河流洪水(卷名：水利)
river flood
河流洪水与人类关系密切，它既带来灾难，也提供资源。随着社会的发展，物质财富的积累，河流洪水日益为人重视。
分类 河流洪水根据产生的原因，主要可分为：暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水、山洪、泥石流和溃坝洪水等。在河口区则有潮汐洪水和由风暴潮、地震海啸引起的洪水等（见海岸洪水）。
暴雨洪水 由降雨所形成的洪水，简称雨洪。世界上大多数河流属于雨洪河流。影响雨洪特性的因素是：暴雨范围、强度、历时、分布和暴雨中心位置，流域形状、土壤、地形地貌和植被，以及人类活动的影响等。雨洪季节也与气候、地理位置有关。如中国河流雨洪大多在4～10月，基本是由南向北发展。美国密西西比河洪水，主要发生在冬末春初，最大洪水一般在1～3月，其下游最大洪水多在4月。南美洲亚马孙河，大洪水的发生有两个季节，即3～6月和10～11月。欧洲多瑙河洪水发生于6～9月。非洲尼罗河中下游为6～10月。暴雨洪水对人类影响最为广泛，造成的灾害损失也最多。
融雪洪水 简称雪洪，主要发生在高纬度地区和高山地区。影响雪洪过程的主要因素是：融雪率（一定场地单位时间融雪产水量），以及积雪面积、雪深、雪密度、持水能力和雪面冻深、融雪热量（其中大部为辐射热），积雪场地的地形地貌、方位、气候和土地使用情况。融雪率在一般情况下，小于暴雨产水强度，而融雪历时又往往长于暴雨历时，同时雪盖对融雪水有滞留作用。因此与洪水总量相同的雨洪相比，融雪产生的洪峰相对低平，历时则相对较长。因其过程受日融雪不均匀影响，小河流洪水过程线呈锯齿状。雪洪又可分为两类。①积雪融化洪水:如中国东北部分地区、苏联、北欧、北美部分地区。②融雪与降雨混合以融雪为主的洪水：这类洪水受积雪场地气候及其他条件的影响，情况比较复杂，其过程与单一融雪洪水大不相同。它可能比纯雪洪洪峰更平缓，历时更长，降雨可能直接加高洪峰，增大洪量。由于雪洪的流域融雪范围内热量变化相对较小，暴雨区的暴雨变化大，因此雪洪的年际变化和年内变化都较雨洪为小。
冰凌洪水 在中高纬度地区有冰凌活动的河流，在气温开始上升期间或封冻初期发生，一般可分为：冰坝洪水与冰塞洪水。冰坝、冰塞洪水水量虽不大，但可能造成年最高水位（见防凌）。如中国松花江与黄河都有冰凌洪水，欧洲的易北河在德意志联邦共和国境内河段有冰坝冰塞洪水。
溃坝洪水 （见溃坝洪水）。
山洪 山区溪河或干沟中暴雨引起的突发性暴涨迅落的洪水（见山洪）。
泥石流 山地溪沟暴雨引起的饱含大量泥沙石块的突发性下泄水流（见泥石流）。
形成及影响因素 由于降水、融雪（融冰）而产流，通过地表经坡地汇流、河网汇流和地下汇流，继而进入河槽下泄形成洪水。
洪水特征值 ①洪水位：包括洪水过程的水位最高值，即洪峰水位，以及不同重现期的洪水位和多年平均洪水位等。②洪峰流量：即一次洪水流量过程的流量最大值，不同重现期的洪峰流量和多年平均洪峰流量等。③洪峰传播时间：即洪峰从上一个河道断面到下一个断面间经历的时间。④洪水涨落率：即单位时间内洪水位上涨或下落的幅度。⑤洪峰流量模数：即断面洪峰流量与该断面以上流域面积的比值，单位以L/(s·km2)计。⑥洪水历时：即一次洪水从起涨至退落到基流所经历的全过程时间。⑦洪水总量：即一次洪水过程或一个洪水期洪水量的总和。⑧洪水过程线：用曲线表示流量或水位从起涨到退落随时间的变化过程，用以描述流域一次暴雨、连续暴雨或冰雪融化流量（水位）过程(图1)。其形略似山峰状，一般可分为涨水段、峰顶和退水段。洪水过程线的形状主要与流域面积和形状、河谷条件、 流域植被、 地表地貌、土壤、暴雨中心位置、暴雨过程及冰雪融解以及河道水力因素、河网调蓄、湖泊调蓄等因素有关。同一个断面的洪峰水位与洪峰流量，大多不在同时出现，除易受冲刷河段外，一般是洪峰流量先出现，洪峰水位后出现（图2）。
