作者：韩友平
出版社：湖北科学技术出版社
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山洪灾害防治非工程措施关键技术研究试读：
前言
近十年来，受特殊自然地理环境、极端灾害性天气以及经济社会活动等多种因素的共同影响，全国各地山丘区洪水、泥石流和滑坡灾害频发，对山丘区的基础设施造成毁灭性破坏，造成的人员伤亡、财产损失和基础设施损毁、生态环境破坏十分严重，山洪灾害造成的死亡人数占全国洪涝灾害死亡人数的比例呈逐年递增趋势。随着我国山丘区经济社会的发展，山洪灾害造成的损失将越来越大。特别是2010年8月的甘肃舟曲特大山洪泥石流灾害，造成了重大人员伤亡，集中暴露了我国山洪灾害防治的突出问题和薄弱环节。山洪灾害已成为我国自然灾害造成人员伤亡的主要灾种，严重制约着山丘区经济发展、人民群众脱贫致富、构建社会主义和谐社会和建设社会主义新农村目标的实现，是当前我国防洪减灾工作中亟待解决的突出问题，加快山洪灾害防治是关系经济社会发展全局的一项重大而紧迫的任务。
党中央、国务院高度重视山洪灾害防御工作。2006年国务院批复《全国山洪灾害防治规划》，启动实施了山洪灾害防治试点建设，2009年又将试点范围扩展到全国103个区县。通过几年努力，试点建设收到了良好的效果，在防御山洪灾害中发挥了重要作用。通过试点建设，已经初步探索了一套符合我国国情的山洪灾害防治经验和做法。
针对我国山洪灾害防治区经济社会的发展现状，目前山洪灾害防治以最大限度地减少人员伤亡为首要目标，山洪灾害防治措施立足于以防为主，防治结合，以非工程措施为主，非工程措施与工程措施相结合。
因此，为加快实施全国山洪灾害防治规划，切实搞好山洪灾害防治非工程措施建设，全面启动山洪灾害防治县级非工程措施，为经济社会的又好又快发展提供水利支撑和保障，有必要进一步总结和借鉴试点经验，开展山洪灾害防治非工程措施关键技术研究，为扎实推进山洪灾害防治非工程措施建设提供技术支撑和保障。
本书概述了我国山洪灾害的成因和特点，介绍了我国山洪灾害防治现状，系统研究了山洪灾害防御总体结构、预警指标、监测站网布设、监测技术、预报预警技术、预警信息发布技术以及基于信息汇集平台的山洪灾害预报预警系统，并介绍了山洪灾害监测预警系统的设计应用实例。此外，还详细阐述了防灾救灾技术及山洪灾害防御预案的编制。本书的出版将对我国山洪灾害的防治工作有着重要的借鉴和参考意义。
本书第1、2、4、9章由刘泽文撰写，约5.6万字；第3章由肖志远、王世平撰写，约4.4万字；第5、8章由陈卫、王弘、许笠撰写，约15.6万字；第7章由王世平撰写，约3.1万字；第6章由肖志远、张国学撰写，约6.1万字；第10章由王涛、王延乐撰写，约7万字，第11章由张国学撰写，约0.3万字。
编著者在编撰过程中参考了大量相关文献以及长江委水文局在山洪灾害防治非工程措施关键技术方面取得的研究成果，在此谨致谢意。由于本书涉及专业面广，未免挂一漏万，不足之处，敬请专家和读者批评指正。编著者2014年10月第1章绪论
我国山丘区面积约占全国陆地面积的2/3，又主要处于东亚季风区，其地形、地质条件复杂，暴雨多发，人口分布密集，同时受人类活动的影响，导致每年山洪灾害频繁而严重。山洪灾害不仅对山丘区的基础设施造成毁灭性破坏，而且对人民群众的生命安全构成极大的损害和威胁。据统计，1950—2000年洪涝灾害死亡人数为26.3万人，其中山丘地区死亡人数18万人，占总死亡人数的68.4%;2000—2009年，该比例达到80%左右；特别是近年来，由于突发性、局地性强降雨等极端天气事件引发频繁的山洪灾害，造成死亡人数占全国洪涝灾害死亡人数的比例进一步提高，呈逐年递增趋势。山洪灾害造成的人员伤亡、财产损失和对基础设施、生态环境的破坏触目惊心，已成为我国自然灾害造成人员伤亡和经济损失的主要灾种，严重制约山丘地区经济发展、人民群众脱贫致富、构建社会主义和谐社会和建设社会主义新农村目标的实现，是当前我国防洪减灾工作中亟待解决的突出问题，加快山洪灾害防治是关系经济社会发展全局的一项重大而紧迫的任务。1.1山洪灾害防治的目的与意义
我国山洪灾害点多面广，成因复杂，影响范围大、人口多。为了保障山丘区人民生命财产安全，实现我国经济社会的全面发展，党中央、国务院高度重视山洪灾害防御工作。从2002年底开始，水利部会同国土资源部、中国气象局、住建部、环境保护部联合编制全国山洪灾害防治规划。2006年10月国务院以国函[2006]116号文正式批复了《全国山洪灾害防治规划》，要求“要以近期规划项目为重点，以人员能及时转移、减少伤亡为目标，抓紧在山洪灾害重点防治区进行试点，实施雨量监测、预警系统建设、预案编制等见效快的非工程措施和必要的工程措施。要加强宣传和管理，加强群众防灾减灾意识，提高自防、自救和互救能力，构建群测群防体系。”2010年7月，国务院常务会议决定“加快实施山洪灾害防治规划，加强监测预警系统建设，建立基层防御组织体系，提高山洪灾害防御能力”。2010年11月，水利部、财政部等四部局联合召开了全国山洪灾害防治县级非工程措施建设启动会议，全面启动全国山洪灾害防治县级非工程措施项目建设。
为了贯彻落实党中央、国务院的决策部署，针对我国山洪灾害防治区经济社会发展现状，目前山洪灾害防治以最大限度地减少人员伤亡为首要目标，山洪灾害防治措施立足于以防为主，防治结合，以非工程措施为主，非工程措施与工程措施相结合。因此，为探求各地防御山洪灾害因地制宜的途径和方法，保障山丘区人民生命安全，提高山洪灾害防御能力，有效减轻人员伤亡和财产损失，国家防办在部分区域开展了山洪灾害非工程措施试点，取得了很好的效果，积累了试点经验，探索出一套符合我国国情的山洪灾害防治经验和做法。
为切实搞好山洪灾害防治非工程措施建设，加快实施全国山洪灾害防治规划，落实山洪灾害防治县级非工程措施，为经济社会又好又快发展提供水利支撑和保障，必须从战略和全局的高度，从以人为本、科学发展的高度，充分认识我国山洪灾害的严重性和防治工作的极端重要性和紧迫性，进一步总结和借鉴试点经验，开展山洪灾害防治非工程措施关键技术研究，为扎实推进山洪灾害防治非工程措施建设提供技术支撑和保障。1.2我国山洪灾害的成因和特点1.2.1 山洪灾害的成因
