北京水灾害与水安全.ppt

北京水灾害与水安全 北京市人民政府防汛抗旱指挥部办公室王毅2005年3月 内容要点 北京市水灾害主要类型北京市主要历史水灾害事件北京市防治水灾害主要成绩和措施讨论和答疑 第一章北京水旱灾害概述 自然地理 北京地区地势由西北向东南倾斜 北部为燕山山脉的军都山 西部为太行山山脉的西山 两条山脉在昌平县南口的关沟附近交汇 形成一个向东南展开的圆形山湾 山后除山地外 还有延庆盆地 全市山区面积10400km2 占全市总面积的62 境内最高山峰为门头沟区的东灵山 海拔高程2303m 平原面积6400km2 占全市总面积的38 地势平坦广阔 零散分布着一些岛山 沙丘和土岗 东南部是低洼易涝盐碱地区 最低处海拔高程不足10m 第一章北京水旱灾害概述 气象水文 北京地处温带半干旱 半湿润季风气候区 四季分明 多年平均年降水量585mm 时空分布极不均匀 第一章北京水旱灾害概述 河流水系 本地区河流均属海河水系 自西向东主要有拒马河 永定河 北运河 潮白河 句错河 除北运河外 其余各河均发源于北京市境外 第一章北京水旱灾害概述 北京地区水旱灾害按其性质和成因大致可分为洪灾 涝灾 旱灾及水污染灾害 北京城市洪灾主要是由永定河 西山洪水及当地暴雨洪水引起的 尤其是永定河洪水对北京城市危害最大 据史料统计 公元1115年 1949年的835年间永定河决口81次 漫溢59次 改道9次 其中明清以来 永定河大水决口漫溢 严重侵袭北京城的年份有5次 1554年 1626年 1668年 1801年 1890年 如明天启六年 1626年 卢沟河水发 从京西入御河 穿经五闸至通州 民多溺死 当地暴雨形成的洪灾损失也很严重 如1963年8月城近郊普降暴雨 降雨量均在300mm以上 市区河道普遍漫溢 城区积水 水深0 5m以上 交通中断 工厂停产 西山洪水亦有侵袭京城的记载 如1546年 平原大河洪灾以永定河 北运河和潮白河为重 经常发生河道决口漫溢 如1939年7月这三条河洪水同时泛滥 永定河堤防多处决口 铁路被冲毁 河流改道 潮白河苏庄拦河闸及铁路 公路桥梁被冲毁 潮白河与北运河的洪水连成汪洋一片 淹没大片村庄和耕地 北京山区泥石流灾害频繁 据史料记载 1867年 1949年的83年间发生较大泥石流14次 平均6年发生一次 其中1888年因山洪泥石流受灾村庄49个 死亡1 8万人 据1950年 1991年的统计 42年间发生较大泥石流12次 平均每3年 4年发生一次 如1991年6月10日密云县北部泥石流造成的经济损失达2 65亿元 第一章北京水旱灾害概述 涝灾是北京地区又一大水害 其灾害损失波及面大 且有滞后影响 据史料记载 北京地区涝灾频繁 据1470年 1948年统计 夏秋连涝的严重涝灾共12年 连续2年以上的涝灾43次共122年 最长的连续7年 据1949年 1990年的42年统计 发生大小洪涝灾害的有31年 累计受灾面积2770万亩次 其中重大涝灾9场 累计受灾面积1941万亩次 在1959年8月的重大涝灾中 全市受灾面积237 66万亩 其中绝收和重灾面积占一半以上 农业损失1951万元 有245个村庄被水淹泡 101人伤亡 是1949年以来涝灾损失最严重的一场 第一章北京水旱灾害概述 北京地区历史上旱灾频繁 据史料记载 1949年前的580年间较大的旱灾发生过407次 平均1 4年一次 其受灾面之广 灾情之重触目惊心 如 明崇祯十四年 公元1641年 六月畿旱 通县岁旱 昌平大饥 人相食 1944年华北大旱 北平特别市在三月 四月 五月上半月时因灾荒而路毙 淹毙 自缢等死亡市民总数达2544人 1949年以来旱灾仍然频繁发生 但旱灾类型逐渐由六七十年代的工程型旱灾向资源型和综合型旱灾转化 据统计 北京地表水供水曾出现过1960年 1963年 1965年 1972年 1976年和1981年6次水源危机 影响居民生活和工业用水 造成重大的经济损失 如 