水利知识大全

水利知识大全水利知识大全水利知识大全xxx公司水利知识大全文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度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，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，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%是海水，只有%的是淡水。而%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%。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万亿m3，我国约为万亿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物的作用是不同的，如温度荷载在拱坝设计中是必须考虑的基本荷载，而在设有横缝的重力坝设计中一般可不必考虑。泄水建筑物是用以宣泄水库不能容纳的多余洪水或超过调蓄水位多余的水量，以保证工程安全运行，如各种溢洪道、溢流坝、泄洪隧洞等。溢洪道可以与挡水建筑物相结合，位于河床中，称为河床溢洪道（或坝身溢洪道，即溢流坝），这种溢洪道是混凝土重力坝、拱坝常用的泄水方式，工程布置灵活、紧凑、经济，除设置不同型式的表孔溢洪道外，还可以根据不同泄水功能要求，在坝身不同部位设置中孔、深孔和底孔；由于河势、地形、坝型和枢纽布置的困难，也可以在坝外河岸上设置泄水建筑物，统称为河岸溢洪道，河岸溢洪道从流态的区别可分为正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式溢洪道、虹吸式溢洪道。各种不同型式的溢洪道各有其不同的特点和适用条件，在设计中结合河岸的地形、地质、进出口水流条件、泄量大小和技术经济综合分析比较，选择合适的泄水建筑物。泄水隧洞是指水库枢纽中穿越河岸山体建成的封闭式泄水道，按其进水口高低可分为表孔和深孔隧洞，当水库运行要求在较高水位泄洪，并要求随库水位升高而加大泄量时，常采用表孔隧洞；当要求用泄水洞调节库水位或水库有放空、排沙要求时，则采用深孔隧洞。按其洞内过水流态区别，又可分为有压隧洞（沿隧洞全程以满洞有压流态过水的水工隧洞，圆形断面）和无压隧洞（洞内水流呈明流状态的水工隧洞，城门洞形或马蹄形）。泄洪隧洞为保障安全运行和检修工作，一般要设置两道闸门，即控制泄流的工作闸门和检修时挡水的检修闸门。有压隧洞的工作闸门常设于出口，以便于观察、操作和检修；无压隧洞的工作闸门则设在进口，当其闭门挡水时，洞内为无水状态，便于检查和维修。检修闸门均设在进口，且位于工作闸门上游。无压隧洞的洞身断面多采用圆拱直墙形，即城门洞形，当岩石条件较差时也可做成马蹄形断面。有压隧洞水压力较大，为改善衬砌受力条件，一般都采用圆形断面。二、引（输）水工程引（输）水工程指从江河、湖泊等地表水源地引水并输送水到各用水地区，以满足灌溉、工业及生活用水需求的工程体系，主要包括引水枢纽和输水建筑物。1.引水枢纽引水枢纽或取水枢纽，是从河道取水的水利枢纽，其作用是获取符合水量及水质要求的河水，以满足各用水户的要求。引水枢纽分为无坝引水和有坝引水两大类。当河道枯水期的水位和流量能满足取水要求时，可直接在河岸修建引水枢纽，当不能满足上述要求时，则须修建雍水坝或拦河坝，用来抬高水位以满足取水要求。无坝引水枢纽主要由进水闸、冲沙闸、沉沙池及上下游河岸整治等水工建筑物组成；有坝取水枢纽通常由雍水坝（或拦河闸）、进水闸、冲沙闸等雍水、取水以及各种防沙设施组成。2.输水建筑物输水建筑物即输送水的建筑物，如输水渠道、输水隧洞、输水管道等。各种不同类型的输水建筑物可根据地形、地质条件、地貌环境和输水规模合理选择。对于长距离输水工程，有可能同时选用多种型式的输水建筑物，形成一个综合型的输水系统，如南水北调中线工程，渠道、隧洞、管道俱全。以输水渠道为代表，修建在渠道上的其他水工建筑物称为渠系建筑物。按其作用主要分为三类：（1）配水建筑物。用于调节和配置水量的建筑物，如节制闸、分水闸、量水堰、测流槽等。（2）交叉建筑物。渠道水流穿过山梁或跨越溪谷、河流、渠道、交通道路时所修建的建筑物，如隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞等。（3）连接建筑物。渠道通过落差集中处或坡度较陡地段所修建的建筑物，如跌水、陡坡等。渠系建筑物根据需要，结合设置泄水、冲沙、沉沙、等专门建筑物及安全设施。渠系建筑物的形式选择，应根据工程的目标任务，全面考虑地形、地质、建筑材料、施工条件、运用管理、安全经济等各种因素，通过综合比较确定。三、提水工程提水工程即泵站工程，是利用机电提水设备增加水流能量，通过配套设施将水体由低处提升至高处，以满足兴利除害要求的水利工程。它被广泛地应用于防汛排涝、抗旱减灾、农业灌排、市政供排水、工业生产用水及跨流域调水等许多方面。正在进行建设的南水北调东线工程，包括13个梯级泵站，总配套动力达万kW,是目前我国最大的提水工程。泵站工程一般由进水建筑物、泵房、出水建筑物、交通及附属建筑物等组成泵站枢纽。其主要设施及作用：1.进水建筑物进水建筑物包括取水建筑物、引水建筑物、前池、进水池、进水管（流）道等。取水建筑物建于水源岸边或水中，结构型式有取水头部、进水闸、进水涵洞等,其作用是取水、防沙、防洪、调节流量、控制水位及检修时截断水流。引水建筑物有引水涵管、明渠等,其作用是自水源引水至前池，并创造良好的水流状态。前池是引水建筑物与进水池的联结段，其作用是平稳水流，避免强烈的回流和漩涡出现。进水池的作用是供水泵的进水管（流道）或水泵直接进水。进水管（流）道包括进水管道、进水流道（大型泵站），其作用是从进水池平顺地引水，供给水泵。2.泵房建筑物泵房建筑物是安装主机组、辅助设备及电气设备的建筑物，它为机组运行和工作人员提供良好的工作环境。主机组包括水泵、传动设备及动力机，是泵站的核心。主机组将外来能量转换为提升水体的能量。3.出水建筑物出水建筑物包括出水管（流）道、出水池或压力箱涵,其作用是将水泵抽出的水体压向出水池，消除管口出流余能，使之平顺地流入输水管渠或容泄区，并设有防止停机倒流设备。提水泵站的设计参数主要是设计流量和设计扬程,它们是水泵选型和泵站建筑物设计的依据,并直接影响到泵站规模、设备投资及泵站效益。因此，设计流量和设计扬程的选择，也需要根据泵站功能，科学合理地分析计算后确定。泵是一种流体机械，抽吸水体的泵称为水泵。