山洪灾害与其他自然灾害一样，其致灾因素具有自然和经济社会的双重属性，具体表现为它的形成与发展主要受降雨、地形地质及人类经济社会活动等3大因素的影响。
1．降雨因素
降雨因素是诱发山洪灾害的直接因素和激发条件。溪河洪水灾害的发生主要是强降雨迅速汇聚成强大的地表径流而引起的，强降雨对泥石流的激发也起着重要的作用。滑坡与降雨量、降雨历时也有关，相当一部分滑坡滞后于降雨发生。
山洪灾害的空间分布与降雨量的分布也是密切相关的。根据调查资料，我国山洪灾害在暴雨频发的东部季风区数量较多，约占全国灾害总数的81%。
2．地形地质因素
地形地质因素是发生山洪灾害的物质基础和潜在条件。根据调查资料，全国山洪灾害防治区近50年来共发生山洪灾害111325次，平2均面密度240次/万km。防治区内的丘陵、台地和山前平原发生山洪灾害的平均面密度最高，其次为中小起伏山地。山洪灾害发生次数在软硬相间岩体分布区和次硬岩体分布区发生最多，发生山洪灾害的面22密度分别为261次/万km、270次/万km。软硬相间岩体是诱发泥石流、滑坡的主要岩性单元。
我国西南地区一、二级阶梯的过渡带是活动断裂带的发育中心地带。安宁河断裂带、元谋—绿汁江断裂带、小江断裂带、波密—易贡断裂带和白龙江断裂带等，为我国泥石流最为发育的地区。
3．经济社会因素
经济社会因素是山洪灾害的主导因素之一。山丘地区过度开发土地、陡坡开荒、削坡建房、城镇不合理建设等改变了其原有地形、地貌，破坏了天然植被，加之乱砍滥伐森林，失去水源涵养作用，均易发生山洪。由于人类活动造成的河道不断被侵占、河道严重淤塞、河道泄洪能力降低、房屋选址不当以及大量病险水库的存在等，也都导致或加剧了山洪灾害。1.2.2 山洪灾害的基本特点
1．分布广泛、数量大，以溪河洪水灾害尤为突出
我国地形地质状况复杂多样，降雨时空分布不均，山洪灾害表现出类型多样、数量大、分布范围广的特点。据调查，全国有溪河洪水灾害沟约18901条，发生灾害81360次；泥石流灾害沟约11109条，发生灾害13409次；滑坡灾害16556处。
2．突发性强，预测预防难度大
我国山丘区暴雨常具突发性，从降雨到山洪灾害形成历时短，一般只有几个小时，短则不到1小时，很少达到或者超过24小时，加之山丘区目前监测站网覆盖率低，造成山洪灾害具有突发性和难以预测、预防的特点。
3．成灾快，破坏性强
我国山丘地区因山高坡陡，溪河密集，洪水汇流快，加之人口和财产分布在有限的低平地上，往往在洪水过境的短时间内即可造成大的灾害。
4．季节性强，频率高
我国的山洪灾害主要集中在5～9月的汛期，6～8月主汛期更是山洪灾害的多发期。
5．区域性明显，易发性强
我国西南地区、秦巴山地区、江南丘陵地区和东南沿海地区的山丘区山洪灾害集中，暴发频率高，易发性强。西北地区和青藏高原地区相对分散，暴发频率较低。1.3我国山洪灾害防治现状
针对我国山洪灾害防治区经济社会发展现状，山洪灾害的研究和防治工作，开展了山洪灾害防治试点，对山洪灾害防治措施进行了有益的探索，取得了显著成效。目前，山洪灾害防治以最大限度地减少人员伤亡为首要目标，山洪灾害防治措施立足于以防为主，防治结合；以非工程措施为主，非工程措施与工程措施相结合。但由于投入不足、管理薄弱等原因，现阶段山洪灾害总体防御能力较低，部分山洪灾害严重威胁区防灾措施落实不到位，极不适应经济社会发展要求。1.3.1 防灾非工程措施现状
我国防洪管理机构从中央到各省（自治区、直辖市）、市（地）、区县都设立了“防汛抗旱指挥部”，构成了我国防洪抗旱的管理体系，各级防汛指挥部门在防灾减灾中统一领导、统一组织，发挥了巨大作用。多年来，国务院有关部门按照职能分工做了大量勘察、监测工作，一些山洪灾害严重的省（自治区、直辖市）在不断总结本地防灾工作经验的基础上，在防治山洪灾害的非工程措施方面进行了一定程度的建设，减少了人员伤亡和财产损失。但总体而言，由于对山洪灾害的防御缺少必要的手段，防灾非工程措施非常薄弱。（1）在一些山洪灾害严重区域布设了气象、水文监测设施，并初步建立了群测群防网络，但就全国广泛分布的山洪灾害区域来说，监测网点布设还不够，覆盖率不高，山洪灾害防御的通信预警系统建设尚处起步阶段，不能满足山洪灾害防御时效性强的要求。（2）山洪灾害防御预案作为减少灾害的重要措施，在预案编制方面，部分山洪灾害严重省（自治区、直辖市）的局部区域编制了较为完善的防灾预案，并且取得了较好的效果，但仍有许多省（自治区、直辖市）尚未编制预案或预案不完善。（3）由于缺乏对山洪灾害防治的系统研究和防灾知识宣传，人们主动防灾避灾意识不强，以致于在河道边、山洪出口一带兴建住房、搞开发，不断侵占河道，乱弃、乱建、乱挖，致使河道不断淤塞，泄洪能力减少，进一步加剧了山洪灾害的发生频次和损失。（4）政策法规建设取得一定进展，国家相继颁布了《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国水土保持法》和《地质灾害防治条例》，为山洪灾害的防御和治理提供了法律保障；但专门针对山洪灾害防治相关法律的配套法规、执行程序和操作条文尚不完善。（5）防灾管理工作逐步加强，各地都建立了多部门联合防灾的指挥机构，落实了防御责任制，但由于涉及多个部门，部门间缺乏有效的协调机制，现有法律、法规贯彻执行的力度较弱。1.3.2 防灾工程措施现状
我国山丘区一些重要城镇、大型工矿企业、重要基础设施所在地得到了不同程度的保护。据统计，全国山洪灾害防治规划范围内的29个省（自治区、直辖市）已修建防御山洪的护岸及堤防工程约7.9万km，兴建了大量的排洪渠，对城镇、工矿企业、重要交通设施附近淤积严重的沟道进行了清淤疏浚，结合兴利建设了8万多座水库；国家和地方每年都投入大量资金用于重点区域的泥石流、滑坡治理；2近50年来累计治理水土流失面积约70万km，建成数百万座小型水利水保工程。这些治理措施对有效减轻山洪灾害发挥了重要作用。
但山洪灾害防治的工程措施还存在以下一些问题：
1．堤防、河道整治等防洪工程建设标准低、质量差
据2000年统计，山洪灾害防治区的小流域内仅有约10%的护岸及堤防工程防洪标准为5～10年一遇，80%的堤防防洪标准不足5年一遇。
2．病险水库多，防洪能力低，下游安全难以保证
