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水利公共知识一、自然地理（1）我国地势地貌我国地势西高东低，自西向东逐级下降，形成一个层层降低的阶梯状斜面，成为我国地貌总轮廓的显著特征。青藏高原是我国地势的第一级阶梯，平均海拔4000m以上；素有“世界屋脊”之称的珠穆朗玛峰海拔8844.43m，为世界第一高峰，其北部与东部边缘分布有昆仑山脉、祁连山脉、横断山脉，是地势一级、二级阶梯的分界线。地势的第二级阶梯上分布着大型盆地和高原，平均海拔1000～2000m。跨过第二级阶梯东缘的大兴安岭、太行山、巫山和雪峰山，向东直达太平洋沿岸，是我国地势的第三级阶梯，此阶梯上分布着广阔的平原，间有丘陵和低山，海拔多在500m以下。我国地势、地貌特点对河流的影响最显著。我国著名的江河大都发源于第一、第二级地形阶梯上，自西向东流注，沟通了东西之间的交通，加强了沿海与内陆的联系。在地势呈阶梯状急剧下降的地段，河流下切，坡大流急，峡谷栉比，水力资源丰富，适于大型水利水电枢纽工程的梯级开发。（2）我国气候我国的大部分地区位于北温带，气候温和，四季分明，大陆性季风气候是我国气候的主要特点。每年9月至次年4月，干寒的冬季风从西伯利亚和蒙古高原吹来，寒冷干燥，南北温差甚大；每年的4至9月，暖湿的夏季风从东部和南部海洋吹来，普遍高温多雨，南北温差甚小。年降水量的空间分布规律是从东南沿海向西北内陆递减，各地区差别很大。大致是沿海多于内陆，南方多于北方，山区多于平原，山地迎风坡多于背风坡。降水量的时间变化表现在两个方面，即季节变化和年际变化。季节变化是一年内降水量的分配状况，其分配特征是南方雨季开始早，结束晚，雨季长，集中在5～10月；北方雨季开始晚，结束早，雨季短，集中在7～8月。全国大部分地区夏秋多雨，冬春少雨。年际变化是年与年之间的降水分配情况，大多数地区降水量年际变化较大，一般是多雨区年际变化较小，少雨区年际变化较大；沿海地区年际变化较小，内陆地区年际变化较大，而以内陆盆地年际变化最大。干湿状况是反映气候特征的指标之一，一个地方的干湿程度由降水量和蒸发量的对比关系决定，降水量大于蒸发量，该地区就湿润，降水量小于蒸发量，该地区就干燥。干湿状况与天然植被类型及农业等关系密切。我国各地干湿状况差异很大，共划分为4个干湿地区：湿润区、半湿润区、半干旱区和干旱区。（3）我国水系据统计，我国河流总长度约为42万km，流域面积超过100km2的河流达5万多条，流域面积超过1000km2的河流有1500多条。这些河流由水利部的派出机构，即“七大流域机构”进行管理，其名称及机关所在地分别为：长江水利委员会――机关所在地为湖北省武汉市；黄河水利委员会――机关所在地为河南省郑州市；海河水利委员会――机关所在地为天津市；淮河水利委员会――机关所在地为安徽省蚌埠市；珠江水利委员会――机关所在地为广东省广州市；松辽水利委员会――机关所在地为吉林省长春市；太湖流域管理局――机关所在地为上海市。我国的第一大河――长江，全长6397km，发源于青藏高原唐古拉山主峰――各拉丹冬雪山西南侧，干流流经青、藏、滇、川、渝、鄂、湘、赣、皖、苏、沪等11个省、自治区、直辖市，注入东海；黄河全长5464km，为我国第二大河，发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地，流经青、川、甘、宁、内蒙古、晋、陕、豫、鲁等9省、自治区，在山东省注入渤海。我国淡水湖泊主要分布在长江和淮河中下游，如鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖等。鄱阳湖位于江西省北部、长江的南岸，湖水主要依赖地表径流和湖面降水补给，是我国第一大淡水湖。咸水湖泊有青海湖、呼伦湖、纳木错等湖泊。湖泊具有蓄洪、供水、养殖、航运、旅游、维护生态多样性等多种功能，在整个经济社会持续发展中起着重要作用。我国国际河流主要分布在东北、西北和西南三大片区，如流经中俄边境的黑龙江、乌苏里江；流经中朝边境的图们江和鸭绿江；流经中缅边境的澜沧江、怒江；流经中哈边境的伊犁河；流经中吉边境的阿克苏河等。