247

二、不考慮預(yù)報的防洪調(diào)度方式247

三、考慮短期水文預(yù)報的防洪調(diào)度方式248

四、防洪補償調(diào)節(jié)方式249

五、分期洪水防洪調(diào)度250

六、防洪系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)度251

七、水庫非常運用防洪調(diào)度中的問題251

八、擬定防洪調(diào)度方式時應(yīng)考慮的問題252

第六節(jié)河道整治防洪工程253

一、河道整治任務(wù)、要求及原則254

二、平原河道的整治措施255

三、河道整治建筑物263

參考文獻(xiàn)269

第十章我國防洪減災(zāi)體系270

第一節(jié)我國洪澇災(zāi)害及其特點270

一、洪水及其種類271

二、洪水災(zāi)害影響因素272

三、我國洪水災(zāi)害的特點273

第二節(jié)我國防洪減災(zāi)體系275

一、我國防洪減災(zāi)體系的歷史275

二、我國防洪減災(zāi)體系建設(shè)與發(fā)展276

三、我國現(xiàn)代防洪減災(zāi)體系277

第三節(jié)防洪工程與非工程體系278

一、防洪工程體系279

二、防洪的非工程措施281

第四節(jié)我國防洪組織與管理體系294

一、行政首長防汛責(zé)任制為核心的防汛責(zé)任制體系295

二、各級防汛指揮部及其辦事機構(gòu)295

三、防汛抗洪指揮支持體系295

四、國外防洪組織體系296

第五節(jié)防洪應(yīng)急響應(yīng)體系296

第六節(jié)“3S”技術(shù)在防洪減災(zāi)中的作用297

一、空間信息技術(shù)297

二、防洪減災(zāi)的現(xiàn)代化302

三、空間信息技術(shù)在防洪減災(zāi)中的作用303

四、空間信息技術(shù)在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用趨勢305

參考文獻(xiàn)306

附錄307

附錄1頻率格紙樣式307

附錄2皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的離均系數(shù)Φp值表308

附錄3皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的模比系數(shù)Kp值表309

附錄4三點適線法S與Cs關(guān)系表311

附錄5三點適線法Cs與有關(guān)Ф值的關(guān)系表312

附錄6瞬時單位線法S曲線查用表314

附錄71000hPa地面到指定高度（高出地面米數(shù)）間飽和假絕熱大氣中的可降水量（mm）與1000hPa地面露點（℃）函數(shù)關(guān)系表320

附錄81000hPa地面到指定壓力（hPa）間飽和假絕熱大氣中的可降水量（mm）與1000hPa地面露點（℃）函數(shù)關(guān)系表322 2100433B

本書根據(jù)我國最新規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和方法，比較系統(tǒng)地介紹了洪水設(shè)計與防洪基本知識、流域產(chǎn)流與匯流計算、洪水設(shè)計的統(tǒng)計學(xué)方法、 用流量資料直接推求設(shè)計洪水、用暴雨資料間接推求設(shè)計洪水、小流域洪水設(shè)計的基本方法、水庫防洪的計算方法、可能最大洪水的估算、水利防洪工程、我國防洪減災(zāi)體系等內(nèi)容，并有針對性地列舉很多相關(guān)工程實例。

本書具有突出的針對性、通俗性、實用性和應(yīng)用性，不僅可以供河道和水庫管理工作者參考，也可作為水利工程相關(guān)專業(yè)的高等學(xué)校師生輔助教材，還可供防汛、橋涵、渡河工程及給排水等相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

指防洪工程抗御洪水能力的規(guī)定限度。防洪水工建筑物設(shè)計時，選用過于大的洪水作為設(shè)計依據(jù)，雖然安全，但不經(jīng)濟(jì)；若選擇的洪水偏小，投資雖然減少，但不安全或達(dá)不到預(yù)期的防洪要求。因此，需權(quán)衡安全和經(jīng)濟(jì)兩個方面，為工程的防洪能力規(guī)定一個恰當(dāng)?shù)南薅?，即防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。符合此標(biāo)準(zhǔn)的洪水即為設(shè)計洪水。防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一般用洪水出現(xiàn)的概率或重現(xiàn)期表示。個別工程和有些地區(qū)的防洪規(guī)劃，也有以防御某次大洪水作為防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的。通常分為正常運用設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（簡稱設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)）和非常運用設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（簡稱校核標(biāo)準(zhǔn)）兩種。當(dāng)洪水超過正常運用設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，工程的正常運用將遭到破壞；當(dāng)洪水超過非常運用設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，工程的安全將受到威脅。不同規(guī)模和不同重要性的工程分別采用不同的防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。中華人民共和國于1978年頒布了《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（山區(qū)、丘陵區(qū)部分）(SDJ12-78)（試行），表中所列的是永久性水工建筑物正常運用的洪水標(biāo)準(zhǔn)。對于特別重要的工程，在上述文件中規(guī)定以可能最大洪水作為校核標(biāo)準(zhǔn)。