第一章 水资源综合利用

1、“水是生命之源，生产之要，生态之基水是生命之源，生产之要，生态之基”一、水利事业一、水利事业除水害：防洪、治除水害：防洪、治涝涝兴水利：水力发电、灌溉兴水利：水力发电、灌溉事关人类生存、经济发展、社会进步，历事关人类生存、经济发展、社会进步，历来是治国安邦的大事。来是治国安邦的大事。二、水资源综合利用二、水资源综合利用不同的兴利部门，对水资源的利用方式各不相不同的兴利部门，对水资源的利用方式各不相同。例如，灌溉、给水要耗水量，发电只利用同。例如，灌溉、给水要耗水量，发电只利用水能，航运则依靠水的浮载能力。这就有可能水能，航运则依靠水的浮载能力。这就有可能也有必要使同一河流或同一地区的水资源，同

2、也有必要使同一河流或同一地区的水资源，同时满足几个水利部门的需要，并且将除水害和时满足几个水利部门的需要，并且将除水害和兴水利结合起来统筹解决。兴水利结合起来统筹解决。这种开发水资这种开发水资源的方式源的方式（hydroelectricity generation）一、水力发电的基本原理一、水力发电的基本原理势能势能(potential energy)(potential energy)动能动能(kinetic energy)(kinetic energy)水体具有的机械能水体具有的机械能（mechanical energymechanical energy）水能水能(hydroenergy)

3、(hydroenergy)转换转换电能电能(electric energy)(electric energy)水力发电水力发电河段的潜在水能河段的潜在水能V1V21122Z1Z2P1P2OOWH1-2取天然河道一河段，设取天然河道一河段，设T T 秒时秒时段内流过两断面的水量为段内流过两断面的水量为W W 米米3 3. .断面断面1-11-1处水流的总能量为处水流的总能量为E1: :断面断面2-22-2处水流的总能量为处水流的总能量为E2: :水体水体W W从断面从断面1-11-1到断面到断面2-22-2所消所消耗的能量为耗的能量为E1-2: :功率功率出力出力(output)N（水能资源）（

4、水能资源）二、河川水能资源蕴储量的估算二、河川水能资源蕴储量的估算N=9.81QH （kw）流量流量落差落差分河段分河段流量：首尾断面的平均值流量：首尾断面的平均值落差：水位差落差：水位差一段河的出力一段河的出力累加累加整条河段的出力整条河段的出力该河的水能蕴储量该河的水能蕴储量全国各地区水能资源蕴储量及可能开发量统计表全国各地区水能资源蕴储量及可能开发量统计表地区地区理论蕴储量理论蕴储量（万（万kwkw）占全国比重占全国比重（）（）可能开发量可能开发量（万（万kwkw）占全国比重占全国比重（）（）西南西南473314733170.070.0232342323467.867.8西北西北8418

5、841812.512.5419441949.99.9中南中南640864089.59.56744674415.515.5东北东北121312131.81.8119911992.02.0华东华东300530054.44.4179017903.63.6华北华北123012301.81.86926921.21.2全国全国67605676051001003785337853100100三、河川水能资源的开发方式三、河川水能资源的开发方式开发原理：开发原理：集中水能集中水能引取流量引取流量集中落差（抬高水位）集中落差（抬高水位）（一）坝式（一）坝式（1）坝后式：）坝后式：厂房在坝下游厂房在坝下游侧，不承

6、受坝侧，不承受坝上游面的水压上游面的水压力。（筑中、力。（筑中、高坝抬水）高坝抬水）坝后式坝后式（2）河床式：）河床式：厂房作为挡水建筑物一部分，承受坝厂房作为挡水建筑物一部分，承受坝上游侧的水压力。（筑低坝或水闸）上游侧的水压力。（筑低坝或水闸）坝式开发方式有时形成较大水库：坝式开发方式有时形成较大水库：可以调节径流：可以调节径流：蓄水式水电站蓄水式水电站不可以调节径流：不可以调节径流：径流式水电站径流式水电站坝式开发特点：坝式开发特点：水头相对较小水头相对较小一般形成蓄水库，电站引用流量大，综合利用效益高。一般形成蓄水库，电站引用流量大，综合利用效益高。投资大，工期长，通常单位造价高。投资

