第一章 水資源綜合利用

1、“水是生命之源，生產(chǎn)之要，生態(tài)之基水是生命之源，生產(chǎn)之要，生態(tài)之基”一、水利事業(yè)一、水利事業(yè)除水害：防洪、治除水害：防洪、治澇澇興水利：水力發(fā)電、灌溉興水利：水力發(fā)電、灌溉事關(guān)人類生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，歷事關(guān)人類生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，歷來(lái)是治國(guó)安邦的大事。來(lái)是治國(guó)安邦的大事。二、水資源綜合利用二、水資源綜合利用不同的興利部門(mén)，對(duì)水資源的利用方式各不相不同的興利部門(mén)，對(duì)水資源的利用方式各不相同。例如，灌溉、給水要耗水量，發(fā)電只利用同。例如，灌溉、給水要耗水量，發(fā)電只利用水能，航運(yùn)則依靠水的浮載能力。這就有可能水能，航運(yùn)則依靠水的浮載能力。這就有可能也有必要使同一河流或同一地區(qū)的水資源，同

2、也有必要使同一河流或同一地區(qū)的水資源，同時(shí)滿足幾個(gè)水利部門(mén)的需要，并且將除水害和時(shí)滿足幾個(gè)水利部門(mén)的需要，并且將除水害和興水利結(jié)合起來(lái)統(tǒng)籌解決。興水利結(jié)合起來(lái)統(tǒng)籌解決。這種開(kāi)發(fā)水資這種開(kāi)發(fā)水資源的方式源的方式（hydroelectricity generation）一、水力發(fā)電的基本原理一、水力發(fā)電的基本原理勢(shì)能勢(shì)能(potential energy)(potential energy)動(dòng)能動(dòng)能(kinetic energy)(kinetic energy)水體具有的機(jī)械能水體具有的機(jī)械能（mechanical energymechanical energy）水能水能(hydroenergy)

3、(hydroenergy)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電能電能(electric energy)(electric energy)水力發(fā)電水力發(fā)電河段的潛在水能河段的潛在水能V1V21122Z1Z2P1P2OOWH1-2取天然河道一河段，設(shè)取天然河道一河段，設(shè)T T 秒時(shí)秒時(shí)段內(nèi)流過(guò)兩斷面的水量為段內(nèi)流過(guò)兩斷面的水量為W W 米米3 3. .斷面斷面1-11-1處水流的總能量為處水流的總能量為E1: :斷面斷面2-22-2處水流的總能量為處水流的總能量為E2: :水體水體W W從斷面從斷面1-11-1到斷面到斷面2-22-2所消所消耗的能量為耗的能量為E1-2: :功率功率出力出力(output)N（水能資源）（

4、水能資源）二、河川水能資源蘊(yùn)儲(chǔ)量的估算二、河川水能資源蘊(yùn)儲(chǔ)量的估算N=9.81QH （kw）流量流量落差落差分河段分河段流量：首尾斷面的平均值流量：首尾斷面的平均值落差：水位差落差：水位差一段河的出力一段河的出力累加累加整條河段的出力整條河段的出力該河的水能蘊(yùn)儲(chǔ)量該河的水能蘊(yùn)儲(chǔ)量全國(guó)各地區(qū)水能資源蘊(yùn)儲(chǔ)量及可能開(kāi)發(fā)量統(tǒng)計(jì)表全國(guó)各地區(qū)水能資源蘊(yùn)儲(chǔ)量及可能開(kāi)發(fā)量統(tǒng)計(jì)表地區(qū)地區(qū)理論蘊(yùn)儲(chǔ)量理論蘊(yùn)儲(chǔ)量（萬(wàn)（萬(wàn)kwkw）占全國(guó)比重占全國(guó)比重（）（）可能開(kāi)發(fā)量可能開(kāi)發(fā)量（萬(wàn)（萬(wàn)kwkw）占全國(guó)比重占全國(guó)比重（）（）西南西南473314733170.070.0232342323467.867.8西北西北8418

5、841812.512.5419441949.99.9中南中南640864089.59.56744674415.515.5東北東北121312131.81.8119911992.02.0華東華東300530054.44.4179017903.63.6華北華北123012301.81.86926921.21.2全國(guó)全國(guó)67605676051001003785337853100100三、河川水能資源的開(kāi)發(fā)方式三、河川水能資源的開(kāi)發(fā)方式開(kāi)發(fā)原理：開(kāi)發(fā)原理：集中水能集中水能引取流量引取流量集中落差（抬高水位）集中落差（抬高水位）（一）壩式（一）壩式（1）壩后式：）壩后式：廠房在壩下游廠房在壩下游側(cè)，不承

6、受壩側(cè)，不承受壩上游面的水壓上游面的水壓力。（筑中、力。（筑中、高壩抬水）高壩抬水）壩后式壩后式（2）河床式：）河床式：廠房作為擋水建筑物一部分，承受壩廠房作為擋水建筑物一部分，承受壩上游側(cè)的水壓力。（筑低壩或水閘）上游側(cè)的水壓力。（筑低壩或水閘）壩式開(kāi)發(fā)方式有時(shí)形成較大水庫(kù)：壩式開(kāi)發(fā)方式有時(shí)形成較大水庫(kù)：可以調(diào)節(jié)徑流：可以調(diào)節(jié)徑流：蓄水式水電站蓄水式水電站不可以調(diào)節(jié)徑流：不可以調(diào)節(jié)徑流：徑流式水電站徑流式水電站壩式開(kāi)發(fā)特點(diǎn)：壩式開(kāi)發(fā)特點(diǎn)：水頭相對(duì)較小水頭相對(duì)較小一般形成蓄水庫(kù)，電站引用流量大，綜合利用效益高。一般形成蓄水庫(kù)，電站引用流量大，綜合利用效益高。投資大，工期長(zhǎng)，通常單位造價(jià)高。投資

