如今有哪些對洪水的調控手段能最大限度減小洪災？
謝@芝士喵，但是你的問題太大，先回答一點，陸續補上。以下所有圖片來源於網路，侵刪。
最近南方連續普降暴雨，引起了許多民眾對於洪水這一自然災害的關心和重視。但防洪減災是一個複雜的系統工程，並非區區數言能夠說清；各級政府成立的防洪抗旱指揮部，也是涉及氣象、水利、民政、農業、公安、交通、國土資源、醫療、乃至武警解放軍等方方面面。
在討論如何防災之前，需要指出連續降雨（暴雨）所帶來的災害是多方面的，典型的有：
澇災。通俗地講，澇災就是地表長期積水所造成的災害，例如影響城市交通、淹死農田作物，甚至造成人員傷亡。在地勢平坦、地表水流動性弱的平原地區，降雨不能迅速排走，因而更容易發生澇災。例如造成79人死亡的北京7.21特大暴雨就是典型的澇災；武漢每年夏天都要開啟看海模式，也是澇災的集中體現。
圖1 2016年7月6日，武漢城區嚴重內澇
漬害。漬害是指地下水長期保持高位所帶來的災害。城市的同學對於這一點可能感受不深，畢竟這種情況下幾乎是看不到地表積水的。但是在農田裡，地下水長期保持高位會使得作物根系層的土壤持續（接近）飽和，也就是土壤孔隙中只有水而缺少空氣，作物根系會因為呼吸不暢而死亡，導致農作物減產甚至絕收。漬害一般發生在降雨多、湖泊河網縱橫的南方，例如安徽、江蘇的圩垸地區是漬害的多發區域。
圖2 蘇南地區棉田發生漬害
山洪泥石流。與平原地區不同，山地、丘陵地區的降雨會沿著山坡快速流動，很短的時間內便會在山谷聚集，使得山谷的水位陡漲並向下游宣洩，便形成了山洪。山洪持續的時間一般較短，但是突發性強、而且流量極大，大家從這個視頻就可以看出山洪有多麼恐怖實拍遊客遭遇山洪 猶豫5秒被洪水沖走 視頻。
伴隨著山洪的往往還有泥石流，陡坡土壤經過雨水浸潤後失去穩定；隨著水流的進一步沖刷便可能發生滑坡垮塌，泥土、石塊混雜在水裡一瀉而下，甘肅舟曲就是這樣被全城掩埋。
圖3 2010年8月7日，40分鐘內降雨達97mm，隨後發生特大泥石流災害，幾乎掩埋整個舟曲縣城
河道洪水。無論山地還是平原，降雨最終都會匯入河道，並由支流匯入幹流。例如長江沿線共有岷江等16條支流，這些支流又有其自身的匯水支流，因此理論上來說，長江流域約180萬平方公里範圍內的降雨最終都會匯入長江。這麼多水都匯入河道，就會使得河道水位升高、流量變大，威脅兩岸堤壩安全；一旦堤壩決口，便會造成兩岸損失。需要指出的是，由於雨水從降落地點到達河道需要一定時間，例如長江流域的降雨可能需要經過數十甚至數百千米路程才能達到長江幹流，因此河道洪水會滯後於降雨一段時間。
圖 4 長江流域主要干、支流分布
圖 5 河道洪水相較降雨會有一段時間滯後
那麼，面對連續降雨（暴雨）可能造成的威脅，我們應該採取什麼樣的措施來應對？
水利部副部長劉寧在前幾天的記者會上說，防洪減災的手段可以分為工程措施和非工程措施。這也是行業內的一致認識。我個人則認為可以繼續細分為以下幾個方面：
做好氣象和水文預報，為防災減災爭取時間
做好水利工程規劃和建設，為防災減災提供手段
做好防災宣傳，提高民眾防災意識，提升政府部門間協調和組織能力
極端情況發生時，要有取有舍
1. 氣象和水文預報
預報的好處和重要性無需我多言，相信大家也都明白。譬如說對於河道洪水，如果我們提前一天知道洪水要來，而且知道洪峰流量有多大、洪峰水位有多高、持續時間有多長。那我們就可以預判堤壩是不是擋得住、哪些重點區域需要排查、需要不需要搶險人員和搶險物質上堤待命、需要不需要將兩岸民眾轉移，等等。這樣就能夠在洪水來臨時應對有序，而避免手忙腳亂。
1.1 氣象預報
氣象預報是重中之重，準確的氣象預報是判別很多災害是否發生的直接標準。例如城市排澇系統的設計標準一般以這種方式表述：在1小時降雨量不大於XX毫米、24小時降雨量不大於XX毫米時，積水時間不超過XX小時、積水深度不超過XX厘米。又例如在央視每晚的天氣預報中，大家經常會聽到「XX地區會有暴雨和大暴雨，要注意山洪泥石流災害的發生」的表述，這對於災害預防是十分關鍵的。
因為我不是學氣象的，所以不太清楚目前短期氣象預報的研究到了什麼程度。但是從中國天氣網來看，目前至少可以對半個月內的每日是否降雨進行定性預判、對於三日內的降雨級別可以進行比較準確地估計，而對於數小時內的降雨量則可以預報得相當準確（歡迎指正）。
近些年氣象水文學領域也開始逐漸重視遙相關估計的研究。所謂遙相關估計，是指根據某一地區在一個時段內的氣象狀況，來估計相隔較遠（數百千米或數千千米）的另一區域在未來某一時期的氣象狀況。最為典型的就是厄爾尼諾現象：當我們觀察到赤道附近太平洋水溫持續偏高3個月以上，就可以估計到來年我國將出現嚴重的南澇北旱。還有許多遙相關的研究實例我就不列舉了，有興趣的同學可以上知網或webofscience查閱。儘管目前遙相關還不能告訴大家具體某一城市在某一天會下多少雨，但是能夠進行大區域的定性預測也是十分重要的。例如在去年確定厄爾尼諾成型、而且判定為百年最強，我們便已經知道今年南方洪水不會小於98年；而國家防總從去年底便開始部署今年南方的防洪減災工作，比洪水到來提前了半年。