二、水资源（1）水能资源的基本定义及特性水能资源以动能、位能和压能等形式存在于水体中，是可提供动力的水资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源；日常谈及的水能资源管理基本上是狭义的水能资源范畴。水能资源具有以下特性：1）从属性。水资源是集水量、水质、水能、水域和水温等多种要素于一体的综合体。水资源的各种要素是不可分割的，分割其中的任何一项，水资源就不能表现出其完整的资源特性。水能是水量和水位差的函数，必须以水为载体，不能离开水体而独立存在；水能是水资源密不可分的组成部分；水能资源依存于水资源之中，从属于水资源。2）可再生性。受水文循环支配，水资源和水能资源均具有重复再生、循环利用的特点。我国《可再生能源法》也明确了水能是清洁的可再生能源。3）可调节性。受河川径流随机变化的影响，可利用的水能资源的大小是随机变化的。水能开发是对山川水文在时间和空间上的人为调节和再分配，通过筑坝建库，可增加对水能的调蓄能力，提高水能资源的利用程度，同时，可提高供电的灵活性和经济性。对于水库调节能力比较弱的水电站，丰水期与枯水期、丰水年与枯水年的来水量往往相差很大。4）综合利用性。对水能资源的开发是非排他的，除可获得水力发电效益外，还可兼顾防洪、灌溉、供水以及航运等效益。多目标利用的各个方面既相互促进、相辅相成，又相互影响、相互制约，因此要综合协调，以取得最大的整体效益。5）社会公共性。水能开发会引起流域自然环境和生态系统的变化，产生土地淹没、移民等社会问题，水能资源属国家有限自然资源，单纯的垄断性、市场性开发可能引致国家资源的不当分配。因此，水能资源开发不能完全采用市场方式，而必须采取政府统一监管下的准市场方式，进行科学规划、有序开发。6）流域性。水能资源的空间分布、水生态系统和外部影响场等都贮存于流域单元，经济社会发展与之密不可分。水能资源的开发利用往往会对流域上下游、干支流的水文情势及其他用水功能产生重大影响，必须在流域层面上合理开发和统一管理。（2）我国水能资源的分布特点1）总量并不丰富，人均占有量更低。中国水资源总量居世界第六位，人均占有量为2240立方米，约为世界人均的1/4，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。2）地区分布不均，水土资源不相匹配。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国水资源总量的19%。3）年内年际分配不匀，旱涝灾害频繁。大部分地区年内连续四个月降水量占全年的70%以上，连续丰水或连续枯水较为常见。（3）水能资源开发利用的原则水能资源的开发利用，应当坚持统筹规划、合理开发、保护生态、统一管理的原则。（4）水能资源使用年限水能资源使用年限一般为30～50年。三、水利工程（1）水利工程基本情况水利工程:指为了控制、调节和利用自然界的地面水和地下水，以达到除害兴利的目的而兴建的各种工程。（2）水利工程范围为消除水害和开发利用水资源而修建的工程。按其服务对象分为防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、航道和港口工程、供水和排水工程、环境水利工程、海涂围垦工程等。可同时为防洪、供水、灌溉、发电等多种目标服务的水利工程，称为综合利用水利工程。（3）水利工程等级划分工程等别工程规模水库总库容（108m3）防洪治涝灌溉供水发电保护人口（104人）保护农田面积（104亩）保护区当量经济规模（104人）治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性年引水量（108m3）发电装机容量（MW）Ⅰ大⑴型≥10≥150≥500≥300≥200≥150特别重要≥10≥1200Ⅱ大⑵型＜10≥1.0＜150≥50＜500≥100＜300≥100＜200≥60＜150≥50重要＜10≥3＜1200≥300Ⅲ中型＜1.0≥0.10＜50≥20＜100≥30＜100≥40＜60≥15＜50≥5中等＜3≥1＜300≥50Ⅳ小⑴型＜0.10≥0.01＜20≥5＜30≥5＜40≥10＜15≥3＜5≥0.5一般＜1≥0.3＜50≥10Ⅴ小⑵型＜0.01≥0.001＜5＜5＜10＜3＜0.5＜0.3＜10（4）水库水库是人们为了防洪、发电、灌溉、供水、航运等，在山沟或河流的峡口处建造拦河坝，对河川径流在时间和空间上进行重新分配而形成的人工湖泊。