目录 第一章绪论 第一节我国的水资源及水利工程建设 引言 一、我国的水资源… 二、水利工程 ..2 三、我国水利工程建设的发展 .5 第二节水利枢纽和水工建筑物 7 引言 一、水利枢红 二、水工建筑物的分类 .8 三、水工建筑物的特点 .9 四、水利水电工程的分等和水工建筑物的分级 10 第三节水利工程管理 11 加强水利工程管理的重要性 二、基木任务.....… 三、工作内容。 .11 四、工程管理内容 11 第四节本课程的内容和学习方法 .13 一、本课程的内容 3 二、本课程的学习方法 13
目 录 第一章 绪 论............................................................................................................................... 1 第一节 我国的水资源及水利工程建设....................................................................................... 1 引言.................................................................................................................................... 1 一、我国的水资源............................................................................................................... 1 二、水利工程...................................................................................................................... 2 三、我国水利工程建设的发展.............................................................................................. 5 第二节 水利枢纽和水工建筑物................................................................................................. 7 引言：................................................................................................................................. 7 一、水利枢纽...................................................................................................................... 7 二、水工建筑物的分类........................................................................................................ 8 三、水工建筑物的特点........................................................................................................ 9 四、水利水电工程的分等和水工建筑物的分级................................................................... 10 第三节 水利工程管理..............................................................................................................11 一、加强水利工程管理的重要性.........................................................................................11 二、基本任务.....................................................................................................................11 三、工作内容.....................................................................................................................11 四、工程管理内容..............................................................................................................11 第四节 本课程的内容和学习方法............................................................................................ 13 一、本课程的内容............................................................................................................. 13 二、本课程的学习方法...................................................................................................... 13
第一章绪论 第一节我国的水资源及水利工程建设 引言 水是自然界一切生命赖以生存不可替代的物质，又是社会发展不可缺少的重要资源。据统计，地球 上水的总量为13.86亿Km,但大部分是不能直接用于生活、工业及农田灌溉的海水占总量的96.54%。 和人类生活息总相关的淡水量仅为0.047亿Km占总水量的0.34%，它包括地表水和浅层地下水， 我们称这部分淡水为水资源。然而随着社会的发展，水资源不同程度地受到污染，造成水质恶化：同时 由于社会生产力的局限及地理因素使某些水资源在目前条件下还得不到充分开发和利用。由此可见，水 资源是极其珍贵的。 本节主要讲述：我国水资源的分布、开发利用，按其所承担的任务分别介绍水利工程及我国水利工 程建设的发展状况 一、我国的水资源 1,我国水资源的分布 ●我国水资源总量 我国多年平均水资源总量为28124.4亿m3,其中河川多年平均年径流量27115.3亿m3,居世界第 六位。由于我国人口多，人均水资源量为21634m3,仅为世界人均水资源占有量的14，列世界第121 位，是世界上水资源贫乏的国家。 。水资源在空间上分布不合理 我国幅员辽阔，自然条件相差悬殊。东南沿海七省区（上海、江苏、福建、广东、广 西、海南、台湾)年均水资源量占全国水资源量的252%，雨水充沛。而西北五省区年均 水资源仅为全国年均水资源量的7.9%，地区内干旱少雨。 ●水资源在时间上分布不合理 年际及年内汛期和枯水期的水量相差很大。在汛期（北方6-9月份为汛期，南方为5~8 月)内可集中全年雨量的60%~80%，而枯水季节或枯水年雨量又很小，雨量的偏多或偏 少往往造成洪涝或干早等自然灾害。如黄河流域1877年~1879年连续三年大早，使晋、冀、 鲁、豫四省因饥饿而死者达1300万人。1931年夏，长江沙市出现63600m3/s的洪峰，水 灾遍及湘、鄂、浙、赣、豫、皖、苏七省206县，淹没农田5000余万亩，灾民800多万 人，被洪水夺去性命者达14.5万人，死于饥饿、瘟疫者不计其数。1998年长江、松花江 流域特大洪水使国家遭受2000多亿元的经济损失。 ●水资源分布与人口、耕地布局不相适应 1
