水利水電工程

1、第第9 9章章 水利水電工程水利水電工程中國七大江河中國七大江河 項 目長江黃河松花江珠江遼河海河淮河流域面積（萬km2）180.95.255.744.422.926.426.9河長（km）6300546423082214139010901000年均降水深（mm）10704755271469473559889年均徑流量（億m3）9513658623338148228622注 入東海渤海黑龍江南海渤海渤海黃海 洪水是一種自然現(xiàn)象，常造成江河沿岸河谷、沖積平原和河口三角洲、海岸地帶的淹沒。但由于洪水現(xiàn)象的周期性和隨機性特點以及自然環(huán)境的變化和人類活動的影響，這些地帶被淹沒的范圍和時間既有一定的規(guī)律

2、性，又是不固定的和有機率性的。這些受洪水泛濫威脅的地帶，大多仍可被人類開發(fā)利用，從而出現(xiàn)了洪水災害和防洪問題。 洪水的形成及種類： 洪水的形成往往受氣候、下墊面等自然因素與人類活動因素的影響。按地區(qū)可分為河流洪水、融雪洪水、注川洪水、冰凌洪水、雨雪混合洪水、潰壩洪水等六種。我國河流的主要洪水大都是暴雨洪水，多發(fā)生在夏、秋季節(jié)，南方一些地區(qū)春季也可能發(fā)生。以地區(qū)劃分，我國中、東部地區(qū)以暴雨洪水為主，西北部地區(qū)多融雪洪水和雨雪混合洪水?！?8長江大洪水和98嫩江、松花江特大洪水”都是由暴雨洪水形成的。 我國的洪水災害十分頻繁，近四十年來，我國發(fā)生過的較大洪水如下所述我國的洪水災害十分頻繁，近四十年

3、來，我國發(fā)生過的較大洪水如下所述: :19631963年：海河大水。海河南系發(fā)生特大洪水，受淹農(nóng)田年：海河大水。海河南系發(fā)生特大洪水，受淹農(nóng)田440440萬平方米，京廣鐵萬平方米，京廣鐵路中斷。路中斷。19751975年：淮河大水。年：淮河大水。8 8月上旬淮河上游出現(xiàn)罕見的特大暴雨，河南省泌陽縣林月上旬淮河上游出現(xiàn)罕見的特大暴雨，河南省泌陽縣林莊莊3 3天雨量達天雨量達1,605.3mm1,605.3mm，位于暴雨中心地區(qū)的兩座大型水庫失事，河南省有，位于暴雨中心地區(qū)的兩座大型水庫失事，河南省有820820萬萬人口，人口，106106萬平方米耕地遭受嚴重水災，倒塌房屋萬平方米耕地遭受嚴重水災

4、，倒塌房屋560560萬間，死亡萬間，死亡2.62.6萬人。萬人。19811981年：長江上游大水。四川省年：長江上游大水。四川省138138個縣市受災。個縣市受災。19821982年：黃河大水。年：黃河大水。19911991年：淮河、太湖大水?；春邮苎透啬辏夯春?、太湖大水?；春邮苎透?01401萬平方米，受災人口萬平方米，受災人口5,4235,423萬人，萬人，倒塌房屋倒塌房屋196196萬間。萬間。19941994年：西江大水。年：西江大水。19951995年：長江、遼河、松花江大水。該年長江川、湘、鄂、贛四省農(nóng)田受淹成年：長江、遼河、松花江大水。該年長江川、湘、鄂、贛四省農(nóng)田受淹成為

5、為321.4321.4萬平方米，受為人口萬平方米，受為人口8,5268,526萬人。東北遼、吉、黑三省農(nóng)田受淹萬人。東北遼、吉、黑三省農(nóng)田受淹223.2223.2萬平萬平方米，受災人口方米，受災人口1,078.61,078.6萬人。萬人。 1996 1996年：珠江、長江、海河大水。該年全國各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄年：珠江、長江、海河大水。該年全國各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）均不同程度地遭受了洪澇災害，一半以上?。▍^(qū)）嚴重受災，全市）均不同程度地遭受了洪澇災害，一半以上?。▍^(qū)）嚴重受災，全國有國有311311個縣以上城市進水，洪澇成災面積個縣以上城市進水，洪澇成災面積1,182.331,182.33萬萬