山洪灾害防治区内严重威胁人民生命、财产安全的小（1）、小（2）型病险水库有约1.65万座，这些水库修建时间早，运行年代久，大部分水库未按规范标准设计施工，存在防洪标准低、大坝单薄、坝基渗漏、溢洪道宽度不够等问题。
3．山洪诱发的泥石流、滑坡治理工程薄弱
我国泥石流滑坡点多、面广，防治手段落后，由于防御工程建设资金来源不足，仅极少数采取了工程治理措施。
4．水土流失治理进度缓慢
多年来水土保持投资主要以群众投工、投劳为主，国家投入资金较少，影响了水土流失治理进度。受人为及自然的双重破坏，水土流失造成大量水库报废、河床抬高，降低了河道行洪能力。1.4山洪灾害防治非工程措施建设的难点与创新1.4.1 山洪灾害防治非工程措施建设的难点
在山洪灾害威胁区内，对人员和财产主要采取工程措施进行保护既不合理也不经济，因此必须积极采取以非工程措施为主的综合防御措施，以减少人员伤亡和财产损失。非工程措施主要包括落实责任制并编制山洪灾害防御预案、加强防灾知识宣传、开展山洪灾害普查、建立监测预警系统、实施搬迁避让和防灾管理等。
我国山洪灾害防治点多、面广。由于缺乏对山洪灾害防治的系统研究和防灾知识宣传，人们主动防灾避灾意识薄弱，尽管多年努力，但目前防灾能力仍然很低，山洪灾害防治非工程措施建设依然存在许多问题。
1．涉及面广，部门众多，组织指挥体系建设不够完善
组织指挥体系建设是山洪灾害防治根本性的制度保障和非工程措施建设的首要任务。山洪灾害的发生是由多种因素诱发而成，预防和防治必须动用和整合社会多种资源，涉及各级政府的多个职能部门。快速动员、组织和集中社会力量和资源是有效防御和抗击山洪灾害的根本出路，明确各职能部门的责任，落实各职能部门、人员分工和职责，建立高效、有力、有序开展山洪灾害防治的组织指挥体系，才能实现快速应急联动防御和抗击山洪灾害，达到将山洪灾害最小化的目的。
2．灾害区范围广，自然和经济条件相对落后，预警预报体系建设困难较大
建设预警预报体系是山洪灾害防治技术支撑和科学决策的基础。山洪灾害防治影响因素多，只有利用先进的实时自动监测技术、信息自动采集和传输技术、网络技术建设预警预报体系，对防治区山洪灾害动态实施自动监测和信息的自动采集、传输，进而对信息进行综合分析、科学决策，才能实现快速准确地发布山洪灾害预警预报的目的。但由于我国山洪灾害区多位置偏远、地形地质条件复杂，已有监测站网密度偏小，必须对雨量、水位、泥石流和滑坡体等监测站进行科学选点和布点，依据山洪灾害易发程度和降雨分区，考虑预警时效、影响区域控制范围等因素，充分整合和利用现有监测站点资源，并根据灾害区的实际情况，合理规划与建设先进的预警预报体系。
3．防治区县人员与技术水平有限，山洪灾害防御预案还很不完善
山洪灾害防御预案是山洪灾害防治组织指挥体系实施山洪灾害防御指挥决策、调度和抢险救灾的依据，是基层山洪灾害防治组织指挥体系组织和指挥人民群众实施防灾、避灾和救灾各项工作的行动指南，是对山洪灾害预警预报的具体响应，是山洪灾害防治非工程措施建设的核心。目前，各山洪灾害防治区县的山洪灾害防御预案还很不完善，区县以下的乡镇和行政村（街道办）没有编制防御预案，还不能完全满足山洪灾害防治的要求。
4．防治区人多、面广，社会发展相对落后，防灾宣传、培训和演练长效机制建设困难较大
山洪灾害防治区主要分布在山地丘陵区偏远的乡镇村屯，这些区域人口分散，社会经济发展相对落后，长期以来，山洪灾害防治知识宣传和培训工作比较薄弱，山洪灾害防治社会意识淡薄。因此，必须以现代信息传播方式为主、传统传播方式为辅，全面加强山洪灾害防治知识宣传，确实将山洪灾害防治知识普及到各个村屯社区、深入到各个农户和居民，全面提高社会群体和个人防治山洪灾害的意识，增强人们防御山洪灾害的主动性和自觉性，提升人们防灾、避灾和救灾的能力和水平。重点加强对区县、乡镇和行政村（街道办）山洪灾害防御组织指挥机构责任人、技术人员、片区负责人进行山洪灾害专业知识培训及在交通、电力、通讯等中断的情况下的避灾救灾演练，提高实战能力和水平。
综上所述，我国山洪灾害防治面临的形势十分严峻，迫切需要各级政府、相关部门及人民群众加深对山洪灾害的认识，坚持科学发展观，遵循人与自然和谐共处的原则，科学实施组织指挥体系建设、预警预报体系建设、山洪灾害防御预案编制、群防群测工作等非工程措施项目建设，逐步建立制度有保障、技术有支撑、决策科学、运行高效、防治有力的覆盖全国的山洪灾害防治区非工程措施体系。1.4.2 山洪灾害防治非工程措施建设的创新
在我国全面完成的山洪灾害非工程措施建设试点过程中，各地结合实际、努力探索、积极创新，很好地完成了建设任务，总结出不少值得推广的经验和做法，对全面启动全国山洪灾害防治县级非工程措施项目建设有很好的指导意义和借鉴价值。
山洪灾害防治非工程措施建设试点工作的主要创新经验有：
1．加强监测站点建设，保障信息共享，及时、准确提供雨水情监测信息
试点地区根据当地的实际条件，在充分共享气象、水文部门已建雨水情监测网络的基础上，还加密山洪灾害易发区的监测站点，建立自动监测与简易观测相结合、基本覆盖试点区域的雨水情监测站网，为山丘区防灾减灾工作提供了可靠的数据支持。
2．多措施并举，综合各种手段，及时、快速传送和发布预警信息
试点地区通过传承和研发，摸索出除采用传统人工敲锣、鸣哨等方法外，还利用短信群发、有线及无线广播、电视等现代化手段，多方式、多途径发布预警信息，确保预警信息及时、快速地发布到山洪灾害地区的乡镇、村组，为群众转移赢得宝贵时间。
3．实时动态监控，及时分析预警，提升基层山洪灾害防御指挥决策水平
试点地区建立了包括通讯、数据采集处理和监测预警在内的山洪灾害监测预警平台，实现了水雨情遥测信息的自动入库和分析处理。监测预警平台通过实时水雨情的动态监控，并根据预设的预警指标，及时通过声、光、短信等多种方式发出预警，有效提升了基层山洪灾害防御指挥决策水平。
4．健全组织体系建设，落实责任，保障山洪灾害防御各项工作有序开展
试点地区建立了山洪灾害防御责任制体系，明确各级防御组织机构、人员设置、职责等，落实区县、乡镇、村、组、户五级责任制，建成了群测群防的组织体系，形成了较为完善的基层山洪灾害防御责任制网络。
5．积极制定、明确细节、注重操作，完善基层山洪灾害防御预案体系
试点地区分级编制完善本区域内区县、乡镇、村山洪灾害防御预案，细化防灾避灾责任，明确预警信息发布机制，落实人员转移方案，为做好山洪灾害防御工作提供科学的行动指南。