1981年7月官厅水库水位降至死水位以下 蓄水1 64亿m 3 因供水不足少发电近5 4亿kW h 影响工业产值18 3亿元 密云水库水位也降至死水位以下 据1949年 1990年42年的统计 有22年发生了不同程度的农业干旱 全市累计受灾面积约3000万亩次 如1972年全年降水量仅374 2mm 全市受灾面积312 7万亩 占总耕地面积的一半 第一章北京水旱灾害概述 随着北京城市人口增多和经济的发展以及官厅水库上游地区经济的发展 北京水污染日益严重 主要表现在作为本市西部工业及生活用水的主要水源地官厅水库受到严重污染 入库水质超过了地面水 类标准 市区内清河 坝河 通惠河 凉水河等四条主要排水河道及其支流的多项水质指标超过国家规定的 类水体标准 根据对全市70多条河流共2300km河段的水质监测 结果表明有54条河流共912km河段受到不同程度的污染 城近郊区地下水污染增长趋势明显 1990年地下水硬度超标面积达274km2 地下水自来水厂的出水硬度不断升高 远郊 燕山石油化工区 通县 大兴县及卫星城镇附近出现区域性地下水污染 据有关部门估算 全市每年因水污染造成的经济损失达10亿元 第二章水旱灾害成因及影响 水旱灾害的成因地理环境因素 气象水文因素 人类活动因素水旱灾害和其他自然灾害的比较 第二章水旱灾害成因及影响 水旱灾害的成因 地理因素北京的自然地理环境是使它成为旱涝灾害多发和群发区的重要因素之一 北京地处华北平原的西北隅 西北部为群山环抱 东南部是平原 形成西北高 东南低的特殊地形 有利于暴雨的增幅 并触发强烈的对流天气 使暴雨的高值区沿山前分布 而山前区坡度大 植被差 并广泛分布着泥石流易发区 如遇暴雨 极易发生山洪 泥石流 山区与平原区地形高差大 坡陡流急 山区洪水大量涌入平原 而平原区地势平坦 又多低洼地区 排水不畅 易受洪涝灾害 第二章水旱灾害成因及影响 天气系统影响本市暴雨的主要天气系统有 低槽冷锋 西南低涡 内蒙低涡 西北涡 台风等 异常气候 厄尔尼诺现象 南方涛动 第二章水旱灾害成因及影响 水文因素 主要是降雨降水变率大 北京市降水年内分配不均和年际变化很大 据统计 汛期 6月 9月 雨量约占全年降水量的85 汛期降水又常集中在7月下旬和8月上旬的几场大暴雨 极易形成洪涝灾害 在年际之间 年降水量 或汛期降水量 变化幅度较大 如1869年降水量为242mm 北京气象站 下同 1959年降水量1406mm 相差4 8倍 丰枯水年连续出现 北京地区常常连续出现大水年或枯水年 如明崇祯十年至十六年 公元1637年 1643年 清乾隆六年至十四年 公元1741年 1749年 年降水量连续偏枯 北京地区连续发生干旱 又如明嘉靖三十二年至三十八年 公元1553年 1559年 清光绪十八年至二十四年 公元1892年 1898年 汛期降水量连续偏丰 北京地区连续发生水灾 降水地区差异明显 北京地区暴雨中心多发区沿燕山 西山的山前迎风带分布 年降水量在650mm 700mm以上 其中枣树林 漫水河等地是特大暴雨发生地 由此向山前和山后逐渐递减到500mm左右 显而易见 暴雨易发生地区常常形成山洪及泥石流灾害 由于降水受天气系统和地理环境因素影响 北京地区历史上发生的著名大暴雨 其中心位置 强度 雨区笼罩范围等都不一样 暴雨中心地区常形成严重洪涝灾害 第二章水旱灾害成因及影响 人类活动因素社会经济因素 1949年以来 北京城市人口 建设和工农业生产有了很大的发展 1990年与1949年相比 全市总人口增长1 5倍 城市建筑面积增长9倍 工业产值增长324倍 农田灌溉面积增长22倍 粮食总产量增长5 4倍 全市用水量增长了数十倍 这是北京缺水的主要原因 同时 随着北京城市化的发展 市区内不透水面积增加 暴雨产生的洪峰流量也随之加大 增加了城市的洪涝灾害 此外 城市建设与工业布局过于集中也加重了城市水旱灾害的损失 规划市区面积1040km2 仅占全市总面积的6 而集中了全市65 