水利水电工程概论ppt课件
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水利水电工程概论
李宗坤 教授
精品课件
目录
➢ 我国的水资源和水利电力建设概况
➢ 水利枢纽和水工建筑物
➢ 挡水建筑物
➢ 泄水建筑物
➢ 水利枢纽的施工导流
➢ 渠系及渠系建筑物
➢ 水力发电
➢ 水利工程的建设与管理
➢ 水工隧洞
➢ 水工建筑物管理
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第一章 我国的水资源和水利电力建设概况
➢ 水与水资源 ➢ 水资源面临的问题 ➢ 节水与调水 ➢ 我国的水利建设
水是生命的摇篮，是一切生物的命脉。水在维持 人类生存和生态环境方面是不可代替的，是比石 油、天然气、煤更加宝贵的自然资源。因此，保 护水资源、节约用水是一项事关子孙后的极端重 要的事情。
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2、水资源的社会属性：
➢ 社会共享性 ➢ 利与害的两重性 ➢ 多用途性 ➢ 商品性
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1.2 水资源面临的问题
增长型缺水 水质型缺水
人口和经济发展快速增长 污水未达标排放
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我国水资源短缺主要表现在：农业缺水、城市缺水和 生态缺水。
1.农业缺水： 我国全部耕地中只有40%能够确保灌溉，全国正常年 份农业缺水量达300亿立方米(全国总缺水量为近400 亿立方米)。有关资料显示，每年农业因缺水造成的 损失超过1500亿元。
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二、 水资源的特点
1、水资源的自然属性：
➢ 流动性 ➢ 可再生性
是指水资源在水量上的损失（如蒸发、流失、取用等） 后和（或）水体被污染后，通过大气降水和水体自净（或 其他途径）可以得到恢复和更新的一种自我调节能力。
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➢ 有限性
1400000 1200000 1000000
800000 600000 400000 200000
地面径流：长江多年平均径流量10000亿m3， 黄河多年平均径流量560亿m3
黄河经常断流，92年断流70d，95年断流122d，2000年断流180d
时间分布不均
集中在汛期：6～9月份
占全年降雨量：
南方 50％～60％
北方 70%~80%
通过水利工程来兴利除害。
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不可替代性
有的自然资源，是可以替代的或者说可以部分替 代。例如，石油、煤炭缺乏的国家，可以多发展 核电，以替代石化能源。木材缺乏，可以用塑料、 钢铁替代。但是，水对于人类生活，对于工农业 生产，是一种须臾不可缺少的自然资源，是无法 替代的。
0
我国水资源总量丰富，约28124亿m3，居世界第6位； 人均占有量少，约2200 m3，相当于世界人均占有量 的1/4，被联合国列为13个贫水国之一。
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生物水 河流水 沼泽水 大气水 土壤水 湖泊水 永冻层中冰 地下水 冰川与 永久积雪 海洋水
➢ 时空分布不均匀（世界）
3000
2500
2000
降水
1500
径流
1000
500
0
大洋洲 （各岛） 澳大利亚 欧洲 南极洲 南美洲 北美洲 非洲 亚洲
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➢ 时空分布不均匀（我国）
西南诸河 21%
西北诸河 5%
松花江
5%
辽河
1%
黄河
海河2%ຫໍສະໝຸດ 1%淮河3%
珠江
长江
18%
37%
东南诸河 7%
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降雨量：东南沿海地区：1500mm以上 华东、华北：400～800mm 西北： 400mm以下
原因：经济用水挤占生态用水 生态补水工程：扎龙湿地补水、 白洋淀补水等。
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三、水环境污染（水脏）
➢ 原因：人类活动排放的污水、废水量日益增加 ➢ 危害:（1）危害人体健康和生产用水；
（2）加剧水资源短缺危机
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2008年我国河流水质情况
劣Ⅴ类, 20.60%
Ⅴ类, 6.80%
Ⅰ类, 3.50%
原因：水资源分布与耕地分布不匹配
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2.城市缺水：
全国600多个城市中，有400多个城市存在供水不足， 其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总 量为60亿立方米。在32个百万人口以上的特大城市 中，有30个城市长期受缺水困扰 。 原因：人口增加、城镇化和经济社会发展加快。
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3.生态缺水：
走的氮、磷、钾就有4000万t，相当于我国全年生产化肥的 总量。 ➢ 水土流失带来的后果：
生态环境恶化 河床抬高（黄河开封段） 水库淤积（三门峡，小浪底）