6．积极宣传培训，加强防灾演练，提高群众防灾避灾意识和自救能力
试点地区利用会议、广播、学校教育等形式向监测、抢险人员、干部群众和学生等宣传山洪灾害防御常识，发放防灾避灾明白卡，设立警示标志和宣传牌，组织演习演练等，极大提高了防御队伍的防洪预警和实战能力，强化了群众的防灾避灾意识。第2章山洪灾害防御总体结构研究2.1山洪灾害防治原则
1．坚持“人与自然和谐共处，由控制洪水向管理洪水转变”的原则
人类活动的负面效应已成为山洪灾害的重要致灾因素之一，不仅给人类自身带来严重问题，而且使自然生态系统遭到严重破坏。通过加强管理，规范人类活动，制止对河流行洪场所的侵占，采取“退耕还林、还草”、改变耕作方式等措施，改善生态环境，保护水土资源。
2．坚持“以防为主，防治结合”、“以非工程措施为主，非工程措施与工程措施相结合”的原则
根据各地山洪灾害风险的程度，合理布局；通过宣传、教育，提高人们主动避灾意识；开展预防监测工作，提前预报，及时撤离危险地区。
3．坚持“全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理”的原则
根据各山洪灾害区的特点，统筹考虑国民经济发展、保障人民生命财产安全等各方面的要求，做出全面的规划，并与改善生态环境相结合，做到标本兼治。
4．坚持“突出重点、兼顾一般”的原则
山洪灾害的防治工作，要实行统一规划，分级、分部门实施，确保重点，兼顾一般。采取综合防治措施，按轻重缓急要求，逐步完善防灾减灾体系。
5．坚持“因地制宜、经济实用”的原则
我国山洪灾害防治点多面广，自然地理条件千差万别，经济社会发展水平不一，防治措施应因地制宜，既要重视应用先进技术和手段，也要充分考虑我国山丘区的现实状况，尽量采用经济、实用的设施、设备和方式、方法，要借鉴实践中好的经验，广泛、深入开展群测群防工作。
6．坚持“规划应遵循国家有关法律、法规及批准的有关规划，充分利用已有资料和成果”的原则
规划拟定的目标、对策措施和工程布局，要与经济社会发展规划、国土规划、气象发展规划、地质灾害防治规划、城市规划、城镇体系规划、村镇规划、环境保护规划、土地利用规划、水资源开发利用规划和水土保持规划等相协调。2.2山洪灾害防御总体结构
山洪灾害防御体系建设主要针对降雨在山丘区引发的洪水灾害，同时考虑防御泥石流、滑坡等灾害的要求，并预留接收国土、气象等部门信息的接口。
由于山洪具有预见期短、致灾快的特点，因此，为有效防御山洪灾害，需反应迅速，及时规避灾害风险。山洪灾害防御体系由监测、预警和响应三部分组成，其结构见图2 -1。通过编制山洪防御预案和建立群测群防组织体系，包括责任制落实、宣传、培训和演练等措施，促进防御体系更好地发挥防灾减灾作用。图2-1 山洪灾害防御体系结构示意图2.2.1 监测系统
通过监测系统的建设，获取的信息可分为两类，即水雨情人工和自动监测站信息、水雨情简易监测站信息，其分别对应县级山洪灾害防御预警系统预警和简易监测预警。我国山洪灾害分布点多面广，鉴于目前经济条件，水雨情人工和自动监测站的布设不可能太密，导致山洪灾害的强降雨往往受局地气候的影响，为加密水雨情人工和自动监测站站网，全面掌握强降雨信息，及时组织转移躲避，需要建设水雨情简易监测站。
监测系统设计主要包括水雨情监测站网布设、信息采集、信息传输通信组网和设备设施配置等。乡镇、村自身预警的监测设施以简易的为主；区县级以上根据经济状况和山洪灾害特点，布设有一定技术含量、实用、先进、自动化程度较高的设施。
完整、准确、及时地掌握与山洪及洪水灾害密切相关的水情、雨情、气象、地质等信息，是实现科学决策指挥的依据。为此，必须实现对重点信息的自动化采集、网络化传输和数字化管理。因此，项目建设需要完成对重点水情、雨情信息的远程采集，对气象、水文、地质等部门信息的有效接入，对历史文档、资料信息的数字化处理，建设先进、实用的通信网络系统，使采用各种方式获取的信息相互兼容和共享。2.2.2 信息汇集平台
信息汇集平台是区县级山洪灾害防御预警系统数据信息处理和服务的核心，主要由信息汇集子系统、计算机网络和数据库组成。系统具有水雨情报汛、气象及水雨情信息查询、预报决策、预警、政务文档制作和发布、综合材料生成等功能，并预留泥石流、滑坡等灾害防治信息接口。其主要作用是基于通信网络，将各种途径获取的信息汇集到信息平台，建立统一的数据库管理系统，并完成对数据的标准化处理；通过规范化设计，形成支撑预警指挥的数据应用平台，为专业应用提供强大的数据服务功能。2.2.3 预警系统
对信息汇集平台获取的信息进行综合评估、判决后，如果认为达到了一定的警报级别，则需启动相应的应急机制，进入预警指挥系统，实现对灾害的会商决策与应急指挥。预警系统由基于信息汇集平台的区县级山洪灾害防御系统预警和简易监测预警组成。预警系统设计包括预警发布及程序、预警方式、警报传输、息反馈通信网和警报器设置等。
预警指挥系统事先编制并储存各种紧急情形、各种灾害级别下的处置预案，根据汇集平台提供的数据及分析结果，经过会商决策，确认预警级别，弹出相应预案提示，最终由相关领导或责任人确定应急预案，发布指挥命令，并全程监控命令执行过程。同时，应根据实际情况及时修改方案和命令，达到防灾减灾的目的。
系统同时也是公众信息发布平台，经会商确认，可对外发布水资源、水环境及各种灾害信息。同时，通过进一步扩展，成为各级水务部门突发性水安全事件监视及预警指挥系统。2.2.4 应急响应
响应是根据预警信息，及时启动和执行山洪灾害防御预案，反馈灾情、防灾及救灾等信息。为有效防御山洪灾害，需编制因地制宜的防灾预案，建立群测群防的组织和责任制体系，开展宣传、培训及演练工作。群测群防的组织和责任制体系按照区县、乡镇、村、组、户五级建立，明确各级防御山洪灾害的组织机构、人员设置、职责等，保障区县、乡镇、村、组、户防灾信息上传下达畅通，监测、预警、避灾措施落实，开展宣传、培训及演练，包括防灾知识的普及，防灾准备，监测、警报设施的维护和操作，预案的宣传演练等。
通过山洪灾害防御体系的建设，汇聚省（自治区、直辖市）、市（地）、区县、乡镇、村各方面的山洪灾害防御相关信息，依靠建立群测群防的组织和责任制体系，省（自治区、直辖市）、市（地）、区县、乡镇、村根据防灾信息和职责，及时发布预报、警报，组织人员转移，规避灾害风险，有效防御山洪灾害（见图2-2）。2.2.5 群测群防组织体系