水库一般由挡水建筑物、输水建筑物、泄水建筑物构成。（1）挡水建筑物，如大坝，其作用是拦截河流，抬高水位，形成水库；（2）输水建筑物，如输水隧洞、涵洞、输水管，其作用是输送水量，满足灌溉、发电、供水等兴利需求；（3）泄水建筑物，如溢洪道、泄洪洞、泄洪闸，其作用是宣泄洪水，保证大坝安全。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，水库规模等级：大（1）型水库：总库容≥10亿立方米；大（2）型水库：1亿立方米≤总库容10亿立方米；中型水库：0.1亿立方米≤总库容1亿立方米；小（1）型水库：0.01亿立方米≤总库容0.1亿立方米；小（2）型水库：0.001亿立方米≤总库容0.01亿立方米。（5）水电站水电站是指将水能转换为电能的综合工程设施。一般包括由挡水建筑物、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水电站的高水位经引水系统流入厂房推动水轮机发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。（6）大坝按不同的标准，大坝的分类也有所不同。比如，根据抵抗水头压力的机制不同，可分为重力坝和拱坝。重力坝，顾名思义就是利用坝体自身重量来抵抗上游水压力并保持自身稳定，比如著名的三峡大坝就是混凝土重力坝；而拱坝则是像拱桥一样，是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，借助拱的作用将水压力的全部或部分传到河谷两岸的基岩上，比如美国著名的胡佛拱坝。按筑坝材料的不同，可分为土石坝、混凝土坝、橡胶坝、钢闸门坝等。土石坝的断面一般为梯形，由土料、石料等，经过抛填、碾压等方法筑成，是历史最悠久的一种坝型，比如小浪底大坝；橡胶坝是将充满气体或者水的橡胶固定于河床上，用来挡水，主要用于城市景观、河流生态修复等。另外，按施工方式的不同，大坝还可以分为冲填坝、抛石坝、常规浇注的混凝土坝、碾压混凝土坝等。（7）水闸水闸由闸室、防渗排水、消能防冲、两岸连接等四部分工程组成。水闸规模等级：大型水闸：过闸流量≥1000立方米每秒；中型水闸：100立方米每秒≤过闸流量1000立方米每秒；小型水闸：过闸流量100立方米每秒。（8）堤防堤防是沿江、河、湖、海、渠道或水库、行洪区、分滞洪区、围垦区的边缘修筑的挡水建筑物，包括堤身和堤基。依据《堤防工程设计规范》，堤防等级为：1级：防洪标准[重现期（年）]≥100；2级：50≤防洪标准[重现期（年）]100；3级：30≤防洪标准[重现期（年）]50；4级：20≤防洪标准[重现期（年）]30；5级：10≤防洪标准[重现期（年）]20。（9）泵站泵站工程是将电（热）能转化为水能进行排灌或供水的提水设施，是机电排灌工程的核心。通常由水泵、动力机及辅助设备和相应的配套建筑物组成。依据《泵站设计规范》，泵站等级为：大型泵站：设计流量≥50立方米每秒或装机功率≥1万千瓦；中型泵站：10立方米每秒≤设计流量50立方米每秒或0.1万千瓦≤装机功率1万千瓦；小型泵站：设计流量10立方米每秒或装机功率0.1万千瓦。（10）水利工程趣味知识1）四川都江堰，世界上现存历史最悠久的无坝引水枢纽。2）公元1954年，安徽霍山的佛子岭水库竣工。坝体高74.4m，为中国第一座混凝土连拱坝。3）公元1956年，安徽金寨建成梅山水库，坝高88.24m，为中国最高的混凝土连拱坝。4）灵渠是世界最早的有闸运河。5）三峡工程是当今世界最大的水利枢纽工程。它的许多指标都突破了我国和世界水利工程的纪录。6）京杭远河，世界上最长的运河，北京至杭州全长1794km，13世纪开通。7）公元1980年，中国在湖南沅陵建成凤滩坝，高112.5m，为世界最高的混凝土空腹重力拱坝。8）公元1972年，中国湖南青山水轮泵站竣工。总抽水流量15.26m/