6、，受災人口，受災人口2.672.67億人，直接經(jīng)濟損失億人，直接經(jīng)濟損失2,208.362,208.36億元。億元。19981998年：長江、嫩江、松花江、珠江、閩江等流域大水。年：長江、嫩江、松花江、珠江、閩江等流域大水。從大洪水的時序分布來看，百年來，我國有過三次洪水頻發(fā)期。第一從大洪水的時序分布來看，百年來，我國有過三次洪水頻發(fā)期。第一頻發(fā)期是頻發(fā)期是19301930年年19391939年，第二個頻發(fā)期是年，第二個頻發(fā)期是19491949年年19631963年。在頻發(fā)年。在頻發(fā)期內(nèi)七大江河幾乎都爆發(fā)了特大洪水，有的江河甚至連續(xù)出現(xiàn)特大洪期內(nèi)七大江河幾乎都爆發(fā)了特大洪水，有的江河甚至連續(xù)出

7、現(xiàn)特大洪水。進入水。進入9090年代以后，我國正處于第三個洪水高頻期，相繼發(fā)生了年代以后，我國正處于第三個洪水高頻期，相繼發(fā)生了19911991年淮河和太湖大水，年淮河和太湖大水，19941994年西江大水，年西江大水，19951995年長江、遼河、松花年長江、遼河、松花江大水，江大水，19961996年長江中游、珠江及海河大水，年長江中游、珠江及海河大水，19981998年長江、嫩江、松年長江、嫩江、松花江大水。因此，在今后一段時期內(nèi)，還要特別警惕長江、黃河、淮花江大水。因此，在今后一段時期內(nèi)，還要特別警惕長江、黃河、淮河、海河等流域發(fā)生特大洪水。河、海河等流域發(fā)生特大洪水。 都江堰水利工程

8、 都江堰及其示意圖 水利工程目的是控制或調(diào)整天然水在空間和時間上的分布，防止或減少旱澇洪水災害，合理開發(fā)和利用水利資源，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供良好的環(huán)境和物資條件。 水利工程原是土木工程的一個分支，由于水利工程本身的發(fā)展，現(xiàn)在已成為一門相對獨立的學科，但仍和土木工程有密切的聯(lián)系。 水利工程包括農(nóng)田水利工程（排水灌溉）；治河工程；防洪工程；跨流域調(diào)水工程；水利發(fā)電工程；內(nèi)河航道工程等。 治理水害和開發(fā)水利都需要通過水工建筑物來實現(xiàn)。 水工建筑物的類型： 擋水建筑物：阻擋或攔束水流，壅高或調(diào)解上游水位。 以水壩（橫跨河道）和河堤（沿水流方向位于河道兩側(cè)）為代表。 壩的類型有土壩、石壩、混凝土重

9、力壩、混凝土拱壩等。 泄水建筑物：保證從水庫中安全可靠地放泄多余或需要的水量，設(shè)置在壩體上或附近河岸。以溢洪道、水閘為代表。 專門水工建筑物以水力發(fā)電站、升船機和各種輸水渠道為代表。一、防洪工程一、防洪工程 洪水按地區(qū)可分為河流洪水、融雪洪水、注川洪水、冰凌洪水、雨雪混合洪水、潰壩洪水等六種。 控制、防御洪水以減免洪災損失所修建的工程。主要有堤、河道整治工程、分洪工程和水庫等。 按功能和興建目的可分為擋、泄（排）和蓄（滯）幾類。1、擋、擋 主要是運用工程措施擋住洪水對保護對象的侵襲。如用河堤、湖堤防御河、湖的洪水泛濫；用海堤和擋潮閘防御海潮；用圍堤保護低洼地區(qū)不受洪水侵襲等。利用具有擋水功能的