由于山洪灾害突发性强、涉及范围广，单纯依靠监测设备难以对山洪及洪水灾害易发区的全面监控。更为重要的是，对灾害的应急响应与决策指挥涉及现场人员的疏散、转移、安置和灾后的抢险救灾调度，因此，必须形成从指挥中心到基层的防控体系，充分依靠基层干部和人民群众，建设组织高效、管理科学、常备不懈的群测群防体系，才可能有效抵御自然灾害的破坏，减少人员伤亡和财产损失。2.2.6 山洪灾害防御预案体系
为确保在暴雨山洪来临之际，各部门及时有序地开展各项抢险救灾工作，尽最大程度保障人民生命财产安全，需要根据各地实际情况编制相应的山洪灾害防御预案，并报经同级人民政府批准实施。山洪灾害防御预案体系建设是山洪预警系统建设的重要内容之一，只有建立了完善的山洪灾害防御预案体系，才能在灾害发生时做到提前预警、及时应对和科学调度，使山洪灾害预报预警系统充分发挥效益。图2-2 山洪灾害防御监测及预警示意图第3章山洪灾害预警指标研究3.1山洪灾害预警指标
山洪灾害预警指标是指触发山洪灾害的雨、水情临界值，主要有临界雨量和临界水位（流量）。临界雨量主要指在一个流域或区域内，降雨量达到或超过某一量级和强度时，该流域或区域发生山溪洪水、泥石流、滑坡等山洪灾害，把这时的降雨量和降雨强度作为预警指标。临界水位可以理解为某种特征水位，如警戒水位、危险水位等。山洪灾害预警条件、预警时间以是否接近、达到、超过临界雨量和临界水位（流量）为主要依据。当监测到雨量达到或超过临界雨量，或者水位达到或超过相应临界值时，即产生预警。
雨量预警指标分为警戒雨量和危险雨量，当雨量达到临界雨量时，准备转移；当雨量超过临界雨量时，立即转移。水位预警指标分为警戒水位和危险水位，当水位达到警戒水位时，准备转移；当水位达到危险水位时，立即转移。3.2山洪灾害预警指标确定方法
自2003年4月水利部会同国土资源部、中国气象局、住建部、环境保护部，开展全国山洪灾害防治规划编制工作以来，水利部、国土资源部、各流域机构、科研院所等都对山洪灾害预警指标——临界雨量分析计算方法开展了大量研究。分析计算方法包括了理论分析法、数理统计法以及历史灾害分析法等，绝大部分成果集中于数理统计法和历史灾害分析法，以水文基础理论进行分析的研究成果较少，也有成果将临界雨量与临界水位联系起来或对动态临界雨量进行研究的。3.2.1 确定典型区域
在分析计算临界雨量之前要确定合理的区域。区域太大，临界雨量难以确定，因为临界雨量差别较大；区域太小，不但工作量大，资料也更加缺乏。根据水文部门现有雨量站网的雨量资料，并补充气象站网雨量资料，在分析计算单站临界雨量的基础上，分析计算山洪灾害典型区域的临界雨量，也可直接分析计算典型区域的临界雨量（假设该区域临界雨量相等）。
典型区域的确定应考虑以下主要条件：（1）区域内应有一定数量的雨量站点（平均单站控制面积在2002～300km以下，资料条件差的地区可适当放宽），且分布比较均匀；具有较完整、详细的山洪灾害历史发生记录或调查资料；各站点具有时间序列较完整的雨量资料、一定的地质资料、水文资料和气候资料。（2）区域内人口密度较大，具有典型山洪灾害地理特征，山洪灾害频繁，受灾情况严重。（3）典型区域可以是一个流域，也可以是一个区域，在划分典型区域边界线时，区域内可包含若干条完整的流域面积不超过2200km的小流域，应尽量避免将小流域分割开，区域内的地质条件和气象条件相差不大。3.2.2 资料收集与整理
实地考察及资料收集工作对于预警指标确定是必不可少的，也是预警指标分析计算的基础。资料收集完成后，应分类整理收集的资料，为分析计算方法的研究提供基础。典型区域确定后，开始收集、整理资料，主要包括：
1．水文气象地质特征资料
收集典型区域的自然地理概况、水文气候特征、流域及河道特征资料。（1）自然地理概况资料主要包括：流域的地理位置、地形地貌特征、支流（沟）水系分布情况等。（2）典型山洪灾害区域特征资料主要包括：流域面积、河道长度、河道比降等。（3）多年平均降雨概况（多年平均1～12月雨量分布）。（4）典型山洪灾害区域各种比例尺最新地形图。根据规划区1:5万或1:1万地形图，量算区域控制断面以上流域及河道特征值。
2．气象台（站）、雨量站、水文站站网资料
收集典型区域内现有气象台（站）、雨量站、水文站（包括水文实验站和水位站）的分布情况，统计各站的观测内容、观测系列；按比例尺绘制典型区域的站网水系分布图，并将站点标注在图上，以全面了解区域内的气象、雨量及水文（水位）站点分布情况。
收集典型山洪灾害区域内气象、雨量、水文测站历年气象、雨量及水文观测方法、资料整编、有关系数（如浮标系数）取用情况等，并收集水文、水位站基面及各种基面之间的转换关系等。
3．暴雨统计参数资料
收集典型区域已有的最新暴雨等值线图、暴雨统计参数等值线图。包括最大10分钟、30分钟、1小时、3小时、6小时、12小时、24小时vs暴雨等值线图和对应的统计参数（均值、偏态系数C、离差系数C）等值线图。
4．山洪灾害多发期雨量站历年降雨资料
收集典型区域山洪灾害多发期雨量站历年降雨资料，主要包括山洪灾害多发期逐日降水资料、历年分时段最大降雨量的特征值（包括10分钟、30分钟、1小时、3小时、6小时、12小时、24小时最大降雨系列）及降雨过程，暴雨中心位置及笼罩面积等。
5．水文气象调查资料
收集历史山洪灾害水文气象调查资料，包括降水资料、研究分析报告、山洪灾害区域及邻近区域降雨持续时间、降雨强度、山洪灾害发生过程总雨量和强降水发生前的异常天气特征等，历史洪水水位和实测成灾洪峰水位、洪峰流量、发生时间、历史暴雨和历史成果的可靠程度评价、山洪灾害发生过程、暴雨开始至灾害发生的时间间隔、各地方志中有关山洪灾害的描述等。
6．历次山洪灾害对应的区域内降水过程资料
收集历次山洪灾害对应的区域内降水过程资料，包括逐时段降水资料，统计过程总雨量。逐时段降雨（10分钟、30分钟、1小时、3小时、6小时、12小时、24小时）最大降雨量。
7．水文资料
收集典型区域山溪洪水灾害分析的水文资料，主要有水位、流量、河道比降、纵横断面、已有的历史暴雨洪水调查资料及有关山洪记载的历史文献资料等。其中，水位资料为山洪灾害发生期洪水位要素摘录表，流量资料为山洪灾害发生期洪水要素摘录表。搜集实测洪水比降以及根据实测资料率定的河道糙率等。
