中级职称考试-水利专业基础与实务

第一部分水文水资源

一、基础知识

（一）水文循环和水量平衡基本知识

1.水文学：研究地球上各种水体的存在数量、分布、运动及变化规律的科学。

2.水文循环概念：水圈中各种水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结、降水、下渗，形

成地面地下径流的往复循环过程，称为水循环。

3.水文循环分类:按水文循环是否跨越了海陆界线，可分为大循环和小循环。

（1）水循环的外因：太阳辐射能和地球引力的存在

（2）水循环的内因：水物理三态（气、液、固）之间的相互转化

4.水文循环：

（1）地球上水的存在形式：汽态、液态、固态

（2）存在位置：空气中、地表、地下、生物体内

5.水文循环的意义：

（1）直接影响气候变化（2）改变地表形态（3）造成再生资源（4）负面影响：干旱，洪

涝灾害

6.水量平衡基本知识：

进入的水量与输出的水量之差必等于其蓄水量的变量。

通用水量平衡方程流域水量平衡方程

7.地球上的水量平衡

若以地球陆地为研究水量平衡对象，某时段内的水量平衡方程可写成：

AWc=Pc—R—Ec

式中：瓦：在时段内陆地的蒸发量；Pc：在时段内陆地的降水量；

R:时段内由陆地流入海洋的径流量；4他：在时段内陆地蓄水量的变化量。

若以海洋为研究水量平衡对象，某时段内的水量平衡方程可写成：

AWs=Ps+R—Es

式中：Es：海洋在时段内的蒸发量；Ps：海洋在时段内的降水量；

R-.时段内由陆地流入海洋的径流量；4卬$：海洋在该时段内蓄水量的变化量。

在多年平均的情况下，4印C-0,△%一（）,则全球多年平均水量平衡为：蒸发=

降水

闭合流域：P-E+R

（二）、水文学基础知识（含降雨、蒸发及入渗，流域与河系，河川径流及水文统计学的

基本知识）

1.降雨：

（1）概念：是指液态或固态的水汽凝结物，从天空下降至地面而成的液态水或固态

水的现象。降水是气象要素之一，也是水循环中重要的一个环节。

(2)降水基本条件：一是空气中要有水汽，降温，降至露点温度以下，或空气冷

去L大气中存在吸水性的微粒(凝结核)

(3)露点：空气中水汽达到饱和时的温度。当大气温度下降到露点以下时，则形成了

水汽凝结的必要条件。

(4)大气凝结核：指飘浮在大气中的尘粒，其直径约10-3~10gmo

(5)降水类型：

•锋面雨：由于冷暖气团相遇所形成的雨称为锋面雨。

•地形雨：暖湿空气在运移过程中，因受地形(如山脉等)影响而被抬升，则由

于动力冷却而形成的雨。

因气流(空气)的湿度、温度、抬升速度及地形特点的差异而不同。

地形作用一般使山的迎风面的降水量大，而背风面降水量减少。

•对流雨：地面受辐射温度升高，下层暖湿空气膨胀上升，则暖湿空气在上升过

程中形成绝热冷却，水汽则会凝结成云(淡积云Y浓积云丫积雨云)，形成降

雨。

•气旋雨：在低气压中心区，气流从四周向中心辐合，垂直方向上运动是上升

的，即暖湿气流辐合上升，在水平面上温度和湿度变化很大，故常常有凝结降

水现象。可出现大范围降雨和大风的天气现象，称为气旋雨。

气旋：北(南)半球，由于地球离心力、偏向力及摩擦力的共同作用下，大气中水

平气流呈逆(顺)时针旋转的大型涡旋。在同高度上，气旋中心的气压比四

周低，又称低压。

气旋按其生成的地理位置不同，可分为热带气旋和温带气旋

(6)降雨基本要素：降雨量、降雨历时、降雨时段、降雨强度、降雨面积及降雨中

心、降雨走向。

(7)降雨资料图示：降雨过程线、雨量积累曲线

(8)降水量一般分为7级

(9)按降雨强度大小，降雨可分为暴雨、大雨、中雨、小雨四种

暴雨(>50mm/24h)(暴雨：50~100、大暴雨：100-200>特大暴雨：>200)

大雨：25~50mm/24h中雨：10~25mm/24h小雨：<10mm/24h

(10)测量雨量仪器：雨量器，自计雨量计(虹吸式、翻吸式)