水泵的种类很多，性能范围十分广泛，按作用原理可分为叶片式泵、容积式泵以及射流泵、水锤泵等。其中，叶片式泵是应用最广泛的水泵。叶片泵按叶轮对液体的作用原理，又分为离心泵、轴流泵及混流泵三种基本泵型。离心泵属于高扬程叶片泵，其扬程范围从十几米到数千米，流量相对较小。轴流泵属于低扬程叶片泵，其扬程范围从一米到十几米，流量较大。混流泵性能介于离心泵和轴流泵之间。在设计中，泵型选择可根据设计扬程、设计流量、机组大小、台数、工作效率、水力特性、维修管理、工程投资、运行费用等综合分析比较选定。合理地设计泵房，对节约工程投资，延长机电设备使用寿命，保证安全和经济运行都具有重要意义。影响泵房结构型式的主要因素有水泵及动力机的类型与构造、水源水位变化、站址地基条件、枢纽布置、施工条件及采用的建筑材料等因素。常用的泵房结构型式有分基型泵房、块基型泵房、干室型泵房、湿室型泵房。四、水力发电工程水力发电工程是将河流中水体所蕴藏的水能转换为电能而修建的水工建筑物和设置水力机械、电气设备的综合水力发电枢纽，也称水力发电站，简称“水电站”。开发水电的主要措施是集中水头、调节径流、安装水力机械和发电装置，以及相应的配套设施。1.水电站的主要设施及作用（1）挡水建筑物：用于集中水头，调节径流的建筑物。一般为坝或闸。（2）引水建筑物：用以将水源地用于发电的水量引送到水轮机室的建筑物。一般有明渠、隧洞、管道等。（3）水电站厂房：用于装置水轮机、发电机及其附属设备和辅助生产设施的建筑物，通常由主厂房和副厂房组成，小型水电站也可不设副厂房。（4）水轮发电机组：用于将水能转变为机械能再转化为电能的水力机械发电设备。由水轮机、发电机及其机械、电气控制设备组成的成套水力发电设备。（5）变压、配电设施：用于安装变压器的变压器场及安装高压开关的开关站。2.水电站的基本布置型式（1）坝式水电站：其水头由拦河坝来集中，并直接从坝前取水发电。根据坝和厂房的相对位置，又可分为坝后式水电站和河床式水电站。（2）引水式水电站：其水头和水量均由引水道形成和输送。根据引水道是否有压，又可分为无压引水式水电站和有压引水式水电站。（3）混合式水电站：由拦河坝和引水道共同集中水头的水电站。防洪抗旱一、洪灾及涝灾1.洪水灾害成因及特征洪水是一种峰高量大、水位急剧上涨的自然现象。洪水一般包括江河洪水、城市暴雨洪水、海滨河口的风暴潮洪水、山洪、凌汛等。就发生的范围、强度、频次、对人类的威胁性而言，我国的大部分地区以暴雨洪水为主。天气系统的变化是造成暴雨，进而引发洪水的直接原因，而流域下垫面特征和兴修水利工程可间接或直接地影响洪水的特征及其特性。洪灾具有以下四个特征：不确定性、共沾性或社会性、地域性和损失多样性。2.涝灾成因农田的涝或渍是一定的气候、水文、土壤、地形、土地利用的综合结果。高强度或长历时的雨量产生的径流，上游地区下泄的水量，河道决堤或漫溢，均可以造成地面积水成涝。当地下水位高、土壤入渗率低、地势低洼、排水条件差时，涝灾情况尤为严重。二、洪水预报与防汛管理洪水预报一般分为河段洪水预报和降雨径流预报。河段洪水预报方法是以河槽洪水波运动理论为基础，预报河段下游某站的水位和流量的方法。降雨径流预报方法则是按降雨径流形成过程的原理，利用流域内的降雨资料，预报出流断面的洪水的方法。洪灾不但造成物质财富损失，还可能威胁到人民生命，在相当一个时期内产生一系列不良后果，打乱社会秩序。因此，当汛期来临时，有关部门都把防汛工作放在各项工作的首位。由于洪水发生的大小及其发生时间具有随机性，要彻底防止洪灾是不可能的。因此，防洪的目的主要在于防止某一防洪标准下的洪水灾害和减少超标洪水的损失。防洪工作实行全面规划、统筹兼顾、预防为主、综合治理、局部利益服从全局利益的原则。国务院水行政主管部门在国务院的领导下，负责全国防洪的组织、协调、监督、指导等日常工作。国务院水行政主管部门在国家确定的重要江河、湖泊设立的流域管理机构，在所管辖的范围内行使法律、行政法规规定和国务院水行政主管部门授权的防洪协调和监督管理职责。国务院建设行政主管部门和其他有关部门在国务院的领导下，按照各自的职责，负责有关的防洪工作。县级以上地方人民政府水行政主管部门在本级人民政府的领导下，负责本行政区域内防洪的组织、协调、监督、指导等日常工作。县级以上地方人民政府建设行政主管部门和其他有关部门在本级人民政府的领导下，按照各自的职责，负责有关的防洪工作。三、旱灾1.旱灾成因植物耗水多于吸水，导致植物体内水分过度亏缺而受害的现象称为干旱。其主要原因是长时期降水偏少，造成气候干燥，土壤缺水，使农作物体内水分发生亏缺，影响正常生长发育，从而造成农业减产。2.抗旱农田旱情是农业生产中至关重要的因素，而土壤水分含量则是农田旱情的重要指标。旱情监测主要是对土壤水分进行监测，用以判断作物缺水状况。土壤水分的测定方法很多，但大致可分为取样测定法和定位测定法两大类。取样测定法常用的主要是烘干法，定位测定法包括非放射性方法和放射性方法。近年来，遥感技术也应用到土壤水分的监测中。旱情预报是对农作物耕作层土壤水分的增长和消退程度进行预报，目前常用的方法多为探求土壤含水量的变化规律及其与主要影响因素之间的关系，预报单站或区域未来土壤水分的增减情况及其对作物生长的影响程度。我国北方地区在缺乏灌溉的条件下，土壤“水库”的主要水源几乎全部来自于大气降水，如土壤不能充分保住雨季的降水，就会发生土壤干旱。通过加强农田水利基本建设、改良土壤、改进耕作栽培技术、运用秸秆、地膜覆盖保墒和田间集水保墒等措施可以减少旱情对农业的影响。农村水利一、农田灌溉1.土壤水与土壤含水量吸附于土壤颗粒上和存在于土壤孔隙中的水，称为土壤水。土壤水有吸湿水、薄膜水、毛管水、重力水等四种类型。土壤水是循环水的一部分，也是作物需水的基本来源。土壤水主要来源于大气降水和灌溉等。大气中的水汽凝结和借毛管力上升的地下水，也可成为土壤水。研究土壤水的变化规律，对农田灌溉、除涝防渍、治理盐碱地和改善生态环境有一定作用。土壤含水量是研究土壤水运动和变化规律的基础数据。土壤含水量常用重量含水量和容积含水量表示。孔隙全部被充满水的田间土壤，经过一定时间排水后所能持留的水量叫田间持水量，通常以该土层内的平均土壤含水量表示。它是有效土壤水范围的上限。在灌溉管理中以田间持水量作为控制灌水定额的允许最大土壤含水量。这种情况下不产生深层渗漏。土壤允许最小含水量应大于凋萎系数，一般取田间持水量的60％。2.作物需水与灌溉制度作物全生育期或某一时段内正常生长所需要的水量叫做作物需水量。由于构成作物组织的水量很少，可以忽略不计，常以作物蒸腾与株间蒸发量之和，即蒸发蒸腾量作为作物需水量。作物需水量是决定作物灌溉制度、灌溉用水量和灌溉引水流量的基本参数，也是制定水利规划，灌区规划设计和灌区水管理的重要依据。