8．补充调查资料
区域内若有尚未调查的暴雨、洪水及灾情时，应对其进行详细调查；或虽曾进行过调查但近期又出现过山洪灾害时，应进行补充调查。调查内容应尽可能细致，包括致灾暴雨发生开始时间、暴雨持续时间、暴雨量级、暴雨开始至灾害发生的时间间隔、最大暴雨强度、最高洪水位和最大流量、山洪河道基本概况等。同时，应作好调查记录，包括被调查人年龄、住址、是否亲历该次灾害、文化程度、对灾害的描述情况、灾害痕迹调查测量情况等，并对调查结果是否可靠作出相应评判。
9．其他相关资料
收集其他相关资料，包括水土流失、泥沙、地质、遥感、遥测及雷达测雨资料等。收集的所有资料，除雨量、灾害时间等资料直接用于临界雨量分析计算外，其他资料用于进行灾害区综合条件的类比、综合判断灾害发生的时间及程度，并对临界雨量成果进行合理性分析及比拟采用等。3.2.3 方法研究
目前，国内山洪灾害预警指标确定方法有很多，大致可以划分为理论方法和经验方法两大类。
1．理论方法
理论方法具有较强的物理机理和理论推导过程，对资料的全面性、配套性等要求较高。全面性主要体现在包括降雨、地形、土地利用方式以及洪水等资料都有相应要求，配套性则体现为这些资料是与具体的流域和山洪场次相对应的。目前，主要的理论方法包括经典水文理论法、土壤饱和度—降雨量关系法、水位/流量反推法以及暴雨临界曲线法。（1）经典水文理论法
根据经典的水文学理论，为了计算临界雨量/临界水位，通常需要针对每个计算单元，进行雨量计算、产流分析、汇流分析、洪水演进等环节的计算。在雨量计算中，又有点雨量到面雨量的转换、雨量时段选择等问题；产流分析环节在我国明显分为蓄满产流和超渗产流两大类型；汇流环节包括了等流时线法、经验单位线法、瞬时单位线法等；洪水演进环节有动力波法、马斯京根法等。当然，每个环节还有更细的内容可以考虑。
方法中的计算单元，可能是一个个小流域，也可能是一个个网格。
经典水文理论法基于水文学的基本理论，具有较强的物理背景和机理基础，所需资料较全，计算所得的临界雨量、临界水位/流量等指标具有较科学的依据；但也有其弱点，主要为：①山洪易发地水文资料短缺，建模和验证困难；②山丘区雨量站网布设密度有限，很难满足山洪预报要求；③为提高山洪预报预见期，需要结合未来降雨预报进行水文模拟计算，故准确程度还受降雨预报限制。这种方法目前在国外用得较多，国内因资料质量很难达到建模的要求，除一些研究机构和高校外，相关业务部门较少采用这种方法计算山洪灾害监测预警指标。（2）土壤饱和度—降雨量关系法
山洪大小除了与降雨总量、降雨强度有关外，还与流域土壤饱和程度（或前期影响雨量）密切相关。当土壤较干时，降水下渗大，产生地表径流小；反之，如果土壤较湿，降水入渗少，易形成地表径流。因此，在进行山洪灾害预警指标计算时，应该考虑流域的土壤饱和情况。基于这一理念，这种方法根据土壤饱和度和降雨量的关系，动态确定临界雨量。具体做法是，将流域的土壤饱和度和降雨量绘制为土壤饱和度—降雨量关系散点图，两轴分别为土壤饱和度和降雨量。确定时段尺度，如1小时、3小时、6小时等，针对历史资料系列中流域发生过的所有洪水，分别在其前24小时的降雨量中求出该时段的最大雨量，以及该时段最大雨量发生之前的土壤饱和度。将土壤饱和度和该时段最大雨量值绘制为土壤饱和度—降雨量关系散点图，并根据其对应的洪水是否超过警戒流量分为两类。可以在图中设法画出一条临界雨量线（直线）将土壤饱和度和该时段最大雨量组成的状态空间分为两部分。这样，将山洪临界雨量指标确定问题转化为模式识别的数学问题，如最小方差准则算法，可以很快画出直线。（3）水位/流量反推法
水位/流量反推法也是一种理论方法。该法主要思路和算法如下：①选取控制断面，确定断面历史最高水位和预警水位等指标，计算水位流量关系；②绘出各频率不同时段下（1小时、3小时、6小时）降雨的暴雨频率曲线图；③确定各暴雨频率下1小时、3小时、6小时降雨形成的断面洪水过程线；④绘制各频率洪水洪峰流量与暴雨频率关系的曲线；⑤根据特征流量，从各频率洪水洪峰流量与暴雨频率关系图中查出该值对应的频率值；⑥根据该频率值，从暴雨频率曲线上确定降雨量，该降雨量即可作为临界雨量值。这种方法对资料的要求较高，并且假定洪水与暴雨同频率。（4）暴雨临界曲线法
暴雨临界曲线法也是一种理论的方法，仅涉及水量平衡方程，主要思路和算法如下：①确定分析地点所在断面的安全流量；②计算最小临界雨量；③确定年最大24小时相应频率设计暴雨；④计算临界雨量；⑤确定暴雨临界曲线参数；⑥整理山洪时段雨量与累计雨量；⑦绘制暴雨临界曲线；⑧在暴雨临界曲线图中点绘实际时段雨量与累计雨量，判断山洪是否发生。这种方法综合考虑了累计降雨量与降雨强度双指标，克服了以往方法仅考虑降雨强度单项指标的缺陷，最终成果为一条暴雨临界曲线，能较好地反映暴雨引发的山洪灾害是降雨强度与累计降雨量共同作用的结果。（5）暴雨等值线分析法
这是一种较简便而适用的方法，它是利用暴雨的多年观测资料分析暴雨等值线成果，求出各小流域内的暴雨等值线值，作为该区域临界雨量初选值，再用典型暴雨山洪灾害实例调查的暴雨均值进行检验调整，以取得较准确的临界雨量。在采用这一方法的实际分析中，得出小流域山洪灾害临界雨量指标的分布规律与暴雨的分布规律是一致的。用暴雨等值线分析法确定区域临界雨量，概念清楚、方法简便、指标明确，较其他方法有一定的优越性。
2．经验方法
经验方法无明显的物理机理和推导过程，主要根据事件相关性、地理条件相似性等原则，确定山洪灾害预警指标。目前最主要的经验方法有统计分析法、比拟法和内插法等。（1）实测资料分析法
实测资料分析法是全国山洪灾害防治规划领导小组2003年12月下发的《全国山洪灾害防治规划—山洪灾害临界雨量分析计算细则（试行）》中提供的指导性方法。根据山洪灾害区域内已有雨量站网观测资料，在深入分析降雨量、降雨历时、降雨强度与山洪灾害关系基础上，综合分析确定临界雨量指标。资料缺乏区域，可参考临近或相似地区的情况。该方法确定临界雨量指标：①按照要求，统计降雨量，针对各次山洪、雨量站、相应时段（1小时、3小时、6小时、12小时、24小时）进行统计，包括计算区域的雨量平均值、最小值和最大值；②临界雨量初值计算，要求进行单站和区域的临界雨量初值；③临界雨量分析，结合实际资料情况，对单站和区域的临界雨量进行分析；④临界雨量确定，根据第3步分析结果，对阈值进行一定范围内的浮动，确定各个时段的临界雨量。此方法可操作性强，全国很多省份的山洪防治试点工作中，都采用了这一方法确定临界雨量，取得了大量有价值的成果。（2）灾害实地调查分析法
