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水利知识自然地理一、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。二、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—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。800mm等降水量线在淮河—秦岭—青藏高原东南边缘一线；400mm等降水量线在大兴安岭—张家口—兰州—拉萨—喜马拉雅山东南端一线。塔里木盆地年降水量少于50mm，其南部边缘的一些地区降水量不足20mm；吐鲁番盆地的托克逊平均年降水量仅5.9mm，是我国的“旱极”。我国东南部有些地区降水量在1600mm以上，台湾东部山地可达3000mm以上，是我国的“雨极”。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。三、我国土壤、植被及土地利用覆盖一个地区植物群落的总称叫做植被。地球上植被分布主要取决于气候和土壤。因此，地球上的气候带、土壤带、植被带是相互平行、彼此对应的。在大尺度的宏观范围内，植被的分布规律遵循着纬向地带性、经向地带性和垂直地带性的规律。我国的耕地、林地、水域和建设用地主要集中在东部和中部地带，而牧草地、未利用土地主要集中在西部地带。四、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。水文水资源一、水文基础知识水文学主要研究地球上水的形成、循环、时空分布、化学和物理性质以及水与环境的相互关系，为人类防治水旱灾害，合理开发和有效利用水资源，不断改善人类生存和发展的环境条件提供科学依据。水文学既是地球科学中一门独立的基础科学，并与气象学、地质学、地理学、生态学等有着密切的联系；又是一门应用科学，广泛地为水利、农业、林业、城市、交通等部门服务。二、水文循环水文循环是指地球上的水分通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流等过程不断转化、迁移的现象。水文循环由一系列复杂的过程和路径组成，由海洋的、大陆的以及各种不同尺度的局部循环系统组成，它们互相联系，周而复始，形成庞大而复杂的动态系统。水文要素是构成某一时间的水文情势的主要因素，是描述水文情势的主要物理量，包括各种水文变量和水文现象。降水、蒸发和径流是水文循环的基本要素。同时，把水位、流速、流量、水温、含沙量、冰凌和水质等列为水文要素。水文要素通常由水文站网通过水文测验加以测定。水文循环过程中某区域在任一时段内，输入的水量等于输出的水量与蓄水变量之和，即水量平衡。水汽输送为大气中的水分被气流从一个地区输送到另一地区，或从低空输送到高空的现象，是水文循环的一个环节，可分为水平输送（水汽输送的主要形式）和垂直输送（成云致雨的重要条件）。三、水资源及其特性地球上各种形态的天然水，包括大气中的水汽和水滴，海洋、湖泊、水库、河流、土壤、含水层和生物体中的液态水，冰川、积雪和永久冻土中的固态水，岩石中的结晶水。人类大量利用的是大气降水、河流、湖泊和水库水、土壤水和地下淡水。地球上水的储量很大，但97.5%是海水，只有2.5%的是淡水。而2.5%的淡水中可供人类利用的淡水资源在数量上是有限的，不足世界淡水储量的1%，即相当全球水储量的0.007%。从我国水资源特点来看，主要有人均占有水量低、区域分布不均匀、与耕地和人口的分布不相匹配、年际变化大等特点。江河径流量是人类的最重要和最经常利用的水资源，全球江河年径流量约为46.8万亿m3，我国约为2.7万亿m3。水资源可以通过水循环不断得到更新。水的更新周期将地球上水的储量分为：永久储量和可以更新的储量。可更新的储量包括大气降水、河流水、湖泊水、土壤水和浅层地下水，也是常指的可利用水资源。四、水资源开发利用水资源开发利用是指通过各种措施对天然水资源进行治理、控制、调配、保护和管理等，在一定时间和地点供给符合质量要求的水量，为国民经济各部门所利用。开发利用水资源的基本原则之一就是合理配置水资源。目前，对水资源承载力没有一个统一公认的定义，一般认为水资源承载力是指在一定流域或区域内，其自身的水资源能够持续支撑经济社会发展规模，并维系良好的生态系统的能力。这种承载能力不是无限的，必须要在保持可持续发展，也就是保证生态用水和环境用水的前提下，再去谈经济发展用水。