作物需水量可以通过实测途径取得。缺乏实测资料时，也可采用水面蒸发量等气象因子通过经验公式计算得出。根据作物需水量特性和当地气候、土壤、农业技术及灌水技术等因素制定的灌水方案叫灌溉制度。灌溉制度主要包括灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额。灌溉制度是规划和设计灌溉工程的基本资料，也是编制和执行灌区用水计划的重要依据。制定灌溉制度有3种方法：一是根据当地灌溉实践经验；二是依据灌溉试验资料；三是利用农田水量平衡原理分析计算。3.灌水技术灌水技术是指把渠道或管道中的灌溉水分配到田间各地块所采取的技术措施，也叫灌水方法。灌水技术大致可分为两类，第一类是地面灌溉，它是把水引进畦田，灌水沟或格田，让水在地面流动过程中或停留一段时间渗入土壤。旱作物采取的沟灌、畦灌、草场的漫灌，水稻采用的格田灌溉都属于这类方法。由于这种方法简便，是目前应用最普遍的一种灌水技术。第二类是用管道把具有一定压力的灌溉水输送到田间，再采用喷头或灌水器把水喷洒（滴）到作物根系集中区的土壤，包括喷灌、微喷、滴灌等，它属于机械化、半机械化或自动化灌水技术。具有省工、省地、省水、有利于促使作物增产等多种优点。作为与现代农业相配套的灌水技术，逐步推广应用。二、农业节水农业节水体系由水资源的合理开发利用与配置、输配水系统的节水、田间灌溉过程的节水、作物生长水分转化过程的节水、用水管理的节水和农艺措施的节水等多种措施组成。农业节水涉及农业用水结构与农业生产布局、水资源优化配置、工程措施、农艺与生物措施、管理措施等许多方面，是一个完整的系统工程。（1）要根据当地水资源承载力和自然经济社会条件，调整农业结构、农业生产布局和作物种植结构。水资源短缺地区应限制种植高耗水作物。（2）要合理利用多种水源。渠灌区要因地制宜实行井渠结合，引水、蓄水、提水相结合，有条件的地方，回灌补给地下水。重视灌溉回归水、污水、微咸水等劣质水的利用。不具备发展灌溉的地区，采取多种方式集蓄雨水，解决抗旱播种、保苗用水。（3）完善工程节水措施。对渗漏严重的渠道进行防渗处理，推广以管道代替土渠输水。平整土地，调整沟畦规格，改进地面灌水技术。有条件的地方，推广喷滴灌技术。完善渠系上的输配水控制性建筑物，配套量水设施。（4）推广农艺节水措施。采用深耕松土、增施有机肥等方法增加土壤蓄水能力；推广少耕免耕为主的保护性耕作技术，减少水土流失；采用秸秆覆盖和地膜覆盖，提高土壤保墒能力；施用生物抗旱剂和土壤保水剂，抑制作物蒸腾，减少作物水分消耗，提高土壤吸水保水能力；选育和推广耐旱品种。（5）健全管理节水措施。严格控制各个地区用水总量和灌溉用水定额，推广水稻控制灌溉和旱作物非充分灌溉制度；健全农业节水政策法规和技术标准；建立合理的水价形成机制和水费计收办法，用经济杠杆促进节水；通过建立农民用水协会等方式，调动农民参加节水的积极性；完善农业节水社会化服务体系；加强节水器材设备的生产和市场监管。三、农村饮水安全1.农村引水安全标准水利部、卫生部2004年11月颁布了《农村饮用水安全卫生评价指标体系》，规定农村饮用水安全卫生评价指标体系分安全和基本安全两个档次，由水质、水量、方便程度和保证率四项指标组成。四项指标中只要有一项低于安全或基本安全最低值，就不能定为饮用水安全或基本安全。水质：符合国家《生活饮用水卫生标准》要求的为安全；符合《农村实施〈生活饮用水卫生标准〉准则》要求的为基本安全。水量：获得的水量不低于40~60L/（人·d)为安全；不低于20~40L/(人·d)为基本安全。根据气候、地形、水资源条件和生活习惯将全国分为5个类型区，不同地区有更细的规定。方便程度：人力取水往返时间不超过10min为安全，取水往返时间不超过10~20min为基本安全。保证率：供水保证率不低于95％为安全；不低于90％~95%为基本安全。2.保障农村饮水安全的主要措施解决我国农村饮水安全，要“统筹规划，突出重点，防治结合，综合治理，因地制宜，注重实效，建管并重，完善机制”。（1）要从实际出发，全面安排，突出重点，分步实施。要与新农村和小城镇建设规划相衔接，近期与远期相结合，统筹考虑饲养畜禽和第二、第三产业用水需求。“十一五”期间重点解决高氟水、高砷水、苦咸水、污染水、微生物病害等严重影响身体健康的水质问题，以及局部地区的严重缺水问题。（2）要保护好饮用水源，划定水源保护区，防止水源受到污染和人为破坏。引导农民科学施用化肥、农药，减少面源污染，加强农村废污水、垃圾、粪便处理；加强水质监测，建立水质监测体系。（3）要做好区域供水工程规划，水质、水量并重，合理选择水源、工程型式、供水规模和水质净化措施。有条件的地方，提倡发展适度规模的集中供水，供水到户；制水成本高的地区，提倡分质供水；山丘区居住分散的农户，可采用分散式供水。（4）解决农村饮水安全，主要由各级地方政府负责，有关部门要分工负责，密切配合；要加强前期工作，严格项目审批程序；改进建设和管理办法，落实管理主体责任；对建成的工程，要建立良性运行机制。四、除涝排水1.农田排水农田排水是改善农业生产条件，提高农作物产量的主要措施之一。在湿润或半湿润地区，因降雨过多或过于集中，造成地面积水，地下水位过高和土壤水分过多，容易导致涝、渍灾害。在干旱和半干旱地区，在发展灌溉的同时，要健全排水系统，控制地下水位，防止土壤盐碱化。目前农田内部的排水方式有明沟、暗管和竖井等几种。农田排水标准有治涝标准、排渍标准和防盐标准。排涝标准以排除某一可能发生的暴雨径流，而不造成作物显著减产为标准。一般采用3~5年或5~10年一遇的暴雨量作为指标。除此之外，还规定了排除时间，如3日暴雨5日排除等。排渍标准是指排水系统降低地下水位，控制调节田间水分状况的能力。常以不同作物在不同生育期雨后一定时间内地下水位允许埋藏深度为指标。防盐标准是指排水系统防止土壤返盐的能力，一般以地下水临界深度为指标。农田排水系统的规划要尽量使各级沟道布置在控制范围的最低处，下级沟道要使上级沟道排水通畅，不发生壅水；尽量做到高水高排，自流排水；各级沟道的布置要与灌溉渠系、土地利用规划以及道路、林带、行政区等相协调，便于管理。2.盐碱地改良盐碱地的产生原因主要有以下几点：一是气象因素，雨量不足的情况下，地表蒸发强烈，使地下水矿化度提高，表土盐分逐渐积累；二是土壤因素，成土母质含有较高原生盐分，沙性强，孔隙率高，毛管孔隙对地下水的传输能力强，容易把盐分带到地表；三是地下水因素，地下水矿化度高，地下径流缓慢，成为土壤盐分聚集的源泉；四是地形因素，低洼平原地区排水不畅，地下水水平方向运动迟缓，造成地下水蒸发浓缩，淡化困难。总的来说，盐碱地的盐分遵循“盐随水来，盐随水去”的规律运动。