的工业产值和80 的城镇人口 随着城市社会经济的发展 市区的水资源供需矛盾日益尖锐 如果供水不足或停止供水 则损失加重 而一旦遇大水 洪涝灾害损失更惨重 同时 近8亿m3生活污水及工业废水的排放 也加重了市区及下游地区水污染程度 水利工程影响 山区修建水库拦截了河道基流 使下游河道干涸 河道周围生态环境发生巨大变化 又由于地表水主要供给城市和工业 使沿河地区地下水补给大量衰减 农业抗御旱灾的能力降低 水旱灾害和其他自然灾害的比较 北京地区历史上发生的自然灾害多种多样 属于气象灾害的有洪涝 干旱 冰雹 风沙 大雪 霜冻 奇寒 雷击等 属于地质灾害的有地震等 属于生物灾害的有蝗虫等 有些严重的自然灾害发生后 还酿成严重饥荒 甚至瘟疫蔓延 据史料统计分析 在各种自然灾害中 旱灾发生频次最多 水灾发生频次既高而又危害最严重 据 北京历史自然灾害研究 对元 明 清三个朝代北京地区各种自然灾害发生频次的统计 表2 1 从元至元八年到清宣统三年 1271年 1911年 共641年中 发生旱灾340次 居各灾之首 发生水灾297次 共发生水旱灾害637次 相当于每年发生1次 其他灾害发生频次远低于水旱灾害 第三章北京历史主要洪灾事件 洪水灾害类型暴雨洪水灾害 城市洪水灾害 泥石流灾害 冰凌灾害及泥沙灾害 暴雨洪水灾害 暴雨洪水灾害主要由强度大的降雨产生的洪水所形成 其灾情的大小取决于暴雨总量 暴雨强度和暴雨的时空分布 暴雨洪水灾害主要发生在汛期 按照地域分布来说 暴雨洪水灾害又可分为山洪灾害和平原大河洪水灾害 山洪灾害指发生在山区干支流上的灾害 其特点是来势凶猛 突发性强 但影响面小 平原大河洪灾指干流大洪水造成的灾害 其特点是来势较缓 受灾面积大 影响面广 第三章北京历史主要洪灾事件 洪水灾害类型暴雨洪水灾害 城市洪水灾害 泥石流灾害 冰凌灾害及泥沙灾害 城市洪水灾害 城市洪水灾害是指来自城市上游洪水入侵 市区暴雨洪水过大或因城市下游河水顶托 使城区河道决口 漫溢造成的洪水灾害 北京市区如发生洪水灾害 不仅会造成巨大的经济损失 而且对社会 政治及环境都将产生严重的影响 泥石流灾害 泥石流灾害是山区常见的自然灾害 它是在特定的水文 气象及地形 地质条件下 突然爆发的含大量泥沙 石块的山洪造成的灾害 二 洪灾时空分布特征 时间分布特征 年际变化大 北京地区洪灾发生年际变化悬殊 历史上一般情况是大洪水年份 大面积受灾 如1801年历史上罕见的特大洪水 永定河三家店调查洪峰10400m3 s 相当于500年一遇 潮白 北运 拒马等河也近100年一遇洪水 各河普遍漫溢决口 淹没范围遍及北京地区 灾情十分严重 而一般年份洪灾较轻或无洪灾发生 年内季节性强 北京地区洪灾绝大部分发生于汛期6月 9月 特别是7月下旬至8月上旬的主汛期 从1949年以来9次较大洪涝灾害发生时间可以明显看出 几乎全部集中于主汛期内 第三章北京历史主要洪灾事件 洪灾空间分布特征山区洪灾局地发生 据资料统计分析 山区洪灾常在局部地区发生 如50年代多发生在门头沟 房山局部山区 70年代以后又多发生在怀柔 密云局部山区 平原洪灾范围大 大河洪水进入平原 一旦决口漫溢 淹没大片农田 村庄及城镇 如1890年永定河决口 洪水直奔京城 城西南大片土地受淹 又如1939年潮白河 北运河决口 漫溢 使两河洪水连成汪洋一片 第三章北京历史主要洪灾事件 二 洪灾时空分布特征 三 历史洪灾实况 1 永定河洪灾永定河洪灾居北京各河洪灾之首 历来对北京城区威胁最大 永定河上游有桑干河和洋河两大支流 分别发源于山西高原北部和内蒙古高原的南缘 两支在官厅村西北的朱官屯汇合后始称永定河 在官厅以下的怀来县幽州村以南进入北京市界 永定河官厅以下至三家店称官厅山峡 流域面积1600km2 处在暴雨中心多发区 出峡后 于三家店进入平原 经石景山 丰台 大兴 房山等区县出境 流经河北 天津 在屈家店经北运河入海河后汇入渤海 1970年在屈家店以北开挖永定新河后直接入渤海 