2020年06月02日

水利工程

2018-07-22

    水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水,达到除害兴利目的而修建的工程。也称为水工程。水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源,但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程,才能控制水流,防止洪涝灾害,并进行水量的调节和分配,以满足人民生活和生产对水资源的需要。水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物,以实现其目标。

    按目的或服务对象可分为:防止洪水灾害的防洪工程;防止旱、涝、渍灾为农业生产服务的农田水利工程,或称灌溉和排水工程;将水能转化为电能的水力发电工程;改善和创建航运条件的航道和港口工程;为工业和生活用水服务,并处理和排除污水和雨水的城镇供水和排水工程;防止水土流失和水质污染,维护生态平衡的水土保持工程和环境水利工程;保护和增进渔业生产的渔业水利工程;围海造田,满足工农业生产或交通运输需要的海涂围垦工程等。一项水利工程同时为防洪、灌溉、发电、航运等多种目标服务的,称为综合利用水利工程。

    蓄水工程指水库和塘坝(不包括专为引水、提水工程修建的调节水库),按大、中、小型水库和塘坝分别统计。

引水工程指从河道、湖泊等地表水体自流引水的工程(不包括从蓄水、提水工程中引水的工程),按大、中、小型规模分别统计。 提水工程指利用扬水泵站从河道、湖泊等地表水体提水的工程(不包括从蓄水、引水工程中提水的工程),按大、中、小型规模分别统计。调水工程指水资源一级区或独立流域之间的跨流域调水工程,蓄、引、提工程中均不包括调水工程的配套工程。地下水源工程指利用地下水的水井工程,按浅层地下水和深层承压水分别统计。

    特点

    ①有很强的系统性和综合性。单项水利工程是同一流域,同一地区内各项水利工程的有机组成部分,这些工程既相辅相成,又相互制约;单项水利工程自身往往是综合性的,各服务目标之间既紧密联系,又相互矛盾。水利工程和国民经济的其他部门也是紧密相关的。规划设计水利工程必须从全局出发,系统地、综合地进行分析研究,才能得到最为经济合理的优化方案。

    ②对环境有很大影响。水利工程不仅通过其建设任务对所在地区的经济和社会发生影响,而且对江河、湖泊以及附近地区的自然面貌、生态环境、自然景观,甚至对区域气候,都将产生不同程度的影响。这种影响有利有弊,规划设计时必须对这种影响进行充分估计,努力发挥水利工程的积极作用,消除其消极影响。

    ③工作条件复杂。水利工程中各种水工建筑物都是在难以确切把握的气象、水文、地质等自然条件下进行施工和运行的,它们又多承受水的推力、浮力、渗透力、冲刷力等的作用,工作条件较其他建筑物更为复杂。

    ④水利工程的效益具有随机性,根据每年水文状况不同而效益不同,农田水利工程还与气象条件的变化有密切联系。影响面广。

    ⑤水利工程一般规模大,技术复杂,工期较长,投资多,兴建时必须按照基本建设程序和有关标准进行。

可供水量

    可供水量分为单项工程可供水量与区域可供水量。一般来说,区域内相互联系的工程之间,具有一定的补偿和调节作用,区域可供水量不是区域内各单项工程可供水量单相加之和。区域可供水量是由新增工程与原有工程所组成的供水系统,根据规划水平年的需水要求,经过调节计算后得出。

    区域可供水量

    区域可供水量是由若干个单项工程、计算单元的可供水量组成。区域可供水量,一般通过建立区域可供水量预测模型进行。在每个计算区域内,将存在相互联系的各类水利工程组成一个供水系统,按一定的原则和运行方式联合调算。联合调算要注意避免重复计算供水量。对于区域内其他不存在相互联系的工程则按单项工程方法计算。可供水量计算主要采用典型年法,来水系列资料比较完整的区域,也有采用长系列调算法进行可供水量计算。

    蓄水工程

    指水库和塘坝(不包括专为引水、提水工程修建的调节水库),按大、中、小型水库和塘坝分别统计。

    提水工程

    指利用扬水泵站从河道、湖泊等地表水体提水的工程(不包括从蓄水、引水工程中提水的工程),按大、中、小型规模分别统计。

    调水工程

    指水资源一级区或独立流域之间的跨流域调水工程,蓄、引、提工程中均不包括调水工程的配套工程。

    地下水源工程

    指利用地下水的水井工程,按浅层地下水和深层承压水分别统计。

    地下水利用

    研究地下水资源的开发和利用,使之更好地为国民经济各部门(如城市给水、工矿企业用水、农业用水等)服务。农业上的地下水利用,就是合理开发与有效地利用地下水进行灌溉或排灌结合改良土壤以及农牧业给水。必须根据地区的水文地质条件、水文气象条件和用水条件,进行全面规划。

    在对地下水资源进行评价和摸清可开采量的基础上,制订开发计划与工程措施。在地下水利用规划中要遵循以下原则:(1)充分利用地面水,合理开发地下水,做到地下水和地面水统筹安排;(2)应根据各含水层的补水能力,确定各层水井数目和开采量,做到分层取水,浅、中、深结合,合理布局;(3)必须与旱涝碱咸的治理结合,统一规划,做到既保障灌溉,又降低地下水位、防碱防渍;既开采了地下水,又腾空了地下库容;使汛期能存蓄降雨和地面径流,并为治涝治碱创造条件。在利用地下水的过程中,还须加强管理,避免盲目开采而引起不良后果。

    浅层地下水

    指与当地降水、地表水体有直接补排关系的潜水和与潜水有紧密水力联系的弱承压水。

    其他水源工程

    包括集雨工程、污水处理再利用和海水利用等供水工程。

    集雨工程

    指用人工收集储存屋顶

    展望

    当前世界多数国家出现人口增长过快,可利用水资源不足,城镇供水紧张,能源短缺,生态环境恶化等重大问题,都与水有密切联系。水灾防治、水资源的充分开发利用成为当代社会经济发展的重大课题。水利工程的发展趋势主要是:①防治水灾的工程措施与非工程措施进一步结合,非工程措施越来越占重要地位;②水资源的开发利用进一步向综合性、多目标发展;③水利工程的作用,不仅要满足日益增长的人民生活和工农业生产发展的需要,而且要更多地为保护和改善环境服务;④大区域、大范围的水资源调配工程,如跨流域引水工程,将进一步发展;⑤由于新的勘探技术、新的分析计算和监测试验手段以及新材料、新工艺的发展,复杂地基和高水头水工建筑物将随之得到发展,当地材料将得到更广泛的应用,水工建筑物的造价将会进一步降低;⑥水资源和水利工程的统一管理、统一调度将逐步加强。


    研究防止水患、开发水利资源的方法及选择和建设各项工程设施的科学技术。主要是通过工程建设,控制或调整天然水在空间和时间的分布,防止或减少旱涝洪水灾害,合理开发和充分利用水利资源,为工农业生产和人民生活提供良好的环境和物质条件。水利工程包括排水灌溉工程(又称农田水利工程)、水土保持工程、治河工程、防洪工程、跨流域的调水工程、水力发电工程和内河航道工程等。其他如养殖工程、给水和排水工程、海岸工程等,虽和水利工程有关,但现常被列为土木工程的其他分支或其他专门性的工程学科。水利工程原是土木工程的一个分支。由于水利工程本身的发展,逐渐具有自己的特点,以及在国民经济中的地位日益重要,已成为一门相对独立的技术学科,但仍和土木工程的许多分支保持着密切的联系。