防治土壤盐碱化要采取综合措施。一是要完善排水工程体系，把地下水位控制在临界深度以下，在灌溉、降雨和冲洗等措施下，使从土壤中淋洗出的含盐地下水及时排除区外，促使土壤逐步脱盐；二是利用非灌溉季节的淡水灌入农田，冲洗溶解土壤中的盐分，然后排除，加快土壤脱盐；三是“种稻治碱”；四是“井渠结合”，通过对地表水和地下水的联合调度，既满足作物灌溉，又把地下水控制在临界深度以下；五是农艺和生物措施，包括种植绿肥作物，增施有机肥，施用石膏，及时中耕松土、切断土壤毛细管等。水土保持一、水土流失成因及影响因素在水力、风力、重力、冻融等外营力作用下，水土资源和土地生产力遭到破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失，称为水土流失。水土流失的形式除雨滴溅蚀、片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、切沟侵蚀等典型的土壤侵蚀形式外，还包括河岸侵蚀、山洪侵蚀、泥石流侵蚀以及滑坡等侵蚀形式。造成水土流失的主要因素有自然因素和人类活动因素。影响水土流失的自然因素主要有：①气候，如降水量、降雨强度、风速等；②地形，如坡度、坡长、坡面形状、沟壑密度等；③地质，如岩石的风化性、坚硬性、透水性等;④土壤，如土壤透水性、抗蚀性、抗冲性等；⑤植被，如植被种类、覆盖度等。加剧水土流失的人类活动因素主要有：滥垦乱伐、陡坡开荒、顺坡耕种、过度放牧、铲挖草皮、乱弃矿渣废土等。二、水土保持措施水土保持是在水土流失地区，为防止水土流失，保护、改良与合理利用水土资源而采用的农业耕作措施、林草措施和工程措施的总称。农业耕作措施也称为水土保持农业技术措施，主要包括：①以改变小地形为主的耕作技术，有沟垄耕作、坑田、新式圳田；②增加植被覆盖度或被覆时间;③保留残茬，用秸秆、地膜或砂卵石覆盖地面；④免耕、少耕。水土保持林草措施包括在水蚀和风蚀地区营造水土保持林、水源涵养林、农田防护林、因沙造林以及封山育林、封山育草、人工种草、天然草地改良、合理放牧等。水土保持工程措施包括山坡水保工程、沟道治理工程、山洪排导工程、小型蓄水供水工程。山坡水土保持工程主要有梯田、拦水沟埂、水平沟、水平阶、鱼鳞坑、山坡截留沟、水窖、蓄水池、挡土墙等。沟道治理工程措施主要有沟头防护工程、谷坊、拦沙坝、淤地坝、沟道护岸工程和引洪漫地等。山洪导排工程有排洪沟、导流堤等，小型蓄水供水工程有小水库、塘堤、引水渠等。多种水土保持措施要有机结合，坡沟兼治，上下游治理统一规划。水土保持监测是通过遥感地面定位观测、模拟实验和流域调查、对比分析等途径，全面、系统、准确地掌握水土流失现状、水土流失成因、治理措施及产生的效益，为不断加强和改进水土保持工作提供基础数据和科学依据。水力发电一、水能资源与河流水电开发1.水能资源的特点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。河流水能有以下特点：（1）水能是再生能源。河流水能是河流水体在自然界水文循环过程中潜在的能源资源。在太阳的作用下，水文循环周而复始，永不停止。因此，水能资源具有重复再生、永不枯竭的特点。在能源分类中，水能和太阳能、风能、海洋能、生物质能同属于再生性能源。（2）水能是清洁能源。水能是水体中自然蕴藏的物理能，在开发转换为电能的过程中不发生化学变化，不排出有害物质，对空气和水不产生污染，属清洁能源。（3）水能可迅速转化为电能。水能在人工措施作用下形成水体蓄能，由水体蓄能转换为机械能，再转化为电能几乎是同时完成。能量转换运行操作灵便，是电力系统最好的调峰、调频和事故备用电源，对改善电力系统运行状况，提高电能质量，具有重要作用。（4）水能开发具有综合利用效益。大中型蓄水枢纽工程开发利用水能资源时，具有较好的径流调节性能，可同时兼顾防洪、供水、发电、航运、水产等综合利用要求。因此，水能开发要综合考虑各用水部门的合理要求，以取得整体效益最优为原则。小型水库和引水式水电站，受天然河道径流变化的影响大，径流调节性能差，很难满足综合利用要求。（5）水能开发对社会、环境、资源影响大。修建大中型水库枢纽工程，有可能淹没一些耕地、生物、矿产、文物、景观等资源，要迁移较多的城镇、居民，要影响到河流水生态和正常的水循环，以及各种交通、电力、通信等基础设施。因此，开发利用水能资源，要权衡利弊，综合论证，科学决策。2.梯级水电开发从河流或河段的上游到下游，呈阶梯形地修建多级水电站，以充分利用河流水能资源的开发方式。在河流梯级开发规划中，首先要充分了解和掌握河流或河段的地形、地质、水文、社会经济和生态环境等基本特性资料，初步拟定可能开发的梯级电站站址。按照水能资源的基本控制因素，比较理想的梯级开发方案是多级水电站正常蓄水位和尾水位上下梯级相衔接，或略有重叠，以充分利用河流的落差。但在某些局部河段，由于有大批的耕地、重要的居民区、城镇、交通设施、文物古迹或生态环境保护区等，为了避免造成代价过大的淹没损失，经过多学科论证，应该放弃这一河段落差的利用，成为不连续阶梯式的开发方式。因此，河流水利水能资源的综合利用和梯级开发布局是一项十分复杂的工作，必须慎重处理好开发和保护的关系。3.跨流域水电开发利用相邻流域之间水体的高程差，将一个流域的部分水量引到另一个流域进行发电的开发方式。根据相邻流域的地形、地貌状况不同，跨流域水电开发有以下两种情况。（1）在地形复杂、高差悬殊的山区，有两条相邻河流，在较短距离内存在着较大的高程差。如将位于高处河流的部分水量引向低处的河流，即可获得较大的发电效益。（2）在高原地区，相邻河流或湖泊之间高程差别不大，可以用比较简单的工程措施予以沟通，将其中一条河流的部分水量集中到另一条自然条件较有利的河流上进行发电。跨流域引水开发，除了用于发电以外，还可用于供水及航运等。跨流域引水开发的核心问题是引水量规模，在论证引水量规模大小时，要充分考虑相邻流域经济社会发展和生态环境保护等需水规划，要防止对区域之间协调发展和生态环境保护的不利影响。二、水电站分类1.按开发方式分类（1）坝式水电站,是在河流上拦河筑坝，壅高水位，以形成发电水头的水电站。坝式水电站，按厂房与坝的相对位置，可分为河床式、坝后式、坝内式、厂房顶溢流式、岸边式和地下式等。（2）引水式水电站，是采用引水建筑物集中天然河道落差以形成发电水头的水电站。根据引水道的水力条件，引水式水电站可分为无压与有压两类。无压引水采用明渠或无压隧洞明流引水，适用于中小型水电站；有压引水采用压力隧洞或压力管道引水，适用于大中型水电站。（3）混合式水电站，是由挡水建筑物和引水系统共同形成发电水头的水电站。发电水头的一部分靠拦河挡水闸坝雍高水位取得，另一部分靠引水道集中落差取得。