2.蒸发

(1)定义：水由液态或固态转化为气态的现象，是水分子运动的结果

(2)蒸发包括：

•水面蒸发：蒸发面为水面时称为水面蒸发

•土壤蒸发：蒸发面为土壤表面时称为土壤蒸发

•植物蒸发：蒸发面是植物茎叶则称为植物散发

•陆面蒸发：因为植物是生长在土壤中，植物散发与植物所生长的土壤上的蒸发

总是同时

存在的，通常将二者合称为陆面蒸发

(3)水面蒸发观测：水面蒸发是在充分供水条件下的蒸发。确定水面蒸发量的大小,

通常有两种途径:器测法和间接计算法。设备：E601蒸发皿，环

形水圈,K接近1.0

(4)水面蒸发影响因素：水汽饱和水压差，水面温度，风速，湍流

3.下渗

(1)定义：水分从土壤表面深入地下的现象，又称入渗

(2)三个阶段：渗润阶段渗漏阶段渗透阶段

(3)下渗率或下渗强度：单位时间内渗入单位面积土壤中的水量称为下渗率或下渗

强度，记为f,以mm/min或mm/h计。

(4)下渗能力：在充分供水条件下的下渗率则称为下渗能力。

(5)下渗能力曲线：下渗能力随时间的变化过程线,简称下渗曲线，并以f(t)~t表

示。

(6)土壤水不同形式：吸湿水，薄膜水，毛管水(毛细水)，重力水

(7)常用水分常数：最大吸湿量，最大分子持水量，凋萎含水量，田间持水量，饱

和含水量

(8)下渗量的测定：直接测定法，水文分析法

4.流域

(1)定义：汇集地面水和地下水的区域称为流域,也就是分水线包围的区域。

(2)闭合流域：当地面分水线与地下分水线相重合，称为闭合流域

(3)几何特征：

•流域面积：流域分水线包围区域的平面投影面积,称为流域面积，记为F,以

km2计o

•流域的长度和平均宽度：流域长度就是流域轴长。以km计。

•流域形状系数和流域不对称系数：流域平均宽度与流域长度之比称为流域形

状系数。

•河网密度：流域内河流干支流总长度与流域面积的比值称为河网密度，以

Km/km2计。

(4)流域地形特征：流域平均高度、流域平均坡度、面积一一高程曲线

(5)流域自然地理特征：

•流域的地理位置：流域的地理位置以流域所处的经纬度来表示,它可以反映流

域所处的气候带，说明流域距离海洋的远近，反映水文循环的强弱。

•流域的气候条件：包括降水、蒸发、湿度、气温、气压、风等要素。它们是

河流形成和发展的主要影响因素，也是决定流域水文特征的重要因素。

•流域的土壤、岩石性质和地质构造、流域的植被、流域内湖泊与水库

5.河系特征

(1)河系：地表水在重力作用下，沿陆地的凹地流动，按其大小可分为江、河、溪

和沟，这些统称为河流，而流域中河流(包括干流、支流)和流域内的

湖泊、沼泽或地下暗河彼此连接组成一个庞大的系统，称水系，又称河

系或河网。

(2)分类：扇形水系、羽状水系、平行水系、混合状水系

(3)河流的形成与分段：一条河流沿水流方向，自高向低可分为河源、上游、中游、

下游和河口五段。

(4)河流基本特征：

河流的长度：自河源沿主河道至河口的距离称为河流长度，简称河长，以km计。

河流断面：河流断面有横断面和纵断面。垂直于水流方向的断面称为横断面，简

称断面

河道纵比降：单位河长的落差称为河道纵比降，简称比降，用小数或千分数表示。

6.径流

(1)定义：由降水或融雪形成的、沿着流域的不同路径流入河流、湖泊或海洋的水

流，称为径流。其中沿着地表流动的水流称为地表径流；沿着土壤表层相对不透水层界面

流动的水流称为表面流；在地表以下沿着岩土空隙流动的水流称为地下径流。

(2)水源：雨水、冰雪融水、地下水

(3)形成：产流和汇流

产流过程：我们把降雨扣除损失成为净雨的过程称为产流过程

净雨：降雨扣除损失后的雨量称为净雨

汇流过程：净雨沿坡面从地面和地下汇入河网，然后再沿着河网汇集到流域出口断面

的过程。

(4)河网汇流过程:各种成分径流经坡地汇流注入河网，从支流到干流,从上游向下游，最

后流出流域出口断面，这个过程称为河网汇流或河槽集流过程。

(5)表示方法：流量Q径流总量W径流深R径流模数M径流系数a径流变率K

(6)径流量：径流量指时段T内通过河流某一断面的总水量，记为W,以m3、万m3或

亿m3计，有时也用时段平均流量与时段的乘积为单位，如(n?/s>d、

(n?/s>M等。

(7)径流深：将径流量平铺在整个流域面积上所得的水层深度，记为R,以mm计。