永定河 至屈家店 全长681km 总流域面积47066km2 其中北京市境内河长169 6km 流域面积3168km2 第三章北京历史主要洪灾事件 永定河洪水主要产生于上游山西省 河北省及官厅山峡地区 由于流域面积大 河道纵坡陡 因此 洪水峰高量大 历时短 上游又多为黄土高原 植被差 洪水夹带着大量泥沙 冲出山峡后 进入平原 泥沙逐渐淤积 形成地上河 河底高出城区地面数十米 历史上经常决口 漫溢 改道 给北京地区造成严重灾害 根据水利部能源部天津勘测设计院1993年 陈家庄水库可行性研究报告 永定河历史上共发生 级洪水7次 三家店洪峰流量6500m3 s以上 即 1737年 1801年 1893年 1871年 1834年 1890年 1888年 级洪水10次 洪峰流量为4500m3 s 6500m3 s 即 1780年 1819年 1868年 1872年 1892年 1896年 1900年 1917年 1924年 1939年 又据史料统计 尚有18年发生一般洪水 从公元1115年 1949年的835年间 永定河发生决口81次 漫溢59次 河流改道9次 其中 清代较为严重 在清代268年中 决口 漫溢达78次 平均3年 4年就发生1次 明清以来 曾有5次 1554年 1626年 1668年 1801年 1890年 因永定河大洪水决口漫溢侵袭北京城区 最大洪水为清嘉庆六年 1801年 洪峰流量10400立方米 秒 2 潮白河洪灾潮河 白河为潮白河的两大支流 分别发源于河北省丰宁县和沽源县 两河于密云县城关镇南河漕村汇合后进入平原 流经怀柔 顺义 通县 香河 宝坻等县 在天津市入永定新河 经北塘入海 全长467km 流域面积19354km2 北京市境内潮白河干流长83 4km 流域面积5613km2 潮白河上游的密云 怀柔北部地区是北京的一个暴雨中心多发区 以山洪泥石流灾害为主 历时短 破坏性强 下游洪灾以河道漫溢决口为主 历时长 淹没面积广 据史料记载 1368年 1948年的581年中 潮白河共发生过49次较大洪水灾害 1939年洪水重现期均在100年以上 故本文将1470年 1554年 1668年 1770年 1801年 1890年 1939年共7年列为 级洪水灾害 将重现期相当于20年 50年的列为 级洪水灾害 计有1475年 1772年 1784年 1819年 1848年 1872年 1883年 1886年共8年 其余年份重现期在20年以下 定为一般洪水灾害 共34年 北京市水系图 3 北运河洪灾北运河发源于北京市昌平 延庆 海淀山区丘陵区 在山前形成洪积扇 地形坡度较陡 有大小支沟39条 分别汇流入南沙河 北沙河和东沙河 三条沙河在昌平县沙河镇附近汇合 自沙河闸以下称温榆河 流经昌平 顺义 朝阳 通县等县区至通县北关拦河闸 温榆河主要支流有蔺沟 清河 龙道河 坝河 小中河 通县北关拦河闸以下称北运河 是北京城区及西南地区排水的总尾闾 其主要支流有通惠河 凉水河等 北运河全长238km 北京市境内干流总长89 4km 其中沙河闸至北关闸47 5km 北关闸至牛牧屯41 9km 北运河总流域面积6166km2 其中北京市内流域面积4423km2 据分析 北运河 通州站 洪水分级标准 洪峰流量大于1155m3 s 相当于50年一遇以上洪水 为 级洪水 洪峰流量850m3 s 1155m3 s 相当于20年 50年一遇洪水 为 级洪水 洪峰流量510m3 s 850m3 s 相当于10年 20年一遇洪水 为一般洪水 自1470年 1918年的449年间 有明确记录的较大洪水灾害19次 经分析考证 其中 级洪水有1470年 1553年 1604年 1607年 1614年 1668年 1780年 1801年共8次 级洪水有1546年 1890年 1918年有水文观测资料后至1948年 发生 级洪水的有1939年及 级洪水的有1924年 1929年 1938年共4次 四 重大历史