圖6 2014-2015年，赤道附近東太平洋水溫持續異常偏高，確定為有記錄以來最強厄爾尼諾
1.2 水文預報
水文預報的主要目的則是預測河道流量，一般來說有兩種方法。一種是採用水文模型進行預報，水文模型的分類和各自的原理我就不展開了。我們把預報的或者觀測到的降雨過程和空間分布輸入到模型裡面去，很快就可以計算出未來一段時間內的河道流量；前面圖5已經說明，從降雨到形成洪水會有一定的滯後時間，而且一般來說流域面積越大，滯後時間越長。那麼在洪水到來之前我們就對洪水基本了解了。
圖7 一種水文模型的操作界面
還有一種方法就是根據水文站的觀測結果進行預測。目前在全國範圍內，水利部直接管理的水文站有3000多個，基本涵蓋所有大中型河流，實時監測水位、流速、流量、水溫等數據。那麼在上游觀測到洪水，就可以知道它什麼時候到下游；在支流上觀測到洪水，就可以知道它什麼時候到幹流。這樣也可以爭取預警時間。
圖8 漢口武漢關水文站，圓頂建築旁邊的船是水文船，用於測量整個長江河道斷面的水文情況
2. 水利工程規劃和建設
當降雨過多的時候，我們希望它趕緊從我們生活的地方（譬如城市、農田、居民區等）排走，而不要發生澇漬災害；同時我們又希望降落在山上的雨水流下來的時候能夠慢一些、能夠少一些，一方面減輕山洪泥石流的風險，另一方面也減輕河道的行洪壓力。不管我們願意不願意，降落在「面」上的雨水，總是會彙集到湖泊、水庫以及河道這樣的「點」和「線」上，於是我們希望湖泊、水庫的水不要太滿、希望河道的堤壩不要被衝垮……所有的這些希望，都需要水利工程的建設和運行來實現。
我個人覺得，防洪水利工程大致可以分為以下幾類：
除澇工程
水土保持工程
調蓄工程
河道河岸工程
2.1 水利工程建設標準
我們在介紹水利工程建設標準時，往往會提到「XX年」一遇的概念。例如三峽大壩的建設標準是：設計標準是可防千年一遇洪水，校核標準是可防萬年一遇洪水再加10％。意思是說千年一遇洪水條件下大壩仍可正常運轉，萬年一遇再加10%流量的洪水條件下，大壩的正常運行會受影響，但不會對大壩造成結構性破壞。
很多人會誤以為「千年一遇」的洪水就是在一千年內發生一次且僅發生一次，實際上並不是的。「XX年一遇」是一個統計學概念，例如「千年一遇」是指在任意一年內發生這麼大洪水的概率是0.1%。
那麼這個0.1%的概率是怎麼來的呢？以三峽大壩為例：（1）我們在建設大壩前就已經在壩址處觀測了幾十年的水文資料；（2）通過搜集長江流域內其它地方的在歷史上的水文、氣象資料；查閱古籍中對長江洪水的記錄；以及通過地質考察來尋找歷史上的洪水痕迹，然後用這些資料來反演歷史上的洪水情況。綜合這些信息，我們就可以獲得過去數千年乃至數萬年壩址處的洪水情況。
我們把每年最大的洪峰流量從大到小排序，計算「一年內發生大於某一流量的洪水」的頻率，然後畫流量-頻率關係圖。以圖9的為例，我們知道了過去n年內每年的最大流量，這n年內的最大流量大約是5000m3/s（最高處的黑點），那麼這個5000m3/s發生的概率就是1/(n+1)，這裡大約是0.6%，也就是說5000m3/s流量大約是1/0.6%=167年一遇。我們還用曲線把這些點擬合起來（中國一般適用皮爾遜-III型曲線），就可以知道百年一遇（1%頻率）的流量大約是4700m3/s，而千年一遇（0.1%）的流量大約是6400m3/s。
圖9 洪水頻率分布示意圖（一時找不到三峽洪水頻率，用其它地方的代替）
很顯然，設計的防洪標準越高，工程就會越浩大，花費的人力、物力、財力也就越多，我們就要考慮增加投資是否值得。
仍然以三峽工程為例，三峽工程的設計壽命是100年（後期維護保養技術的提高會延長壽命，這裡姑且以100年計算），如果我們不考慮氣候變化或其他動態因素，那麼在這100年內至少發生一次超設計洪水（千年一遇，0.1%頻率）的概率是：
1-(1-0.1%)^100=9.5%
至少發生一次超校核洪水（萬年一遇，0.01%頻率）的概率是：
1-(1-0.01%)^100=0.99%。
也就是說，在大壩壽命內，大壩防不住的洪水是可能出現（9.5%不算小概率），但是把大壩衝垮的洪水不可能出現（0.99%絕對算小概率了）。
按現在的標準，三峽工程動態投資大約是1800億；如果我們為了更安全，把設計標準提高到萬年一遇，校核標準提高到10萬年一遇，那麼投資也是指數增長的，可能就需要1萬多億了。那麼為了這個在壽命內幾乎不會遇到的危險（0.99%），多花費數倍的投資，是否值得呢？所以在制定設計標準時，一定是要算經濟賬的。
2.2 除澇工程
2.3 水土保持工程
2.4 調蓄工程
2.5 河道河岸工程
（後面陸續更新）
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