混合式水电站通常兼有坝式和引水式水电站的工程特点，具有较好的综合利用效益。（4）抽水蓄能电站，是具有上、下水库，利用电力系统中低谷多余电能，把下水库的水抽到上水库内，以位能的形式蓄能，需要时再从上水库放水至下水库进行发电的水电站。按水源不同，抽水蓄能电站又可分为纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站、调水式抽水蓄能电站。2.按工作水头分类（1）高水头水电站，通常指水头大于200m的水电站。高水头水电站一般建在河流上游的高山地区，多为引水式或混合式水电站。如为坝式水电站，坝的高度常在250m以上。（2）中水头水电站，通常指水头为40～200m的水电站，中水头水电站应用范围比较广泛，多数为坝式或混合式水电站。（3）低水头水电站，通常指水头在40m以下的水电站，也有将2～4m水头的水电站称为极低水头水电站。低水头水电站多建在河流坡降平缓的中下游河段，普遍采用河床式电站。3.按装机容量分类（1）大型水电站。电站总装机容量在30万kW（300MW）及以上的水电站。1994年,中国国家技术监督局和建设部联合发布的《中华人民共和国防洪标准》(GB50201—94)中规定，水电站装机容量大于等于120万kW者为大（1）型，120万～30万kW者为大（2）型。大型水电站多建在大江大河上，需要研究解决的环境、社会、技术和经济问题也比较复杂。（2）中型水电站。电站总装机容量为5万～30万kW（不含30万kW）的水电站。中型水电站多建在中小河流上，需要研究的问题相对较简单，易于解决。（3）小型水电站。电站总装机容量在5万kW（50MW）以下的水电站。小水电资源多分布在山丘地区中小河流上，小水电的迅速发展，成为我国广大农村生产、生活的重要能源设施。4.按调节性能分类（1）多年调节水电站，是具有足够调节库容的水库，可以使江河丰水年份多余的水量存储在水库里供枯水年份使用的水电站。多年调节水电站的水库调节周期一般在2年以上，有的多达数年。多年调节水库在一般水文情况下，库容系数在以上，并可同时进行年调节、周调节和日调节。（2）年调节水电站，是具有一定调节库容的水库，可将设计枯水年的年径流量调节为全年均匀分布的水电站。年调节水库的库容系数一般为～。年调节水电站常有完全年调节和不完全年调节之分，前者即为年调节水电站，后者则为季调节水电站。（3）季调节水电站，是具有一定调节库容的水库，能将设计枯水年丰水期一部分径流量储存起来，供枯水期使用的水电站。又称不完全年调节水电站。季调节水库的库容系数一般为～。季调节所能达到的程度，取决于枯水年径流变化情况和调节库容大小两个因素，其调节时段的长短，有的水电站可达半年，有的只有1～2个月。（4）周调节水电站，是具有周调节的水库，能将一周内的天然来水量按周内各日负荷变化过程重新分配的水电站。周调节水电站可同时进行日调节。（5）日调节水电站，是具有日调节的水库（或水池），能将一日内的天然来水量按日负荷变化过程重新分配的水电站。日调节常分为无限制日调节和有限制日调节，其中有限制日调节，是指因水库容积不够，或因下游用水部门的限制，不允许下游水位和流量变幅太大，水电站只能按照一定条件担负日负荷图上的工作位置。为了不受下游水位、流量的限制，有时修建反调节水库，将水电站下泄的不均匀流量按照下游用水部门的要求再调节一次。（6）径流式水电站，是对天然径流无调节能力的水电站和仅能进行日调节水电站的通称。无调节径流式水电站是完全按照天然径流量发电，出力和发电量随着天然流量变化而变化，保证出力低，季节性电能比重大。径流式水电站，只有在其上游有调节性能好的水电站，才能获得良好的动能经济指标。三、农村水电我国从1986年开始，全面部署农村水电建设规划，经过“七五”、“八五”、“九五”的努力，到2000年共建成653个农村水电初级电气化县，极大地促进了边远山区、民族地区和革命老区的经济发展和社会进步。“十五”期间继续建设与农村经济社会发展相适应的400个水电农村电气化县，至2005年有410个农村电气化县全面完成了任务，农村用电水平有较大幅度地提高。促进了中小河流的综合治理和农村基础设施建设，促进了农民增收和社会主义新农村建设，增加了清洁能源供应，改善了能源结构和生态环境。2006年国家又批准了“十一五”全国水电农村电气化县建设规划，建设范围为460个农村电气化县，实行目标考核，动态管理。我国小水电资源丰富，是我国重要的资源优势，也是清洁的可再生能源。要因地制宜地科学合理开发小水电，对解决广大农村尤其是偏远贫困山区的用电问题、优化能源结构、改善农村生产生活条件，促进当地经济社会发展、生态环境保护和社会主义新农村建设具有重要作用。要以电气化县建设为载体，加强制度创新，探索建立公平高效的小水电资源市场开发机制，规范运作，强化监管，把小水电开发与农民利益、地方发展、环境保护和生态建设有机结合起来，走科学、有序、可持续发展的道路。要加强工程建设管理，确保工程建设质量。要处理好小水电开发和生态保护的关系，依法做好项目环境影响评价，落实各项环境保护措施。要坚持适度开发原则，维护河流健康生命。水工建筑物一、水工建筑物分类水工建筑物按服务对象可分为：服务于多种目标的通用性水工建筑物和服务于单一目标的专门性水工建筑物。通用性水工建筑物主要有：挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物、输水建筑物、整治建筑物等。专门性水工建筑物主要有：水力发电的水电站厂房、高压室（井）、压力前池、压力管道等，城镇供排水的沉淀池、污水处理厂等，内河航运的船闸、升船机、码头、防波堤等，过木、过鱼的筏道、鱼道等，农田水利专用的灌溉管道、喷灌、滴灌等灌水设施以及水土保持、水产养殖、环境水利等专用性水工建筑物。1.挡水建筑物挡水建筑物是控制江河水流、抬高水位、调蓄水量，或为阻挡洪水泛滥、海水入侵而修建的各种闸、坝、堤防、海塘等水工建筑物。河床式水电站厂房、河道中船闸的闸首、闸墙和临时性的围堰等，也属于挡水建筑物。仅用以抬高水位、但高度较低的闸、坝也称壅水建筑物。有不少挡水建筑物兼有其他功能，也常列入其他水工建筑物。如溢流坝、拦河闸、泄水闸常列入泄水建筑物，进水闸则常列入取水建筑物。2.泄水建筑物泄水建筑物是宣泄水库、河道、渠道、涝区超过调蓄或承受能力的洪水或涝水，以及为泄放水库、渠道内存水以利于安全防护或检查维修的水工建筑物。常用的泄水建筑物有：①低水头水利枢纽的滚水坝、拦河闸（泄水闸）、冲沙闸；②高水头水利枢纽的溢流坝、溢洪道、泄水孔、泄水涵管、泄水隧洞;③由河道分泄洪水的分洪闸、溢洪堤;④由渠道分泄入渠洪水或多余水量的泄水闸、退水闸;⑤由涝区排泄涝水的排水闸、排水泵站等。