洪水传播和河槽调蓄 由于河流水面坡降和水体的重力作用，洪水波向下游传播，其运动一般属于非恒定流(见明渠非恒定流)。洪水波沿着天然河道向下游传播时，表现为洪水波运动中的展开与扭曲形态。如图3中A1S1C1前进到A2S2C2，SC为波前也称涨洪段，AS为波后也称落洪段。这种波长不断增长，波高不断减小的现象(即A1C1
A2C2)，h1
h2)，称为洪水波的展开。又洪水波在递进中，波前长度不断减小，附加比降（即波前上某一点的比降i与相同水位稳定流比降i0之差）不断增加，波前水量不断向波后转移，称为洪水波的扭曲。这种展开和扭曲不断地连续发生，并导致洪水波变形，在河槽断面较均匀的情况下，其主要原因是附加比降的作用。如果河槽断面沿程变化，或有水流加入或分出，则洪水波的变形更为复杂。某一河段没有支流加入，其槽蓄量逐渐增加时，其下游断面的流量值小于上游断面的流量值(图4)；反之，河段内槽蓄量减小时则下游断面的流量大于上游断面的流量。有湖泊调蓄的河段，则下游峰型变得较平坦，中国长江洞庭湖口下游和鄱阳湖口下游断面的流量过程线峰型变化即极为明显。
洪水遭遇 支流及区间洪水的发生和演进与干流或其他支流洪水相汇合，使洪水增大或洪峰叠加，从而使洪水特征发生变化，称为洪水遭遇。如河段有支流洪水加入或者分流时，则一次洪水过程线的洪峰流量、洪水总量、洪水历时将发生相应的变形，即可能使入流断面的单一洪峰，在出流断面处洪水的过程线呈复式或多峰的形状。干流与支流洪水遭遇时，在汇流入口处以上河段，出现壅水现象。感潮河段的洪水，因受潮汐的影响，河段水位有不同程度的抬高或降低。平原河网地区，水系相互交织，洪峰相遇时，互相顶托、干扰致使流向不定，水流紊乱。水力坡降平缓的河段，壅水现象尤为严重。流域内支流分布如扇形的河流如中国的海河（见海河防洪），容易发生洪水遭遇，甚至出现洪峰叠加。
泥沙情势 绝大多数河流的含沙量与输沙量高值多集中在汛期。如中国黄河7～9月输沙量约为全年的85％左右，三门峡站年平均输沙量16亿t。长江5～10月输沙量约为全年的95％左右，宜昌站多年平均输沙量5.3亿t。河流输沙量过程线与同站流量过程线大致相似，沙峰也多在洪峰时出现。中国西北干旱地区的河流，沙峰多在春汛高峰稍前出现。北方有的河流全年的输沙量，往往主要由江河洪水的几次沙峰组成，可见洪水与泥沙有密切关系。暴雨洪水与泥沙的关系，主要表现在：暴雨强度越大，侵蚀力越大，导致含沙量也越大，暴雨若降在沙源丰富或者易被侵蚀的地区，会增加河流含沙量。如黄河中游内蒙自治区托克托县河口镇至陕西省潼关段占全河来沙量的90％左右。河流泥沙是资源，因长年淤积，构成河流中下游平原、河流三角洲肥沃的土地。另一方面，上游水土流失，对生产、生态不利，同时由于泥沙对中下游平原河道不断淤积，河道过洪能力日益减少，安全泄量相应降低，泥沙淤积也使天然湖泊的调蓄能力日益萎缩，因而洪灾增加，有的河流演变成为两岸地面低于河床的地上河，如中国的黄河，洪灾威胁日益严重。
洪水的周期性和随机性 暴雨洪水或融冰雪洪水，与气候变化、天气情况都紧密相连，且有明显的季节性。在中国，河流洪水的形成主要是暴雨，其主要发生在夏秋两季，规律性比较强，习惯地把这段洪水时间称为伏汛(夏汛)期和秋汛期，通称为伏秋大汛或简称大汛。中国南方的河流早春降雨和黄河冰雪融化发生的洪水，一般称为春汛或桃汛（见防汛）。这样的情况，每年基本上都按季节发生，是较明显的一年期周期性，但因为影响洪水的因素是多方面的，组合是千差万别，在同一河流的不同年际发生的洪水差异又很大。由于气象或天气有正常和异常之分，故可能出现大洪水、一般洪水和小洪水，即洪水具有不重复性和随机性。特大洪水出现的机率比较小，普通洪水出现的机率大。这一特征常用重现期表达，如5年一遇、10年一遇、100年一遇、1000年一遇洪水等。
参考书目
华东水利学院编：《水力学》，上册、下册，科学出版社，北京，1983。
R.Ward， Floods， Macmillan， London， 1978.
K.K.Framji and B.C.Garg， Flood Control in the World──A Global Review，ICID，New Delhi， 1976.