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1.3 节水和调水
一、节水
我国农业用水占全国用水量的80％，每年约需水量 4000亿m3，但利用率仅有30～40％，必须采取节水灌溉措施。 如：渠道硬化、管道输水，喷灌、滴灌新技术。
一、洪涝灾害（水多） 1、原因：
水资源时空分布不均 全球气候变化与人类活动影响加剧 城市化发展迅速 江河防洪标准偏低
2、形式：河流洪水、突发洪水、城市洪涝灾害等
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二、干旱缺水（水少）（08年底-09年初）
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缺水类型 资源型缺水
产生原因 降水分布不均、自然地理差异
工程型缺水 供水工程缺乏或老化失修严重
Ⅱ类, 31.80%
Ⅳ类, 11.40%
Ⅲ类, 25.90%
西南诸河区、西北诸河区、长江区、珠江区和东
南诸河区水质较好，符合和优于Ⅲ类水的河长占
95%～64%；
海河区、黄河区、淮河区、辽河区和松花江区水 质较差，符合和优于Ⅲ类水的河长占35%～47%。
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四、水土流失严重 ➢ 水土流失原因：森林覆盖率低，只有12％，居世界120位 。 ➢ 水土流失面积：约367万km2，占国土面积38％。 ➢ 水土流失总量：50亿t/年。仅黄土高原每年因水土流失带
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1.1 水与水资源
水是人类生活和生产劳动所必须的，能 够补给的自然资源。它具有循环性和有限性， 时空分布不均匀性，有利性和有害性。
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一、水资源储量
➢ 全球总量约15亿km3，可利用的淡水总量约 0.38亿km3，仅占全球总量的2.5%，其中约有 0.3亿km3的淡水储藏在极地和冰山冰川之中； 另外相当大的部分埋藏于地下。
➢ 对人类起着重要作用的江河湖泊地表水资源， 其水量的总和约为47万亿m3。
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➢ 中国水资源储量： 河流年平均径流量28000亿m3，居世界
的六位，位于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和 印尼之后。 ➢ 中国水能资源
河川水能资源蕴藏量6.67亿kw，可开发 利用的约3.78亿kw，居世界各国之首。但分布 不均，西南地区占70％，西北占12％，中南占 9.5％，华北、华南、东北仅占8％。
提高工业用水重复率，北京、天津已达到70％。（高 用水量行业定量，超出部分提高水价）
李宗坤 教授
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目录
➢ 我国的水资源和水利电力建设概况
➢ 水利枢纽和水工建筑物
➢ 挡水建筑物
➢ 泄水建筑物
➢ 水利枢纽的施工导流
➢ 渠系及渠系建筑物
➢ 水力发电
➢ 水利工程的建设与管理
➢ 水工隧洞
➢ 水工建筑物管理
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第一章 我国的水资源和水利电力建设概况
➢ 水与水资源 ➢ 水资源面临的问题 ➢ 节水与调水 ➢ 我国的水利建设
水是生命的摇篮，是一切生物的命脉。水在维持 人类生存和生态环境方面是不可代替的，是比石 油、天然气、煤更加宝贵的自然资源。因此，保 护水资源、节约用水是一项事关子孙后的极端重 要的事情。
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2、水资源的社会属性：
➢ 社会共享性 ➢ 利与害的两重性 ➢ 多用途性 ➢ 商品性
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1.2 水资源面临的问题
增长型缺水 水质型缺水
人口和经济发展快速增长 污水未达标排放
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我国水资源短缺主要表现在：农业缺水、城市缺水和 生态缺水。
1.农业缺水： 我国全部耕地中只有40%能够确保灌溉，全国正常年 份农业缺水量达300亿立方米(全国总缺水量为近400 亿立方米)。有关资料显示，每年农业因缺水造成的 损失超过1500亿元。
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二、 水资源的特点
1、水资源的自然属性：
➢ 流动性 ➢ 可再生性
是指水资源在水量上的损失（如蒸发、流失、取用等） 后和（或）水体被污染后，通过大气降水和水体自净（或 其他途径）可以得到恢复和更新的一种自我调节能力。
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➢ 有限性
1400000 1200000 1000000
800000 600000 400000 200000
地面径流：长江多年平均径流量10000亿m3， 黄河多年平均径流量560亿m3
黄河经常断流，92年断流70d，95年断流122d，2000年断流180d
时间分布不均
集中在汛期：6～9月份
占全年降雨量：
南方 50％～60％
北方 70%~80%
通过水利工程来兴利除害。
精品课件
不可替代性