泄水建筑物是保证水利枢纽和水工建筑物安全、减免洪涝灾害的重要水工建筑物。3.取水建筑物取水建筑物是从河流、水库、湖泊、地下水等水源取水的水工建筑物，包括进水闸、取（引）水隧洞、坝下取水涵管、坝身取（引）水管、取水泵站等，又称进水建筑物。取水建筑物是农田灌溉、城乡供水、水力发电等用水部门从水源取水必不可少的水工建筑物。4.输水建筑物输水建筑物是输送水的建筑物，是取水建筑物和配（用）水建筑物之间的联接建筑物。主要有输水渠道、输水隧洞、输水涵管、输水管网、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡等。根据不同的水文、地形、地质条件和用水要求选用不同的输水建筑物。输水建筑物是水资源配置中不可缺少的水工建筑物。5.过坝建筑物为船舶、木（竹）材和洄游鱼类通过闸、坝水利枢纽而修建的过坝设施，统称为过坝建筑物。为船舶过坝而设置的水工建筑物称为过船建筑物，主要有船闸、升船机。为木（竹）材流放运输过坝而设置的建筑物或机械设备，称为过木建筑物或机械设备，有水力过坝和机械过坝，主要有筏道、漂木道、过木机等。为鱼类越过闸坝上溯或下行而设置的建筑物或机械设备，称为过鱼建筑物，主要有鱼道、鱼梯、鱼闸、升鱼机、诱鱼设施等。各类过坝设施都要在枢纽中占有一段前缘位置，并与上下游河道有较好的衔接。因此，在水利枢纽总体布置中，各种过坝建筑物与其他水工建筑物的相对位置，应尽可能相互协调，互不干扰，各尽其用。二、水利工程等别和水工建筑物设计标准依据规模、效益、失事后果来衡量水利工程和水工建筑物的重要性，分别以“等”和“级”来表示的一种指标。这种指标直接关系到工程本身的造价、效益、安全及其下游人民生命财产的安全，是我国社会经济发展水平和技术政策的具体体现。1.水利工程等别水利工程按其规模、效益和在国民经济中的重要性进行分等。《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）规定：水利水电枢纽工程根据水库规模、防洪保护对象的重要性和范围、治涝和灌溉规模、供水对象的重要性、水电站装机容量等划分为5等；拦河水闸工程根据其设计过闸流量划分为5等；灌溉、排水泵站工程根据其装机流量和装机功率划分为5等。综合利用水利工程，根据各项分等指标确定的等别不同时，以其最高等别定为整个工程的等别。2.水工建筑物级别水利工程中的永久性建筑根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性进行分级，临时建筑物根据被保护建筑物的级别、本身规模、使用年限和重要性进行分级。水工建筑物分级，主要是为了对不同级别的水工建筑物采用不同的设计标准，以达到既安全又经济的目的。水利工程永久性水工建筑物，根据其所属工程的等别及其在工程中的重要性划分5级；施工期的临时挡水和泄水建筑物的级别，根据被保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时建筑物的规模确定。当永久性水工建筑物基础的地质条件复杂或采用实践经验较少的新型结构时，可提高一级设计，但洪水设计标准不予提高；工程位置特别重要，失事后损失巨大或影响十分严重者，经过论证并报主管部门批准，2～5级主要永久性水工建筑物可提高一级设计，并按提高后的级别确定洪水设计标准；工程失事后损失不大者，经过论证并报主管部门批准，1～4级主要永久性水工建筑物可降低一级设计，并按降低后的级别确定洪水设计标准；水库大坝的土石坝高度超过90m的2级建筑物和超过70m的3级建筑物可提高一级设计，洪水设计标准不予提高；水库大坝的混凝土坝、浆砌石坝高度超过130m的2级建筑物和超过100m的3级建筑物可提高一级设计，洪水设计标准不予提高。3.水工建筑物安全标准水工建筑物的安全问题，不仅关系到其自身的安全，而且直接影响到服务对象的安全，甚至威胁到生命财产的安全。因此，从设计、建设到运行管理都必须严格执行相关规程规范的标准，确保工程安全。根据水利工程长期运行经验总结，水工建筑物的主要安全影响因素有：（1）防洪安全标准。各种防洪保护对象和建筑物本身要求达到防御洪水的标准。通常以频率法计算的某一重现期的设计洪水为防洪标准。我国的防洪标准按《防洪标准》（GB50201—94）执行。各种挡水建筑物顶部安全超高按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）执行。（2）抗滑稳定安全系数。标志水工建筑物在荷载作用下抵抗滑动、保持稳定程度的数据指标。通常以滑动面上的抗滑力与滑动力的比值表示。我国在水利水电工程设计中，对于不同的建筑物（重力坝、拱坝、土石坝等）有关规范都有明确规定。（3）抗倾覆稳定安全系数。水工建筑物在荷载作用下抵抗倾覆、保持稳定程度的数据指标。一般为作用在建筑物上的力，通常以建基面上某一计算点所产生抗倾覆力矩与倾覆力矩之比值。（4）强度安全系数。在结构设计中，为保证水工建筑物的安全，对材料强度计算所采用的系数。材料强度系数是对不同材料不同设计方法在不同的范围内取值，它是一个综合性系数。其取值大小直接影响到建筑物的经济性和安全度。而《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153—92）中规定，强度安全系数的各影响因素在5个分项指标中分别考虑。三、水工建筑物设计荷载作用在水工建筑物上的各种外力及其他产生内力和变形的因素，称为荷载（或作用）。荷载是水工建筑物设计的重要依据。作用在水工建筑物上的荷载按其特性及出现概率分为基本荷载和特殊荷载两类。1.基本荷载直接施加在结构物上的集中力或分布力，对建筑物安全经常起作用的荷载，称为基本荷载。水工建筑物的基本荷载主要有：①结构物自重和永久设备自重；②水压力，包括静水压力、扬压力（渗透压力和浮托力）、动水压力（水流冲击力、离心力）、浪压力；③冰压力（静冰压力和动冰压力）、冻胀力；④土压力和淤沙压力；⑤地应力和围岩压力；⑥风荷载和雪荷载；⑦温度荷载（根据混凝土结构特征，分别考虑施工期和运行期温度变化对结构的影响）；⑧移动设备和人群活动产生的可动荷载等。2.特殊荷载荷载在水工建筑物设计基准期内出现的机会（概率）很小，一旦出现其破坏力（量值）很大且持续时间很短的突发性荷载，称为特殊荷载。水工建筑物的特殊荷载主要有：①地震荷载，包括地震惯性力、地震动水压力、地震动土压力；②校核洪水位时的静水压力。3.荷载组合同时作用在水工建筑物上的各种荷载，称为荷载组合。水工建筑物的荷载除自重外，其他荷载在一定范围变化，各种荷载的耦合概率也不相同。因此，在设计时需要根据实际情况考虑可能同时出现的荷载组合，分别进行建筑物的水力和结构计算，并按荷载组合出现的概率，采用不同的安全系数。