- 1 - 第一章 绪 论 第一节 我国的水资源及水利工程建设 引言 水是自然界一切生命赖以生存不可替代的物质，又是社会发展不可缺少的重要资源。据统计，地球 上水的总量为 13．86 亿 Km3 ,但大部分是不能直接用于生活、工业及农田灌溉的海水,占总量的 96．54％。 和人类生活息息相关的淡水量仅为 0．047 亿 Km3 ,占总水量的 0．34％，它包括地表水和浅层地下水， 我们称这部分淡水为水资源。然而随着社会的发展，水资源不同程度地受到污染，造成水质恶化；同时 由于社会生产力的局限及地理因素使某些水资源在目前条件下还得不到充分开发和利用。由此可见，水 资源是极其珍贵的。 本节主要讲述：我国水资源的分布、开发利用，按其所承担的任务分别介绍水利工程及我国水利工 程建设的发展状况 一、我国的水资源 1．我国水资源的分布 ● 我国水资源总量 我国多年平均水资源总量为 28124.4 亿 m3，其中河川多年平均年径流量 27115.3 亿 m3，居世界第 六位。由于我国人口多，人均水资源量为 2163.4 m3，仅为世界人均水资源占有量的 1/4，列世界第 121 位，是世界上水资源贫乏的国家。 ● 水资源在空间上分布不合理 我国幅员辽阔，自然条件相差悬殊。东南沿海七省区（上海、江苏、福建、广东、广 西、海南、台湾）年均水资源量占全国水资源量的 25.2％，雨水充沛。而西北五省区年均 水资源仅为全国年均水资源量的 7.9％，地区内干旱少雨。 ● 水资源在时间上分布不合理 年际及年内汛期和枯水期的水量相差很大。在汛期（北方 6~9 月份为汛期，南方为 5~8 月）内可集中全年雨量的 60％~80％，而枯水季节或枯水年雨量又很小，雨量的偏多或偏 少往往造成洪涝或干旱等自然灾害。如黄河流域 1877 年~1879 年连续三年大旱，使晋、冀、 鲁、豫四省因饥饿而死者达 1300 万人。1931 年夏，长江沙市出现 63600m3 /s 的洪峰，水 灾遍及湘、鄂、浙、赣、豫、皖、苏七省 206 县，淹没农田 5000 余万亩，灾民 800 多万 人，被洪水夺去性命者达 14.5 万人，死于饥饿、瘟疫者不计其数。1998 年长江、松花江 流域特大洪水使国家遭受 2000 多亿元的经济损失。 ● 水资源分布与人口、耕地布局不相适应
长江流域及以南地区水资原总量占全国总量的81%，人口占全国的547%，人均水量 4170m3,为全国平均值的1.5倍，亩均水资源量4134m3为全国平均值的2.3倍：北方地 区水资源总量占全国水资源总量的14.4%，人口占全国总人口的43.2%，人均水资源量只 有938m3,为全国平均值的35%，耕地占全国耕地的8.3%，亩均水资源量仅454m3,为全 国平均值的26%。由于水土资源和人口组合极不合理造成北方用水过分紧张。 2.我国水资源的开发利用 水资源的开发应首先考虑水资源的现状和开发的可能性，做到统筹兼顾，综合治理、 综合经营，为整个国民经济的发展服务。发电、灌溉、航运、供水、工业生产等用水部门， 要制定合理方案，尽量统一各方矛盾，使水资源得到最有效利用。 建国以后，我国水资源的开发利用以七大水系开发为中心取得了举世著目的成绩。其 中黄、淮、海、辽四流域水资源利用率达到40%，2000年全国可供水量为6678亿m3,与 1980年相比净增供水量1943亿m3。作为农业的基础保证，实现了粮食的自给自足：为我 国工业的发展、城镇人民生活水平的提高提供了水源：干旱地区植树种草、蔬菜果树及畜 牧业等基本用水逐渐得到保障。但是我国人均水资源量及现有的农业、工业用水的利用率 还远低于世界发达国家相应水平。 随着国民经济的高速发展和水体污染程度的日趋严重，现有的水资源开发利用状况已 不适应我国生产力的发展，虽然黄、淮、海、辽四流域水资源利用率较高，但缺水267亿 m3,占缺水总数的64%，而一些出境河流及黄河上游、长江上游、长江中下游两岸、珠江 三角洲等地区则属于余水地区。因此，为达到水资源的合理配置和有效利用，必须充分发 挥现有工程的作用，提高工程效益：节约用水、合理用水：严格执行国家环保法规，控制 污水排放量和排污标准：修建蓄水工程，增加供水能力：对自然缺水区，按国家总体经济 布局的要求，修建跨流域调水工程，在较大范围内解决水资源不平衡问题 二、水利工程 水利工程的概念：指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的 目的而修建的工程。在时间上重新分配水资源，做到防洪补枯，以防止洪涝灾害和发展灌 溉、发电、供水、航运等事业。 水利工程按其所承担的任务可分为： 1.河道整治与防洪工程 河道整治主要是通过整治建筑物和其它措施，防止河道冲蚀、改道和淤积，使河流的 外形和演变过程都能满足防洪与兴利等各方面的要求。一般防治洪水的措施是“上拦下排， 两岸分滞”的工程体系。 .2