灾害实地调查分析法是通过调查已发生山洪灾害的降雨过程、历时、降雨量、降雨强度等，综合分析临界雨量。但如雨量观测点稀少，或调查资料不足，则影响临界雨量的准确性，需进行综合分析、比较，合理修正。（3）比拟法
比拟法主要适用于目标区无资料，但与典型区相似的情况。相似条件包括降水条件、地质条件（地质构造、地形、植被情况等）、气象条件（地理位置、气候特征、年均雨量等）、水文条件（流域面积、年均流量、河道长度、河道比降等）。如果目标区与典型区有少量差异，应根据实际情况适当调整。（4）内插法
内插法主要适用于已分析单站临界雨量区，有少数雨量站的空白区。运用时应当注意，降雨量分布从气候角度看是连续的，因为临界雨量与地质条件及气象条件有关；已限定区域内地质条件及气象条件相差不大，认为临界雨量在典型区内也是连续的。此方法将各单站各时间段临界雨量填在对应的雨量站点位置，通过勾绘等值线，求出空白处山洪沟临界雨量。常用的方法包括GIS软件提供的克里金插值法、反距离加权插值法、径向基函数法等。
理论方法、经验方法和历史洪水法等山洪灾害预警指标确定方法，都有一定的适用条件，对资料有不同程度的需求。对于资料较丰富的地区，确定临界雨量指标主要有实测资料分析法、暴雨等值线分析法；对于资料较少或无资料地区，主要有内插法、比拟法、灾害实例调查法、灾害与降雨频率分析法等方法。3.2.4 成灾水位的分析计算方法
溪河水位预警值是根据历史山洪灾害发生时溪河水位变化情况确定的，可将上游水情变化作为判断是否对下游造成山洪灾害的主要预警依据。水库水位的预警可根据水库的水位特征值设置，如水库汛限水位、设计水位、校核水位等。
对于已布设水位站或水文站的灾害点，只需历史上发生的所有山洪灾害对应的水位（流量），其最小值就是成灾水位（流量）初值，根据灾害点的地形资料确定成灾水位（流量）。对于过去未设但拟布设水位或水文站，站址对应灾害点的成灾水位（流量）可由灾害点的成灾水位（流量）换算得到。换算方法一般可采用水面比降法、河道比降法等。设站以后，根据水文观测资料对成灾水位（流量）进行校核与修订。3.3临界雨量分析计算实例
本章以湖南省为例介绍区域临界雨量指标的分析计算方法。首先，实地调查湖南省山洪灾害易发区，分析湖南省山洪区地质地貌、水文气候特征及山洪灾害发生的天气条件，在此基础上，以典型山洪区为例，介绍整个临界雨量（强）分析计算步骤，同时提供典型山洪区临界雨量（强）分析计算结果。
选择湖南省作为山洪灾害典型区分析，主要是考虑以下两方面的因素：一是湖南省大部地区为山区丘陵地貌，夏季受东南季风和西南季风影响，形成典型的山丘地区不稳定天气，容易产生局部地区的突发性强暴雨。据统计，湖南省的自然灾害中，水灾占70%，水灾中山洪灾害占50%。20世纪80年代以来，湖南省山洪灾害呈上升趋势，大部地区属山洪灾害易发区。其二是湖南省山洪灾害防治工作起步较早，在这方面积累了丰富的经验，收集和保存了大量的山洪灾害资料，地方各级政府对此也十分重视，为山洪灾害的临界雨量（强）分析工作提供了有利条件。3.3.1 资料收集及山洪灾害调查
开展湖南省山洪区实地考察及资料收集工作，全面了解湖南省山洪区的地质、气象、水文等基本特征。
3.3.1.1 自然地理条件
湖南省位于长江中游之南、南岭以北，处于北纬24°39′～30°08′东经108°47′～114°15′之间，湘东南及湘中长沙一带距海岸线400～600km。地貌大体上是东、西、南三面高而中、北部低的马蹄形盆地。东有幕阜、连云、武功、罗宵等山脉；西北为武夷山脉；西有雪峰山脉斜贯南北，将全省分成自然景观截然不同的两部分，其西为山区，东为丘陵平原，北面为洞庭湖平原。域内水系发达，总流域面积为226.28万km。其中湘江、资水、沅江、澧水共同汇入洞庭湖，湘、资、2沅、澧四水流域面积为23.03万km。
根据形态成因，湖南省地貌分为6个类型区。
1．湘西北山原山地区
位于湖南省西北部，处于云贵高原东北边缘与湘、鄂、渝山地交汇地带。地壳上升强烈，武陵山脉呈北东向斜穿其境，总面积226770km。境内山体、山原高耸，岩溶发育，山峦连绵，河谷深切。海拔最高为壶瓶山2099m，海拔最低为东北部石门县易市，在100m以下。地面坡度大于25°以上面积占54%，小于15°面积占18.5%。
2．湘西山地区
位于湖南省西部，包括沅麻谷地、雪峰山地及云贵高原东部边缘2部分，面积56223.9km。地貌特征以褶皱断裂为主，构造地貌明显，包括两个不同的构造带：西北部为沅陵—麻阳构造盆地，呈现低山丘岗地貌；东部为雪峰山复式背斜，形成长200多km、宽数十公里的雪峰山地，海拔1000m以上，为中山地貌景观。境内海拔最高为雪峰山苏宝顶1934.4m，最低为沅麻盆地，在200m以下。坡度大于25°的面积占50%以上，小于15°的面积占15%。
3．湘南山丘区2
位于湖南省南部，总面积36554.6km。区内南岭山地横亘，罗宵山脉高耸，东南山峦起伏，山峰海拔1500m以上。西北为湘江河谷平原，中部为丘岗盆地。境内具有花岗岩、变质岩中山为主体并间有灰岩峰林溶蚀盆地组合的山地地貌特征。该区海拔最高为桂东、资兴交界处的八面山2042.1m，丘陵和平原海拔则多在300～200m以下，全区最大高差为1880m。坡度大于25°的面积占35%，小于15°的面积占40%。
4．湘东山丘区2
位于湖南省东部，与鄂、赣接壤，总面积21455km。山地面积占50.7%，山丘岗地占36.78%。山地由变质山岩、板岩、千板岩、花岗岩组成陡坡地形，相对高差较大。丘陵除部分有砂页岩、灰岩组成外，其余大多为沉积岩构成。坡度大于25°的面积占50.75%，小于15°的面积占28.55%。
5．湘中丘陵区