7、大，工期長(zhǎng)，通常單位造價(jià)高。適用于流量大，坡降緩，且有筑壩條件的河段。適用于流量大，坡降緩，且有筑壩條件的河段。（二）引水式（二）引水式（1）無(wú)壓引水式：）無(wú)壓引水式：沿河岸修筑坡度平緩的明渠集中落差沿河岸修筑坡度平緩的明渠集中落差（2）有壓引水式：）有壓引水式：有壓隧洞引水集中落差有壓隧洞引水集中落差（二）引水式（二）引水式引水式開(kāi)發(fā)特點(diǎn)：引水式開(kāi)發(fā)特點(diǎn)：水頭較高水頭較高電站引用流量小，水量利用率差，綜合利用效益高。電站引用流量小，水量利用率差，綜合利用效益高。無(wú)水庫(kù)淹沒(méi)損失，工程量小，單價(jià)一般較低。無(wú)水庫(kù)淹沒(méi)損失，工程量小，單價(jià)一般較低。適用于河道坡降陡，流量較小或地形、地質(zhì)條件不適用于河

8、道坡降陡，流量較小或地形、地質(zhì)條件不允許筑壩的河段。允許筑壩的河段。一般先集中落差，再引水一般先集中落差，再引水（三）混合式（三）混合式如：當(dāng)河段上游坡降較緩且有筑壩建庫(kù)條件，下游如：當(dāng)河段上游坡降較緩且有筑壩建庫(kù)條件，下游坡降陡且條件集中較大落差時(shí)，采用混合式開(kāi)發(fā)較坡降陡且條件集中較大落差時(shí)，采用混合式開(kāi)發(fā)較經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)。1、水力發(fā)電的原理是什么？、水力發(fā)電的原理是什么？思考題：思考題：2、水能資源蘊(yùn)儲(chǔ)量指什么？、水能資源蘊(yùn)儲(chǔ)量指什么？3、水能資源開(kāi)發(fā)方式有哪些？各自特點(diǎn)是什么？、水能資源開(kāi)發(fā)方式有哪些？各自特點(diǎn)是什么？一、防洪一、防洪1、防洪的主要任務(wù)：、防洪的主要任務(wù)：按照規(guī)定的按照規(guī)定的

9、防洪標(biāo)準(zhǔn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜地采取恰當(dāng)?shù)?，因地制宜地采取恰?dāng)?shù)墓こ檀牍こ檀胧┗蚍枪こ檀胧┦┗蚍枪こ檀胧?，以削減洪峰流量，或加大河床的過(guò)，以削減洪峰流量，或加大河床的過(guò)水能力，保證安全渡汛。水能力，保證安全渡汛。2、防洪的工程措施：、防洪的工程措施：（1）水土保持：）水土保持：封山植樹(shù)，退耕還林；修建淤地壩等封山植樹(shù)，退耕還林；修建淤地壩等2、防洪的工程措施：、防洪的工程措施：（2）修筑堤防：）修筑堤防：擴(kuò)大洪水河床以加大泄洪能力。擴(kuò)大洪水河床以加大泄洪能力。（3）疏浚河道：）疏浚河道：拓寬和疏浚河槽、消除阻礙水流的障礙物等。拓寬和疏浚河槽、消除阻礙水流的障礙物等。（4）分洪、蓄洪與滯洪：）分洪、

10、蓄洪與滯洪：分洪：在過(guò)水能力不足的河段上游適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)修建分洪分洪：在過(guò)水能力不足的河段上游適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)修建分洪閘，開(kāi)挖分洪水道，將超過(guò)本河段安全泄量的那部分閘，開(kāi)挖分洪水道，將超過(guò)本河段安全泄量的那部分洪水引走。洪水引走。滯洪：利用水池，暫時(shí)滯留一部分洪水，待洪峰一過(guò)，滯洪：利用水池，暫時(shí)滯留一部分洪水，待洪峰一過(guò)，騰空庫(kù)容迎接下次洪水騰空庫(kù)容迎接下次洪水蓄洪：蓄留一部分或全部洪水，枯水期供興利部門(mén)用。蓄洪：蓄留一部分或全部洪水，枯水期供興利部門(mén)用。二、治澇二、治澇1、治澇的主要任務(wù)：、治澇的主要任務(wù)：盡量阻止易澇地區(qū)以外的山洪、坡水等向本區(qū)匯集，盡量阻止易澇地區(qū)以外的山洪、坡水等向本區(qū)匯集，并防御外河、外湖洪水倒灌；健全排水系統(tǒng)，使能及并防御外河、外湖洪水倒灌；健全排水系統(tǒng)，使能及時(shí)排除設(shè)計(jì)暴雨范圍內(nèi)的雨水，并及時(shí)降低地下水位。時(shí)排除設(shè)計(jì)暴雨范圍內(nèi)的雨水，并及時(shí)降低地下水位。2、治澇的工程措施、治澇的工程措施（1）修圍堤、堵支聯(lián)圩。）修圍堤、堵支聯(lián)圩。修圍堤以免外水入侵。堵塞小溝支汊，并小圩為大圩。修圍堤以免外水入侵。堵塞小溝支汊，并小圩為大圩。（2）開(kāi)渠撇洪。）開(kāi)渠撇洪。沿山麓開(kāi)渠，攔截地面徑流，引入外河，避免流向圩區(qū)。沿山麓開(kāi)渠，攔截地面徑流，引入外河，避免流向圩區(qū)。（3）整修排水系統(tǒng)。）整修排水系統(tǒng)。修建排水溝、渠。建排澇泵