- 2 - 长江流域及以南地区水资源总量占全国总量的 81％，人口占全国的 54.7％，人均水量 4170m3，为全国平均值的 1.5 倍，亩均水资源量 4134m3 为全国平均值的 2.3 倍；北方地 区水资源总量占全国水资源总量的 14.4％，人口占全国总人口的 43.2％，人均水资源量只 有 938m3，为全国平均值的 35％，耕地占全国耕地的 8.3％，亩均水资源量仅 454m3，为全 国平均值的 26％。由于水土资源和人口组合极不合理造成北方用水过分紧张。 2．我国水资源的开发利用 水资源的开发应首先考虑水资源的现状和开发的可能性，做到统筹兼顾，综合治理、 综合经营，为整个国民经济的发展服务。发电、灌溉、航运、供水、工业生产等用水部门， 要制定合理方案，尽量统一各方矛盾，使水资源得到最有效利用。 建国以后，我国水资源的开发利用以七大水系开发为中心取得了举世著目的成绩。其 中黄、淮、海、辽四流域水资源利用率达到 40％，2000 年全国可供水量为 6678 亿 m3，与 1980 年相比净增供水量 1943 亿 m3。作为农业的基础保证，实现了粮食的自给自足；为我 国工业的发展、城镇人民生活水平的提高提供了水源；干旱地区植树种草、蔬菜果树及畜 牧业等基本用水逐渐得到保障。但是我国人均水资源量及现有的农业、工业用水的利用率 还远低于世界发达国家相应水平。 随着国民经济的高速发展和水体污染程度的日趋严重，现有的水资源开发利用状况已 不适应我国生产力的发展，虽然黄、淮、海、辽四流域水资源利用率较高，但缺水 267 亿 m3，占缺水总数的 64％，而一些出境河流及黄河上游、长江上游、长江中下游两岸、珠江 三角洲等地区则属于余水地区。因此，为达到水资源的合理配置和有效利用，必须充分发 挥现有工程的作用，提高工程效益；节约用水、合理用水；严格执行国家环保法规，控制 污水排放量和排污标准；修建蓄水工程，增加供水能力；对自然缺水区，按国家总体经济 布局的要求，修建跨流域调水工程，在较大范围内解决水资源不平衡问题。 二、水利工程 水利工程的概念：指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的 目的而修建的工程。在时间上重新分配水资源，做到防洪补枯，以防止洪涝灾害和发展灌 溉、发电、供水、航运等事业。 水利工程按其所承担的任务可分为： 1．河道整治与防洪工程 河道整治主要是通过整治建筑物和其它措施，防止河道冲蚀、改道和淤积，使河流的 外形和演变过程都能满足防洪与兴利等各方面的要求。一般防治洪水的措施是“上拦下排， 两岸分滞”的工程体系
“上拦”是防洪的根本措施，不仅可以有效防治洪水，而且可以综合地开发利用水土 资源。就是在山地丘陵地区进行水土保持，拦截水土，有效地减少地面径流：在干、支流 的中上游兴建水库拦蓄洪水，调节下泄流量不超过下游河道的过流能力。 水库，作为一种蓄水工程，在汛期可以拦蓄洪水，消减洪峰，保护下游地区安全，拦 蓄的水流由于下游水位抬高可以用来满足灌溉、发电、航运、供水和淡水养殖的需要。 水库的形成使库区内造成淹没，村镇、居民、工厂及交通等设施需要迁移重建：水库 水位的升降可能引起岸坡大范围滑坡，影响拦河坝的安全：在地震多发区，还有可能诱发 地震：水库水质、水温的变化使库区附近的生态平衡发生变化。 水库改变了河道的径流，下游河道流量发生了变化。在枯水期，如果电站运行和灌溉 用水，对航运、河道水质改善、维持生态平衡等方面均有利。如不放水，将使河道干涸， 过流能力下降，两岸地下水位降低，影响生态。另外，下泄的清水易冲刷河床，将影响下 游桥梁、护岸等工程的安全。 