有的自然资源，是可以替代的或者说可以部分替 代。例如，石油、煤炭缺乏的国家，可以多发展 核电，以替代石化能源。木材缺乏，可以用塑料、 钢铁替代。但是，水对于人类生活，对于工农业 生产，是一种须臾不可缺少的自然资源，是无法 替代的。
0
我国水资源总量丰富，约28124亿m3，居世界第6位； 人均占有量少，约2200 m3，相当于世界人均占有量 的1/4，被联合国列为13个贫水国之一。
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生物水 河流水 沼泽水 大气水 土壤水 湖泊水 永冻层中冰 地下水 冰川与 永久积雪 海洋水
➢ 时空分布不均匀（世界）
3000
2500
2000
降水
1500
径流
1000
500
0
大洋洲 （各岛） 澳大利亚 欧洲 南极洲 南美洲 北美洲 非洲 亚洲
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➢ 时空分布不均匀（我国）
西南诸河 21%
西北诸河 5%
松花江
5%
辽河
1%
黄河
海河2%ຫໍສະໝຸດ 1%淮河3%
珠江
长江
18%
37%
东南诸河 7%
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降雨量：东南沿海地区：1500mm以上 华东、华北：400～800mm 西北： 400mm以下
原因：经济用水挤占生态用水 生态补水工程：扎龙湿地补水、 白洋淀补水等。
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三、水环境污染（水脏）
➢ 原因：人类活动排放的污水、废水量日益增加 ➢ 危害:（1）危害人体健康和生产用水；
（2）加剧水资源短缺危机
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2008年我国河流水质情况
劣Ⅴ类, 20.60%
Ⅴ类, 6.80%
Ⅰ类, 3.50%
原因：水资源分布与耕地分布不匹配
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2.城市缺水：
全国600多个城市中，有400多个城市存在供水不足， 其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总 量为60亿立方米。在32个百万人口以上的特大城市 中，有30个城市长期受缺水困扰 。 原因：人口增加、城镇化和经济社会发展加快。
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3.生态缺水：
走的氮、磷、钾就有4000万t，相当于我国全年生产化肥的 总量。 ➢ 水土流失带来的后果：
生态环境恶化 河床抬高（黄河开封段） 水库淤积（三门峡，小浪底）
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1.3 节水和调水
一、节水
我国农业用水占全国用水量的80％，每年约需水量 4000亿m3，但利用率仅有30～40％，必须采取节水灌溉措施。 如：渠道硬化、管道输水，喷灌、滴灌新技术。
一、洪涝灾害（水多） 1、原因：
水资源时空分布不均 全球气候变化与人类活动影响加剧 城市化发展迅速 江河防洪标准偏低
2、形式：河流洪水、突发洪水、城市洪涝灾害等
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二、干旱缺水（水少）（08年底-09年初）
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缺水类型 资源型缺水
产生原因 降水分布不均、自然地理差异
工程型缺水 供水工程缺乏或老化失修严重
Ⅱ类, 31.80%
Ⅳ类, 11.40%
Ⅲ类, 25.90%
西南诸河区、西北诸河区、长江区、珠江区和东
南诸河区水质较好，符合和优于Ⅲ类水的河长占
95%～64%；
海河区、黄河区、淮河区、辽河区和松花江区水 质较差，符合和优于Ⅲ类水的河长占35%～47%。
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四、水土流失严重 ➢ 水土流失原因：森林覆盖率低，只有12％，居世界120位 。 ➢ 水土流失面积：约367万km2，占国土面积38％。 ➢ 水土流失总量：50亿t/年。仅黄土高原每年因水土流失带
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1.1 水与水资源
水是人类生活和生产劳动所必须的，能 够补给的自然资源。它具有循环性和有限性， 时空分布不均匀性，有利性和有害性。
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一、水资源储量
➢ 全球总量约15亿km3，可利用的淡水总量约 0.38亿km3，仅占全球总量的2.5%，其中约有 0.3亿km3的淡水储藏在极地和冰山冰川之中； 另外相当大的部分埋藏于地下。
➢ 对人类起着重要作用的江河湖泊地表水资源， 其水量的总和约为47万亿m3。
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➢ 中国水资源储量： 河流年平均径流量28000亿m3，居世界
的六位，位于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和 印尼之后。 ➢ 中国水能资源
河川水能资源蕴藏量6.67亿kw，可开发 利用的约3.78亿kw，居世界各国之首。但分布 不均，西南地区占70％，西北占12％，中南占 9.5％，华北、华南、东北仅占8％。
提高工业用水重复率，北京、天津已达到70％。（高 用水量行业定量，超出部分提高水价）