位于湖南省中部，西雪峰山东麓，北临洞庭湖平原，总面积243831km。该区地貌受燕山运动影响，形成西、南、东山地环绕，向北开口的大型盆地景观。盆中形成厚度200～500m的红岩陆相碎屑堆积，盆缘有二迭系、石炭系、泥盆系的地层出现。丘陵海拔在200～300m以下，岗地在100m左右。境内海拔最高为南岳祝融峰1268m，最低为望城高塘岭32.6m。境内由于岩浆侵入形成了衡山、沩山、紫云山、大云山大面积花岗岩体。该区地势平缓，坡度大于25°的面积占16.83%，小于15°的占42.23%。
6．湘北平原区2
位于湖南省马蹄形盆地的北面出口，总面积26432.68km。地貌特点是：以平原为主，地势低平，纯湖区海拔在24～45m之间，滨湖区海拔150m以下，环湖区、丘陵区海拔小于250m。坡度大于25°的面积占4.84%，小于15°的占68.27%。
3.3.1.2 水文气象特征
湖南省的大部分地区属中亚热带东部湿润季风气候区，湘南、湘东北分别兼有向南亚热带和北亚热带过渡的特征。年平均气温在16～18℃之间，1月份等温线呈东西走向，南北相差约3℃;7月份等温线呈南北走向，东西相差3.5℃。一年之中，1月最冷，月平均气温一般为4～7℃;7月最热，月平均气温为27～30℃，气温年较差一般大于23℃。极端最低气温在临湘曾达-18.1℃，极端最高气温在永州、益阳、长沙等地曾达43℃以上。无霜期大多有261～313天。年平均湿度78%～83%，多年平均蒸发量为1100mm。年平均降水量1200～1700mm，是全国多雨地区之一，但时空分布不均。年降水量有4个高值区、2个低值区和1个次低值区。高值区：①武陵山脉北支；②澧水上游以五道水为中心的高值区，年降水量1600～2000mm; ③以雪峰山脉为主体的多高值区组成大范围高值区，年降雨量1600～2000mm; ④湘东南与江西省交界的高值区，年降雨量1600～1700mm。低值区：湘南阳明山和九嶷山的低值区，年降雨量1200～1300mm。次低值区是沅江上游与广西、贵州两省交界处，年降雨量1300mm。安化、桑植、浏阳、桂东、道县等地为多雨区，衡邵、洞庭湖区和新晃等地为少雨区（见图3-1）。图3-1 湖南省年均雨量分布
洞庭湖区的降雨（见表3-1）,4～9月降水量约占全年的65～70%左右，年际间降雨量变化幅度可达2～3倍。全年降水日数为140～180天。相对湿度达80%左右，日照时数在1300～1900小时之间，年2太阳总辐射为384928～481160J/cm。冬春盛行偏北风，夏季多偏南风。年平均风速，湖区和湘江流域最大，达2.5m/s以上；山地较小，多在1.5m/s以下。纵观湖南全年气候，可归纳主要特征为气候温暖、四季分明、热量充足、雨水集中；春温多变、夏秋多旱、严寒期短、暑热期长。表3-1 洞庭湖流域各月及全年多年平均降雨量（mm）
3.3.1.3 暴雨时空分布特征
1．空间分布
湖南省的大部分地区属中亚热带东部湿润季风气候区，夏季最典型的特点是暴雨频繁。根据湖南省历年来日暴雨出现次数统计，暴雨的地域分布基本上呈“三高两低”，即武陵山区、雪峰山区至南岳山及湘江上游的萧水流域；两低即为湘贵交界的南岭山脉北麓背风坡的资水上游及衡阳盆地、洞庭湖平原。其中暴雨以南岳山出现日数最多，平均每年5.8天；其他次之，每年平均5.1天；新宁、城步出现日数最少，每年平均2.2天和2.1天。
2．时间分布
根据湖南省4～10月各日暴雨出现的站次数进行统计，可以分为4个阶段：①4月初～6月上旬，对应湖南省的春汛期（桃花汛）; ②6月中旬～7月初，也即长江中下游的梅雨期，这段时期为暴雨相对集中阶段；③7月初～8月中旬，为湖南省的伏旱期，此阶段相对少雨、干旱阶段；④8月下旬～10月底，也为少暴雨阶段。
在出现暴雨的日子里，降水量的日变化在湖南省西部较为明显：最大暴雨多出现在下半夜即02～08时，而上午至午间即08～14时，出现暴雨的机会最少。
3．暴雨发生频率
暴雨过程可以分为局部暴雨过程、区域性过程和大范围暴雨过程。据统计，湖南省79%的暴雨过程为局部暴雨过程，14%为区域性暴雨过程，7%为大范围暴雨过程。
大范围暴雨过程虽然出现的频率比较低，但其影响很大，在历次大范围暴雨过程中，暴雨出现频率最多的是平江—桃江—沅陵—吉首一线，此外，衡山山脉西北侧也有一个暴雨发生的高频中心。值得注意的是，暴雨发生频率与暴雨日数的地区分布不一致，湘南、萧水流域的多暴雨区在湖南省历次大范围暴雨过程中很少出现暴雨。
在时间上，区域性暴雨过程持续2天的占80%，少数暴雨过程持续3～4天。连续暴雨过程出现在6月的最多，占43%;8月次之，占21%;5、7、4、9、10月依次减少，其中10月出现暴雨过程次数最少，约占3%。
4．致洪暴雨降雨特征
在湖南省由暴雨引发山洪灾害中，一般有3种形式的暴雨。（1）突发性、高强度暴雨
此种暴雨的发生多为冷空气突然南移、西南涡东移或台风登陆后变性成热低压，加上北方弱冷空气侵入所造成。其中冷空气南移引发的山洪灾害多发生于春夏季，西南涡产生强暴雨多发生在春夏季，而台风登陆后造成的强暴雨多发生在夏秋季节。这种突发性、高强度暴雨一般日雨量（mm/24小时）超过100mm。如1998年6月16日，浏阳市的溪江乡、赤马镇、官渡镇、达浒镇等地狂风大作，雷鸣电闪，暴雨突降十多个小时，降雨量达200～300mm，造成河水猛涨，山洪爆发有些河流水位接近1954年的特大洪水。山洪爆发引起山体滑坡，受灾范围之广、灾情之重、损失之大为历史罕见，受洪水冲刷的河道，至今还留有痕迹（见图3-2）。
2001年6月18日23时～19日14时，邵阳市绥宁县连续降雨15个小时，其中宝顶山地区降雨量高达313mm。持续暴雨引发了大范围的山洪灾害，同时发生了大量的山体滑坡和崩塌，大量的崩体与洪水组成了大规模的泥石流，给当地居民造成了毁灭性的损失，使全县遭受了数百年不遇的特大山洪地质灾害（见图3-3～图3-7）。（2）连续多日暴雨
这种暴雨多发生在春夏季节，特别是梅雨期。由于梅雨期间准静止锋在长江中下游一带维持，相应的中低层（700hPa、850hPa）维持有切变线和低空急流。最典型的是：1996年7月13～18日，湖南省洞庭湖的沅江、资水流域普降暴雨或特大暴雨，大部地区在300mm以上，为300年一遇的暴雨。这次大暴雨过程造成大面积的特大洪灾，损失惨重，也是湖南省在新中国建立以来发生的仅次于1954年的重大山洪灾害。图3-2 洪水冲刷过的河道植被遭破坏
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