河海大水利水电工程概论讲义01水资源及水利事业.docx

水利水电工程概论讲义§1水资源及水利事业一、水资源L我国水资源储量总量：27700亿m3,世界第6位地表径流：26700亿m3地下水：8100亿m3(重复计算7100亿m3)人均：2200m3,世界第110位，是世界平均储量的1/4地均：28320m3hm2,世界平均的80%水能蕴藏量/可开发量：世界第1位水能蕴藏量：6.94亿kW可开发量：5.42亿1琳(技)，4.02亿kW(经)分布：西南70%,西北12%,中南10%,华南、华北、东北8%潮汐资源蕴藏量：0.21亿kW淡水总面积：24960万亩可养殖面积：7545万亩流域面积大于IoOkm2的河流5000余条河流长度大于IOOOkm的河流20余条2 .我国水资源的特点(1)绝对量大，人均、亩均占有量少。我国以世界上7%的水、全球陆地6.4%的国土面积和全世界7.2%的耕地养活了世界上21%的人口，因此，我国是一个严重缺水的国家，已被列入全世界人均水资源13个贫水国家之一。(2)空间分布不均，水资源与土地资源、人口资源组合又不平衡。总体：南方水多、人多、地少，西南多；北方水少、人多、地多，东北多。人均：南方是北方的4.4倍；亩均：南方是北方的9.1倍(3)时间分布不均，年际、年内变化大我国位于世界著名的东亚季风区，降水和径流的时间分布很不均匀。A)年际间水量变化大，丰水年和枯水年交替出现，最大年降水量是最小年降水量的162倍；B)年间水量变化大，每年60%的降水集中在夏秋之交的三、四个月，且往往以暴雨形式集中降落，特别是北方地区。3 .水利事业(1)防洪：防止洪水泛滥，保障人民生活及生命财产安全。主要措施：筑坝建库一一拦蓄洪水挖河修堤一一宣泄洪水(2)农田水利：调节农田水分，为作物的稳产高产创造必要的条件主要措施：修渠、建闸，形成良好的灌排系统，达到旱则能灌，涝则能排，并且可以排淤、洗碱，改良土壤。如：南水北调工程。(3)水力发电：利用水能发电，为人民生活及工农业生产提供动力与火电相比，水电具有不需燃料、运行方便、无污染等优点，是一种清洁能源。截至2006年底，中国已开发的水电装机容量约128.57GW,占技术可开发装机容量的23.74%,年发电量416.7TWh,占技术可开发发电量的23.77机2006年，我国水电装机容量位居世界首位，但在我国整个电力装机容量中仅占到20.67%,水力发电量占全国发电量的14.70机其他：(4)水运：利用天然或人工的河、湖及海洋水面进行水上运输(5)给排水：供给城市、乡村人民生活和工矿企业生产所需的优质水(6)渔业：利用天然或人工水域发展水产事业(7)卫生：改善人民的生活和卫生条件二、我国水利建设的成就与发展1 .占代中国是历史悠久的文明古国、水利强国黄河大堤、浙江海塘一一防洪、灌溉；秦渠、汉渠、郑国渠一一农田灌溉灵渠一一连接湘江、桂江；大运河一一沟通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系都江堰一一分洪灌溉，减轻岷江两岸的洪水灾害，灌溉300万亩农田。2 .建国以后，水利工程建设迅速发展水库：83000多座（大于10万m3）,总库容5000亿m3,占径流量的17%灌区：6000多个（大于1万亩），总面积7.2亿亩，占耕地总面积的50%淡水养殖：4575万亩，占可养殖面积的60%开发航道：10.92万公里水电装机容量：1亿kW多，占可开发总量的25%（2004）美国、加拿大、挪威、瑞典等一些发达国家水能资源开发均达50%以上，日本、法国开发程度达70%以上。3 .水利科学技术水平迅速提高:大水库、大电站、高坝泄水流量：单宽流量不断提高、功率世界领先地基处理：混凝土防渗墙、深部岩溶灌浆工艺、预应力锚杆超大地下洞室、高边坡、水工抗震、模型试验、自动控制等技术目前世界上：最高的土石坝是塔吉克斯坦的努列克坝，坝高30Om最高的重力坝是瑞士的大狄克桑斯坝，坝高285m；最高的拱坝是格鲁吉亚的英古力坝，坝高272m；最高的堆石坝是印度的特里坝，坝高26Im最高的面板堆石坝是中国的水布地坝，坝高233m在我国，三峡水库库容393亿m3,是目前国内最大的水库（龙羊峡的库容为247亿m3）；二滩拱坝坝高24Om是我国目前最高的坝；三峡水电站总装机容量为1820万kW（二期2240万kW）,是世界上最大的水电站。金沙江溪洛渡水电站是以发电为主、兼有拦沙、防洪和改善下游航运条件等综合效益的巨型水电枢纽工程，其规模仅次于长江三峡水利枢纽。混凝土双曲拱坝坝高278m,电站装机容量12,600Mly,总库容126亿m3。工程特点：窄河谷、高拱坝、高地震、巨泄量、多机组、高边坡。综合技术难度最大。拱坝高度位于世界最高拱坝之列；枢纽泄洪流量52300m3s,泄洪总功率近1亿kW,为目前世界拱坝枢纽泄洪功率最高水平的3倍；左右岸地下厂房各装9台单机700MW机组，主厂房尺寸：367m31.9m75.1m；调压室：300m23m94m;为世界上最大的地下厂房枢纽泄洪流量1280015400m3s°枢纽布置方案：混凝土拱坝高305m,地下厂房安装6台60万kW水轮机组，主厂房尺寸285.2m×29.4m×68.7m（长X宽X高）。西部工程特点河谷狭窄，两岸山体浑厚，适宜修建高坝巨型水电站。但坝址岩体受断层、软弱岩带、节理裂隙等切割，地质条件复杂。挡水建筑物多为混凝土拱坝，其次为土石坝，重力坝和闸坝引水式电站较少。泄洪流量大。拱坝通常采用坝身孔口泄流和泄洪洞泄流；土石坝由岸边泄洪道+泄洪洞泄流，或采用全泄洪洞。地下工程规模大。河谷狭窄，装机规模大，多采用地下引水发电建筑物；还有泄洪洞、导流洞等地下洞室群。构造断裂发育，地震活动频率高，震级大，烈度高。；工程高边坡突出；施工环境条件差；工程移民少，淹没损失少；电站经济指标优越4.我国水资源开发利用中存在的问题(1)供求矛盾日益突出：一方面有限的水资源难以利用，另一方面许多地区水资源短缺。(2)利用效率不高，损失浪费严重重复利用率是表示水资源利用效率的一个指标。水资源的重复利用率不断提高，而单位产品耗水量不断下降.(3)水资源过量开采后果堪忧许多城市持续超量开采地下水，使地下水储量亏损，地下水水位大幅度下降，形成降落漏斗，并伴随地面下沉。(北京、上海、苏州、无锡)(4)水资源污染严重