某些水库上游河道的入库处，由于流速降低，容易发生淤积，使下游河水下泄不畅， 库上游河道容易发生泛滥。因此，应认真研究和正确解决这些问题，充分利用有利条件， 使水库发挥最大效益。 “下排”就是疏竣河道，修筑堤防，提高河道泄洪能力，减轻洪水威胁。这是治标的 办法，不是从根本上防治洪水。但是，在“上拦”工程没有完全控制洪水之前，筑提防洪 仍是一种重要有效的措施，而且要加强汛期的防护、管理、监察等工作，确保安全。 “两岸分滞”是在河道两岸适当位置，修建分洪闸、引洪道、滞洪区等，将超过河道 安全泄量的洪峰流量通过泄洪建筑物分流到该河道下游或其他水系，或者蓄于低洼地区 (滞洪区)，以保证河道两岸保护区的安全。滞洪区的规划与兴建应根据实际经济发展情 况、人口因素、地理情况和国家的需要，由国家统筹安排。为了减少滞洪区的损失，必须 做好通讯、交通和安全措施等工作，并做好水文预报，只有万不得已时才运用分洪措施。 2.农田水利工程 农业是国民经济的基础，通过建闸修渠等工程措施，形成良好的灌、排系统，来调节 和改变农田水分状态和地区水利条件，使之符合农业生产发展的需要。农田水利工程一般 包括： ●取水工程 从河流、湖泊、水库、地下水等水源适时适量地引取水量，用于农田灌溉的工程称之 为取水工程。在河流中引水灌溉时，取水工程一般包括拾抬高水位的拦河坝（闸）、控制引 水的进水闸、排沙用的冲沙闸、沉沙池等。当河流流量较大、水位较高能满足引水灌溉要 求时，可以不修建拦河坝（闸）。当河流水位较低又不宜修建坝（闸）时，可建提灌站， .3
- 3 - “上拦”是防洪的根本措施，不仅可以有效防治洪水，而且可以综合地开发利用水土 资源。就是在山地丘陵地区进行水土保持，拦截水土，有效地减少地面径流；在干、支流 的中上游兴建水库拦蓄洪水，调节下泄流量不超过下游河道的过流能力。 水库，作为一种蓄水工程，在汛期可以拦蓄洪水，消减洪峰，保护下游地区安全，拦 蓄的水流由于下游水位抬高可以用来满足灌溉、发电、航运、供水和淡水养殖的需要。 水库的形成使库区内造成淹没，村镇、居民、工厂及交通等设施需要迁移重建；水库 水位的升降可能引起岸坡大范围滑坡，影响拦河坝的安全；在地震多发区，还有可能诱发 地震；水库水质、水温的变化使库区附近的生态平衡发生变化。 水库改变了河道的径流，下游河道流量发生了变化。在枯水期，如果电站运行和灌溉 用水，对航运、河道水质改善、维持生态平衡等方面均有利。如不放水，将使河道干涸， 过流能力下降，两岸地下水位降低，影响生态。另外，下泄的清水易冲刷河床，将影响下 游桥梁、护岸等工程的安全。 某些水库上游河道的入库处，由于流速降低，容易发生淤积，使下游河水下泄不畅， 库上游河道容易发生泛滥。因此，应认真研究和正确解决这些问题，充分利用有利条件， 使水库发挥最大效益。 “下排”就是疏竣河道，修筑堤防，提高河道泄洪能力，减轻洪水威胁。这是治标的 办法，不是从根本上防治洪水。但是，在“上拦”工程没有完全控制洪水之前，筑堤防洪 仍是一种重要有效的措施，而且要加强汛期的防护、管理、监察等工作，确保安全。 “两岸分滞”是在河道两岸适当位置，修建分洪闸、引洪道、滞洪区等，将超过河道 安全泄量的洪峰流量通过泄洪建筑物分流到该河道下游或其他水系，或者蓄于低洼地区 （滞洪区），以保证河道两岸保护区的安全。滞洪区的规划与兴建应根据实际经济发展情 况、人口因素、地理情况和国家的需要，由国家统筹安排。为了减少滞洪区的损失，必须 做好通讯、交通和安全措施等工作，并做好水文预报，只有万不得已时才运用分洪措施。 2．农田水利工程 农业是国民经济的基础，通过建闸修渠等工程措施，形成良好的灌、排系统，来调节 和改变农田水分状态和地区水利条件，使之符合农业生产发展的需要。农田水利工程一般 包括： ● 取水工程 从河流、湖泊、水库、地下水等水源适时适量地引取水量，用于农田灌溉的工程称之 为取水工程。在河流中引水灌溉时，取水工程一般包括抬高水位的拦河坝（闸）、控制引 水的进水闸、排沙用的冲沙闸、沉沙池等。当河流流量较大、水位较高能满足引水灌溉要 求时，可以不修建拦河坝（闸）。当河流水位较低又不宜修建坝（闸）时，可建提灌站