水资源承载力是决定水资源可持续利用的先决条件，在发展经济的过程中，首先必须考虑水资源承载力，否则就会由于经济的发展而导致生态环境的破坏，最终影响经济的发展和人类的生存。五、水资源节约与保护水资源缺乏对我国经济社会发展的制约日趋明显，人们不得不改变过去单一的开源的做法，而采取节流、开源、保护并举的综合性措施，来满足经济社会对水的需求。因此，对水资源节约也就成为经济社会发展的客观需要。节水型社会是贯彻科学发展观、构建社会主义和谐社会、促进人与自然和谐发展的必然要求，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要组成部分。我国节水型社会建设，重点是建立健全以水资源总量控制与定额管理为核心的水资源管理体系，与水资源承载能力相适应的经济结构体系，水资源优化配置和高效利用的工程技术体系以及自觉节水的社会行为规范体系。水污染是指污染物进入水体，引起水体的物理、化学或生物特性的改变，影响水的正常用途或损害水环境质量，甚至危害人体健康、动植物安全的现象。防治水污染的研究重点是对污染物在水中迁移与转化规律、污染物对人体和其他生物的健康影响、水质监测的新方法与新技术以及控制水污染的有效措施等领域的研究。六、水资源可持续利用可持续发展是指既满足当代人的需求又不损害后代人满足需求的能力。换句话说，就是指经济、社会、资源和环境保护协调发展，它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。为使水资源的可持续利用能保障环境和经济的可持续发展，应当注意近期效益与远景效益的兼顾，从而使水资源的开发利用在时间尺度上是可持续的；应当注意有利于各区域发展的平衡性，从而在区域尺度上是可持续的；要有助于促进该地区的经济社会发展与环境、生态保护的协调性，从而在发展目标间是可持续的；要有助于促进总收益分配的社会公平性，从而在不同团体间是可持续的。七、水能资源广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋热能等资源；狭义的水能资源是指河流水能资源。在自然状态下，水能资源的能量消耗于克服水流阻力，冲刷河床、海岸，运送泥沙与漂浮物等。采取一定的工程措施，可以将水能变为机械能或电能，为人类服务。水力发电是将河流、湖泊或海洋等水体所蕴藏的水能转变为电能的工程技术，其原理．．是利用水体的势能而做功，主要因素是流量与水头。水利工程一、蓄水工程1.蓄水工程的主要功能天然情况下，江河来水量时空分布不均，它与人们用水在时间和水量分配上往往存在着矛盾，解决这种矛盾的主要措施是兴建蓄水工程，也称水库工程。兴建水库是在江河适当地点修建挡水建筑物，拦截水流，抬高上游水位，形成具有一定库容的水库。水库在其上游来水多时，把多余的水量蓄起来，然后根据各用水部门要求适时适量地供水；在汛期还可以起到削减洪峰，减轻下游洪涝灾害的作用；同时，也可以利用大量的蓄水和抬高水位来满足水力发电、航运以及水产等用水部门的需要。这种把天然来水通过水库调节，按用水要求在时间和水量上重新分配的过程，称为水库的径流调节，以达到防洪、供水、发电、航运、水产等综合利用的目的。2.蓄水工程的主要设施及作用为满足综合利用要求，蓄水工程一般由挡水、泄水、输水、专门建筑物组成，它们各自具有不同的作用，但在工程运行中又彼此相互配合，形成一个以拦河坝为主体的多种水工建筑物组成的综合体，称为蓄水枢纽工程或水库枢纽工程，也称为水利枢纽工程。挡水、泄水和输水建筑物是组成蓄水枢纽工程必不可少的一般性水工建筑物；专门建筑物则是根据枢纽工程任务要求而设置的，如水电站、船闸、筏道、鱼道等建筑物。挡水建筑物用以拦截水流、抬高水位、形成水库，承载着巨大的水压力等荷载作用来维持自身及其地基的安全稳定和强度要求，如各种类型拦河坝。拦河坝按其结构特点可分为重力坝、拱坝、支墩坝和土石坝；按泄水条件分为溢流坝和非溢流坝；按筑坝材料分为当地材料坝（如土坝、堆石坝、土石坝、浆砌石坝）和非当地材料坝（如混凝土坝、橡胶坝）；按施工方法和结构形式又可分为多种坝型。各种坝型尽管结构形式和材料不同，但在各种可能荷载组合下都应该是安全的，坝体各部位的应力应变均应是材料和结构所允许的。作用在挡水建筑物的各种外力荷载，按其特性及出现概率大小分为基本荷载和特殊荷载两类。出现概率大，经常起作用的称为基本荷载；出现概率小，偶然起作用的称为特殊荷载。有的荷载对于不同类型建筑