10、防洪工程，是最古老和最常用的措施。2、泄、泄 主要是增加泄洪能力。常用的措施有修筑河堤、整治河道（如擴大河槽、裁彎取直）、開辟分洪道等，是平原地區(qū)河道較為廣泛采用的措施。3 3、蓄（滯）、蓄（滯） 主要作用是攔蓄（滯）調(diào)節(jié)洪水，削減洪峰，減輕下游防洪負擔。如利用水庫、分洪區(qū)（含改造利用湖、洼、淀等）工程等。水庫除可起防洪作用外，還能蓄水調(diào)節(jié)徑流，利用水資源，發(fā)揮綜合效益，成為近代河流開發(fā)中普遍采取的措施。4 4、堤、堤 沿河、渠、湖、海岸邊或行洪區(qū)、分洪區(qū)（蓄洪區(qū)）、圍墾區(qū)邊緣修筑的擋水建筑物。5 5、河道整治、河道整治 控制和調(diào)整河勢，裁彎取直，河道展寬和疏浚等。6 6、水庫、水庫 水庫是用

11、壩、堤、水閘、堰等工程，于山谷、河道或低洼地區(qū)形成的人工水域。水庫的作用有防洪、水力發(fā)電、灌溉、航運、城鎮(zhèn)供水、養(yǎng)殖、旅游、改善環(huán)境等。同時要防止水庫的淤積、滲漏、塌岸、浸沒。水質(zhì)變化和對當?shù)貧夂虻挠绊?。密云水庫梅山水庫梅山水庫磨子潭水庫磨子潭水?岳岳城城水水庫庫 二、農(nóng)田水利二、農(nóng)田水利灌溉工程灌溉工程排澇工程排澇工程渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物 渠道斷面 示意圖矩形矩形復式復式斷面斷面梯形梯形有擋土墻有擋土墻矩形斷面矩形斷面盤山盤山斷面斷面半填半填半挖半挖斷面斷面 渠道的滲透損失及防滲措施渠道的滲透損失及防滲措施 提高渠床土壤的不透水性提高渠床土壤的不透水性 淤填法淤填法 機

12、械壓實法機械壓實法 襯砌渠床襯砌渠床 草皮護面草皮護面 粘土襯砌粘土襯砌 石料襯砌石料襯砌 混凝土及鋼筋混凝土襯砌混凝土及鋼筋混凝土襯砌 渠系建筑物渠系建筑物 交叉建筑物交叉建筑物隧洞隧洞渡槽渡槽倒虹吸管倒虹吸管涵洞涵洞 水閘水閘水閘立體示意圖三、水力發(fā)電三、水力發(fā)電1、水電站開發(fā)方式和主要類型、水電站開發(fā)方式和主要類型 水力發(fā)電除了需要流量q之外，還需要集中落差（水頭）h。而天然的集中落差只有在個別地方才有，那就是瀑布。但畢竟可以利用的瀑布是很少的。 所以，通常要用人工的方法集中落差，可分為以下兩種方式： 壩式開發(fā) 引水式開發(fā) 壩式開發(fā)壩式開發(fā) 用壩來集中落差h，不僅可集中落差h ，還可利用

13、壩所形成的水庫，調(diào)節(jié)流量q。 引水式開發(fā)引水式開發(fā)新豐江水電站新豐江水電站 葛洲壩葛洲壩 三門峽水利樞紐三門峽水利樞紐（水利工程的教訓）（水利工程的教訓） 埃及阿斯旺水電站埃及阿斯旺水電站由攔江大壩、水電站、通航建筑物三部分組成。通航建筑物，升船機。南南 水水 北北 調(diào)調(diào) 工工 程程現(xiàn)代最大人工運河-南水北調(diào)工程 西線工程從長江上游引水入黃河，是解決我國西北地區(qū)和華北部分地區(qū)干旱缺水的戰(zhàn)略性工程，供水范圍為青海、甘肅、陜西、山西、寧夏、內(nèi)蒙六省區(qū)。該工程引水的水源點多，調(diào)水區(qū)的水質(zhì)好，但因地處長江上游，水量相對有限。 中線工程從長江支流漢江的丹江口水庫，通過沿伏牛、太行山的干渠引水至北京，是解決華北水資源危機的一項重大基礎(chǔ)設(shè)施。遠景考慮從長江三峽水庫或以下長江干流引水增加北調(diào)水量?？山鉀Q京、津、冀、豫4省市京廣鐵路沿線的城市供水問題，但工程投資較大。2010年3月26日動工，預計耗資60億。 東線工程從長江下游引水，基本沿京杭運河逐級提水北送，向黃淮海平原東部供水，終點為天津。從長江到天津輸水河道總長1156公里。供水范圍涉及蘇、皖、魯