提水灌溉。 ●输水配水工程 将一定流量的水流输送并配置到田间的建筑物的综合体称输水配水工程。如各级周定 渠道系统及渠道上的涵洞、渡槽、交通桥、分水闸等。 。排水工程 各级排水沟及沟道上的建筑物。其作用是将农田内多余水分排泄到一定范围以外，使 农田水分保持适宜状态，满足通气，养料和热状况的要求，以适应农作物的正常生长。如 排水沟、排水闸等。 3.水力发电工程 水力发电工程的概念：将具有巨大能量的水流通过水轮机转换为机械能，再通过发电 机将机械能转换为电能的工程措施。 水力发电的两个基本要素：落差、流量。为了有效地利用天然河道的水能，常采用工 程措施，修建能集中落差和流量的水工建筑物，使水流符合水力发电工程的要求。在山区 常用的水能开发方式是拦河筑坝，形成水库，它既可以调节径流又可以集中落差。在坡度 很陡或有瀑布、急滩、弯道的河段，而上游又不许淹没时，可以沿河岸修建引水建筑物（渠 道、隧洞)来集中落差和流量，开发水能， 4.供水和排水工程 供水是将水从天然水源中取出，经过净化、加压、用管网供给城市、工矿企业等用水 部门：排水是排除工矿企业及城市废水、污水和地面雨水。城市供水对水质、水量及供水 可靠性上要求很高；排水必须符合国家规定的污水排放标准。 我国水源不足，现有供、排水能力与科技和生产发展以及人民物质文化生活水平的不 断提高不相适应，特别是城市供水与排水的要求愈来愈高：水质污染问题也加剧了水资源 的供需矛盾，而且恶化环境，破坏生态。 5.航运工程 航运包括船运与筏运（木、竹浮运）。发展航运对物质交流、繁荣市场、促进经济和 文化发展是很重要的。它运费低廉，运输量大。内河航运有天然水道（河流、湖泊等）和 人工水道（运河、河网、水库、闸化河流等）两种。 利用天然河道通航，必须进行疏浚、河床整治、改善河流的弯曲情况、设立航道标志， 以建立稳定的航道。当河道通航深度不足时，可以通过拦河建闸、坝的措施抬高河道水位： 或利用水库进行径流调节，改善水库下游的通航条件。人工水道是人们为了改善航运条件， 开挖人工运河、河网及渠化河流，以节省航程，节约人力、物力、财力。人工水道除可以 4
- 4 - 提水灌溉。 ● 输水配水工程 将一定流量的水流输送并配置到田间的建筑物的综合体称输水配水工程。如各级固定 渠道系统及渠道上的涵洞、渡槽、交通桥、分水闸等。 ● 排水工程 各级排水沟及沟道上的建筑物。其作用是将农田内多余水分排泄到一定范围以外，使 农田水分保持适宜状态，满足通气，养料和热状况的要求，以适应农作物的正常生长。如 排水沟、排水闸等。 3．水力发电工程 水力发电工程的概念：将具有巨大能量的水流通过水轮机转换为机械能，再通过发电 机将机械能转换为电能的工程措施。 水力发电的两个基本要素：落差、流量。为了有效地利用天然河道的水能，常采用工 程措施，修建能集中落差和流量的水工建筑物，使水流符合水力发电工程的要求。在山区 常用的水能开发方式是拦河筑坝，形成水库，它既可以调节径流又可以集中落差。在坡度 很陡或有瀑布、急滩、弯道的河段，而上游又不许淹没时，可以沿河岸修建引水建筑物（渠 道、隧洞）来集中落差和流量，开发水能。 4．供水和排水工程 供水是将水从天然水源中取出，经过净化、加压、用管网供给城市、工矿企业等用水 部门；排水是排除工矿企业及城市废水、污水和地面雨水。城市供水对水质、水量及供水 可靠性上要求很高；排水必须符合国家规定的污水排放标准。 我国水源不足，现有供、排水能力与科技和生产发展以及人民物质文化生活水平的不 断提高不相适应，特别是城市供水与排水的要求愈来愈高；水质污染问题也加剧了水资源 的供需矛盾，而且恶化环境，破坏生态。 5．航运工程 航运包括船运与筏运（木、竹浮运）。发展航运对物质交流、繁荣市场、促进经济和 文化发展是很重要的。它运费低廉，运输量大。内河航运有天然水道（河流、湖泊等）和 人工水道（运河、河网、水库、闸化河流等）两种。 利用天然河道通航，必须进行疏浚、河床整治、改善河流的弯曲情况、设立航道标志， 以建立稳定的航道。当河道通航深度不足时，可以通过拦河建闸、坝的措施抬高河道水位； 或利用水库进行径流调节，改善水库下游的通航条件。人工水道是人们为了改善航运条件， 开挖人工运河、河网及渠化河流，以节省航程，节约人力、物力、财力。人工水道除可以