我国在水工建筑物荷载设计规范中把荷载组合分为基本组合和特殊组合两类。基本组合由同时出现的几种基本荷载组成，正常蓄水位情况、设计洪水位情况和冰冻情况都属于基本组合。在水工建筑物运行期内，两种特殊荷载同时出现的概率很小，因此，特殊组合由同时出现的几种基本荷载和其中一种特殊荷载组合。长期以来，水工结构设计的荷载计算和组合情况，一般均有各类水工结构设计规范分别作出规定，缺乏统一的取值标准和方法。1994年颁布的《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB50199—94）将荷载统称为作用，荷载组合改称为作用效应组合。目前在实施过程中，荷载与作用、荷载组合与作用效应组合均可采用，经过一段过渡时期后，将统一为一种标准。四、水工建筑材料水工建筑物所用的基本材料主要有：矿物质材料、有机质材料、金属材料和复合材料。1.矿物质材料矿物质材料是以矿物为主要成分的材料，主要包括石料、无机胶凝材料（石灰、水泥、粉煤灰、硅粉、磨细矿渣与天然矿石粉等）。天然石料丰富，且分布很广，便于就地取材。新鲜石料的抗压强度较高，坚固耐久。块状石料多用于堆石或砌石工程，散粒石料或按一定级配轧制的石料用作混凝土的骨料。石灰与水泥为富含钙质的无机胶凝材料，其中石灰为气硬性胶凝材料，水泥则为水硬性胶凝材料。粉煤灰、硅粉、磨细矿渣等工业废料为现代混凝土的重要辅助胶凝材料。以水泥及其辅助胶凝材料配制的砂浆、混凝土和钢筋混凝土在水利工程中应用极为广泛。2.有机质材料有机质材料是含有机质的材料，主要包括木材、沥青及高分子合成材料等。木材具有质轻、强度高，能承受冲击和振动，易于加工，在适宜环境下经久耐用，产地分布广，易于就地取材等特点，是水利工程中的常用材料。沥青主要用于防水、防腐材料。沥青及其改性沥青常用于渠道、蓄水池防渗、大坝的防渗墙、灌注伸缩缝、止水井及灌浆材料。高分子合成材料主要包括合成树脂、塑料、涂料、胶黏剂、合成橡胶、合成纤维及合成化学外加剂等。主要用作黏结剂、防水止水、护面、装修、改性材料以及加固与修补材料等。高分子合成材料发展很快，其品种时有更新，性能不断改善。3.金属材料金属材料是由金属元素组成的单质与合金材料，具有良好的导电性和导热性、强度和弹性，以及延展性，其组织均匀密实，为晶体结构。分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属材料在水利工程中应用广泛，如用于钢结构中的型钢（圆钢、角钢、槽钢、工字钢）、板材和管材；用于钢筋混凝土结构中的钢筋和钢丝等。水力发电工程中的电厂设备、送变电设备、施工机械及钢闸门、钢模板等都需用大量钢材和有色金属材料。4.复合材料两种或两种以上的材料复合组成的材料，一般常以不同的非金属（或金属）材料相复合或非金属材料与金属材料相复合。复合材料能发挥组成材料各自的优点，克服单一材料的缺点，其综合性能往往是单一材料无法相比的。工程复合材料一般由高强度、高弹模的增强材料（如玻璃纤维、钢纤维、合成纤维、碳纤维、金属材料等）和基体（如塑料、树脂、橡胶、水泥砂浆、混凝土等）组成,如水利工程用的聚合物混凝土、土工合成材料、合成胶黏剂等。机电排灌一、泵及泵站详见“水利工程”中“三、提水工程”有关内容。二、机电排灌工程规划排灌泵站是用来解决自流方式不能解决的灌溉或排水问题。排灌泵站工程规划就是根据兴建工程的目的和当地的经济、地形、能源和气象等条件，因地制宜地进行泵站站点及泵站枢纽的布置。泵站工程规划的主要内容包括收集技术资料，确定工程总体布置方案，确定工程规模及控制范围、工程等级及设计标准，选择泵站站址，确定设计扬程和设计流量，进行机组选型及配套，编制工程概预算，进行技术经济论证，进行工程环境评价以及拟定工程运行管理方案等。根据泵站的规划流量或装机流量、装机功率,灌溉、排水泵站共分为5个等级。提水排灌区的划分要根据区域内的地形、水源、能源和行政区划等条件来选择。集中建站和分散建站各有优、缺点。排灌泵站工程通常有单站集中控制方式、多站分区控制方式、多站分级控制方式、单站分级控制方式等。泵站主要设计参数包括设计流量，进、出水池各种特征水位及各种特征扬程等。在管道式喷灌系统和排灌泵站设计中，要根据设计流量和设计扬程来选择水泵。三、泵站管理泵站管理是泵站安全、高效运行的重要保证,其内容包括行政管理、资产管理和技术管理。其技术管理应按《泵站技术管理规程》（SL255—2000）进行，该规程规定了8项技术经济指标，分别是工程完好率、设备完好率、装置效率、能源单耗、给排水成本、给排水量、单位功率效益和安全运行率。机电设备要做好运行管理和检修管理。泵站正式运行中至少每隔1~2h，需要记录一次仪器仪表的测量数据；主水泵和主电动机应根据日历时间和运行时间确定大修和小修。 泵站建筑物的正常运行、维护和检修是工程管理的主要内容，要做好泵房管理和泵站进、出水池管理工作。此外，还应做好调度管理和安全管理。优化调度是泵站实现经济运行的重要保证；健全的安全管理组织是确保工作人员、设施设备安全的重要保障。水利工程施工一、施工导流与截流1.导流导流是指水利水电工程整个施工过程中的施工水流控制,又称施工导流。广义上可以概括为采取“导、截、拦、蓄、泄”等工程措施来解决施工和水流蓄泄之间的矛盾，避免水流对水工建筑物施工的不利影响，把河水流量全部或部分地导向下游或拦蓄起来，以保证干地施工和施工期不影响或尽可能少影响水资源的综合利用。在河流上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰维护基坑，并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄，即施工导流。施工导流大体上可分为三类，即分段围堰法导流、全段围堰法导流、淹没基坑法导流。（1）分段围堰法导流。分段围堰法亦称分期围堰法，就是用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。所谓分段，就是在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段进行施工；所谓分期，就是在时间上将导流分为若干时期。分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工期较长的工程，尤其在通航河流和冰凌严重的河流上。分段围堰法导流，前期都利用束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流，常见的有底孔导流、坝体缺口导流、束窄河床导流等三种后期导流方式，一般只适用于混凝土坝，特别是重力式混凝土坝。