7、大，工期长，通常单位造价高。适用于流量大，坡降缓，且有筑坝条件的河段。适用于流量大，坡降缓，且有筑坝条件的河段。（二）引水式（二）引水式（1）无压引水式：）无压引水式：沿河岸修筑坡度平缓的明渠集中落差沿河岸修筑坡度平缓的明渠集中落差（2）有压引水式：）有压引水式：有压隧洞引水集中落差有压隧洞引水集中落差（二）引水式（二）引水式引水式开发特点：引水式开发特点：水头较高水头较高电站引用流量小，水量利用率差，综合利用效益高。电站引用流量小，水量利用率差，综合利用效益高。无水库淹没损失，工程量小，单价一般较低。无水库淹没损失，工程量小，单价一般较低。适用于河道坡降陡，流量较小或地形、地质条件不适用于河

8、道坡降陡，流量较小或地形、地质条件不允许筑坝的河段。允许筑坝的河段。一般先集中落差，再引水一般先集中落差，再引水（三）混合式（三）混合式如：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件，下游如：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件，下游坡降陡且条件集中较大落差时，采用混合式开发较坡降陡且条件集中较大落差时，采用混合式开发较经济。经济。1、水力发电的原理是什么？、水力发电的原理是什么？思考题：思考题：2、水能资源蕴储量指什么？、水能资源蕴储量指什么？3、水能资源开发方式有哪些？各自特点是什么？、水能资源开发方式有哪些？各自特点是什么？一、防洪一、防洪1、防洪的主要任务：、防洪的主要任务：按照规定的按照规定的

9、防洪标准防洪标准，因地制宜地采取恰当的，因地制宜地采取恰当的工程措工程措施或非工程措施施或非工程措施，以削减洪峰流量，或加大河床的过，以削减洪峰流量，或加大河床的过水能力，保证安全渡汛。水能力，保证安全渡汛。2、防洪的工程措施：、防洪的工程措施：（1）水土保持：）水土保持：封山植树，退耕还林；修建淤地坝等封山植树，退耕还林；修建淤地坝等2、防洪的工程措施：、防洪的工程措施：（2）修筑堤防：）修筑堤防：扩大洪水河床以加大泄洪能力。扩大洪水河床以加大泄洪能力。（3）疏浚河道：）疏浚河道：拓宽和疏浚河槽、消除阻碍水流的障碍物等。拓宽和疏浚河槽、消除阻碍水流的障碍物等。（4）分洪、蓄洪与滞洪：）分洪、

10、蓄洪与滞洪：分洪：在过水能力不足的河段上游适当地点修建分洪分洪：在过水能力不足的河段上游适当地点修建分洪闸，开挖分洪水道，将超过本河段安全泄量的那部分闸，开挖分洪水道，将超过本河段安全泄量的那部分洪水引走。洪水引走。滞洪：利用水池，暂时滞留一部分洪水，待洪峰一过，滞洪：利用水池，暂时滞留一部分洪水，待洪峰一过，腾空库容迎接下次洪水腾空库容迎接下次洪水蓄洪：蓄留一部分或全部洪水，枯水期供兴利部门用。蓄洪：蓄留一部分或全部洪水，枯水期供兴利部门用。二、治涝二、治涝1、治涝的主要任务：、治涝的主要任务：尽量阻止易涝地区以外的山洪、坡水等向本区汇集，尽量阻止易涝地区以外的山洪、坡水等向本区汇集，并防御外河、外湖洪水倒灌；健全排水系统，使能及并防御外河、外湖洪水倒灌；健全排水系统，使能及时排除设计暴雨范围内的雨水，并及时降低地下水位。时排除设计暴雨范围内的雨水，并及时降低地下水位。2、治涝的工程措施、治涝的工程措施（1）修围堤、堵支联圩。）修围堤、堵支联圩。修围堤以免外水入侵。堵塞小沟支汊，并小圩为大圩。修围堤以免外水入侵。堵塞小沟支汊，并小圩为大圩。（2）开渠撇洪。）开渠撇洪。沿山麓开渠，拦截地面径流，引入外河，避免流向圩区。沿山麓开渠，拦截地面径流，引入外河，避免流向圩区。（3）整修排水系统。）整修排水系统。修建排水沟、渠。建排涝泵