采用分段围堰法导流时，纵向围堰位置的确定，也就是河床束窄程度的选择是关键问题之一。（2）全段围堰法导流。全段围堰法导流就是在河床主体工程的上、下游各建一道断流围堰，使河水经河床以外的临时泄水道或永久泄水建筑物下泄。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。全段围堰法导流的泄水道类型通常有隧洞导流、明渠导流、涵管导流三种。（3）淹没基坑法导流。淹没基坑法是一种辅助导流方法，在全段围堰法和分段围堰法中均可使用。适用于山区河流，洪水期流量大、历时短，而枯水期流量则很小，水位暴涨暴落、变幅很大。若按一般导流标准要求来设计导流建筑物是不经济的。在这种情况下，可以考虑采用允许基坑淹没的导流方法，即洪水来临时围堰过水，若基坑被淹没，河床部分停工，待洪水退落，围堰挡水时再继续施工。2.截流在施工导流中，只有截断原河床水流，才能把河水引向导流泄水建筑物下泄，在河床中全面开展主体建筑物的施工，这就是截流。整个截流过程包括戗堤的进占、龙口范围的加固、合龙和闭气等工作。截流以后，再对戗堤进行加高培厚，直至达到围堰设计要求。截流在施工导流中占有重要的地位，常把截流看作一个关键性问题，它是影响施工进度的一个控制项目。此外，截流本身无论在技术上和施工组织上都十分艰巨和复杂。河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵法、下闸截流以及定向爆破截流等多种方法，但基本方法为立堵法和平堵法两种。二、爆破工程爆破是利用炸药的爆炸能量对周围的岩石、混凝土或土等介质进行破碎、抛掷或压缩，达到预定的开挖、填筑或处理等工程目的的技术。爆破工程常应用于水工建筑物基础、导流隧洞与地下厂房等的开挖、料场开采、定向爆破筑坝和建筑物拆除等。正确掌握各种爆破技术，对加快工程进度，保证工程质量，降低工程成本具有十分重要的意义。1.爆破的基本方法岩土介质的爆破破碎是炸药爆轰产生的冲击波的动态作用和爆轰气体准静态作用的联合作用的结果。（1）钻孔爆破。钻孔爆破依据钻孔的深度可划分为浅孔爆破、深孔爆破。浅孔爆破的孔径小于75mm，孔深小于5m；深孔爆破的孔径大于75mm，孔深超过5m。深孔台阶爆破的钻孔分为垂直孔和倾斜孔。（2）洞室爆破。洞室爆破又称大爆破，其药室是专门开挖的洞室。药室用平洞或竖井相连，装药后按要求将平洞或竖井堵塞。洞室爆破的特点是一次爆落方量大，有利于加快施工进度,需要的凿岩机械设备简单,节省劳力，爆破效率高,导洞、药室的开挖受气候影响小。但开挖条件差,爆破后块度不均，大块率高，爆破震动、空气冲击波等爆破公害严重。常适用于挖方量大而集中并需在短期内发挥效益的工程,山势陡峻、不利于钻孔爆破安全施工的场合。当地质、地形条件满足要求时，洞室爆破可用于定向爆破筑坝、面板堆石坝次堆料区料场开挖以及定向爆破截流。（3）预裂爆破和光面爆破。预裂爆破，就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破，保证保留岩体免遭破坏。光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。预裂爆破和光面爆破采用不耦合装药结构，其特征是药包和孔壁间有环状空气间隔层，该空气间隔层的存在削减了作用在孔壁上的爆炸压力峰值。加之孔与孔间彼此的聚能作用，使孔间连线产生应力集中，孔壁连线上的初始裂纹进一步发展，而滞后的高压气体的准静态作用，使沿缝产生气刃劈裂作用，使周边孔间连线上的裂纹全部贯通成缝。2.爆破安全控制在完成岩石爆破破碎的同时，爆破作业必然会带来爆破飞石、地震波、空气冲击波和噪音等负面效应即爆破公害。因此，在爆破作业中，需研究爆破公害的产生原因、公害强度的分布与衰减规律，通过科学的爆破设计、采用有效的施工工艺措施，以确保保护对象（包括人员、设备及邻近的建筑物或构筑物等）的安全。爆破公害的控制与防护可以从爆源、公害传播途径以及保护对象三方面采取措施。（1）在爆源控制公害强度。包括合理采用爆破参数、炸药单耗和装药结构；采用深孔台阶微差爆破技术；合理布置岩石爆破中最小抵抗线方向；保证炮孔的堵塞长度与质量，针对不良地质条件采取相应的爆破控制措施对消减爆破公害的强度也是非常重要的方面。（2）在传播途径上削弱公害强度。包括在爆区的开挖线轮廓进行预裂爆破或开挖减震槽，可有效降低传播至保护区岩体中的爆破地震波强度；对爆区临空面进行覆盖、架设防波屏可削弱空气冲击波强度，阻挡飞石。（3）保护对象的防护。对保护对象的直接防护措施有防震沟、防护屏以及表面覆盖等。此外，严格爆破作业的规章制度，对施工人员进行安全教育也是保证安全施工的重要环节。三、基础处理1.坝基岩石灌浆岩基灌浆是提高岩基强度，加强岩基整体性和抗渗性的有效措施。岩基灌浆处理是将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入岩层的空隙中，经过硬化胶结以后，形成结石，以达到改善基岩物理力学性能的目的。岩基灌浆按目的不同，有固结灌浆、帷幕灌浆和接触灌浆。岩基灌浆按灌注材料不同，主要有水泥灌浆、水泥黏土灌浆和化学灌浆。2.防渗墙施工防渗墙是修建在挡水建筑物和透水地层中防止渗透的地下连续墙,它的实际应用远远超过了防渗的范围,除了用来控制闸坝基础的渗流外,还用于坝体的防渗加固、泄水建筑物下游基础的防冲、水工建筑物基础的承重、地下水库的修筑等。防渗墙的基本型式是槽孔型，它是由一段段槽孔套接而成的地下墙。先施工的槽孔称一期槽孔,后施工的槽孔称二期槽孔。四、土石方挖填1.质量控制措施填筑质量检查控制项目如下(1)各填筑部位的边界控制及坝料质量，防渗体与反滤料、部分坝壳料的平起关系。(2)碾压机具的规格、质量、振动碾的振动频率、激振力，气胎碾气胎压力等。(3)铺料厚度和碾压参数。(4)防渗体碾压层面有无光面、剪切破坏、弹簧土、漏压或欠压土层、裂缝等。(5)防渗体每层铺土前，压实土体的表面是否按要求进行了处理。(6)与防渗体接触的岩石表面上的石粉、泥土以及混凝土表面的乳皮等杂物的清除情况。(7)与防渗体接触的岩石或混凝土面上是否涂浓泥浆等。(8)过渡料、堆石料有无超径石、大块石集中和夹泥等现象，尤其是各种材料界面上有无块石集中。(9)坝体与坝基、岸坡、刚性建筑物等的结合,纵横内接缝的处理与结合,土、砂结合处的压实方法及施工质量。（10）坝坡控制情况。2.面板堆石坝施工混凝土面板堆石坝是用堆石料分层碾压成坝体，并以混凝土面板作为防渗体的堆石坝，简称面板坝。这种坝型因断面小、安全性好、施工方便、适应性强、造价低等优点，受坝工界的普遍重视。混凝土堆石坝的主要特征可概括为