R=W/1000F=eT/1000F

式中W--时段T内径流量,d;0-计算时段内平均流量,n?/s;T--计算时段,s;F--流域面

积,km,

(8)径流模数：流域出口断面流量与流域面积之比值称为径流模数:记为M,以L/(s-

km)计。

M=1000Q/F

(9)径流系数：某一时段的径流深R与相应时段内流域平均降雨深度P之比值称为

径流系数，记为a。a=R/P因R<P,故a<l=

7.水文统计学

(1)数理统计方法：频率计算P(A)=m/n

(2)随机变量的统计参数

均值：

均方差：

变差系数：

偏差系数：

当系列对于I对称时，Cs=0；当系列对于展不对称时，Cs/O，若Cs>0,称为正

偏；若Cs〈O,称为负偏，

(3)经验频率计算式：P=m/(n+l)*100%

(4)常用理论频率曲线：皮尔逊III型曲线，简称p_HI型曲线

频率与重现期的关系：设计频率PV50%,则T=l/P

设计频率P>50%,则T=l/(1-P)

(5)理论频率曲线绘制：适线法

•适线法(或称配线法)是以经验频率点据为基础,在一定的适线准则下，求解与经

验点据拟合最优的频率曲线参数，是我国估计水文频率曲线统计参数的主要方

法。适线法主要有两大类，即目估适线法和优化适线法。

•均值；对频率曲线的影响：当皮尔逊III型频率曲的两个参数C、,和Cs不变时，

嚏越大，线越陡

•变差系数J对频率曲线的影响：C、,值越大越分散，C、，值越小越集中

•偏态系数小对频率曲线的影响：Cs愈大，均值对应的频率愈小，频率曲线的

中部愈向左偏，且上段愈陡，下段愈平缓。

•。对频率曲线影响：。值越大越分散，O值越小越集中

(6)相关分析：研究两个或两个以上随机变量之间关系

(7)两个随机变量之间关系：完全相关(函数关系)、零相关(没有关系)、统计相关

(相关关系)

(8)简相关、负相关

(三)、水文测验及水文资料整编的主要内容

1.水文测验：

(1)定义：系统收集和整理水文资料的各种技术工作的总称。狭义的水文测验指水文

要素的观测。

(2)内容：

A建立和调整水文站网

B研究水文测验的方法，制定出统一的技术标准

C研制水文测验的各种测验仪器、设备

D按统一的技术标准在各类测站上进行水位观测，以获得实测资料。

E对一些没有必要作驻站测验的断面或地点，进行定期巡回测验。

F水文调查

2.资料整编主要内容：

•水位观测资料的整理：计算日/月/年平均水位水位过程线

•水文资料的收集：水文年鉴，各地区的水文手册和各种水文图册，水质资

料，

各种调查资料：洪水调查、暴雨调查、枯水调查

3.观测水流仪器：流速仪（旋杯式、旋浆式），浮标法

二、水资源

（一）、掌握水资源（地表水、地下水）含义和特点及计算方法

定义：水资源是指可资利用或有可能被利用的水源，这种水源应当有足够的数量和可用的

质量，并在某一地点为满足某种用途而得以利用。

1.水资源分类：

•从水资源分类上来划分：地表水资源系统、地下水资源系统、土壤水资源系

统、非常规水资源系统（降水资源系统、污水资源系统、微咸水水资源系统

等）；

•从用途上进行划分：农业水资源系统、工业水资源系统、生活水资源系统；

•从城市化角度进行划分：城镇水资源系统、农村水资源系统。

2.计算方法：

•成因分析法：通过对观测资料或试验资料分析，建立某一水文特征值与其影

响因素之间的函数关系，从而预测未来的水文情势。

•地理综合法：利用已有固定观测站点的长期观测资料确定河流水文特征值在

区域内的时空分布规律，预估无资料流域未来水文情势的方法。

•数理统计法：根据水文现象的随机性特征，运用概率论和数理统计的方法，

分析河流水文特征值系列的统计规律，并进行概率预估，从而得出水资源开发利

用工程所需的设计水文特征值。

•数学模型法：概念型模型和机理性模型

3、降水时空分布：东多西少、南多北少、夏秋多春冬少

径流的时空分布：季节性强；东南向西北递减

4、地下水：埋藏在地表以下空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水称之为地下水。

地下水的分类：上层滞水（土壤水）、潜水、承压水

（二）、水资源供需平衡及预测的原理和计算方法

1.供需平衡：指可供水量与实际需水量间的关系

需水预测应按用水统计口径进行预测

供水预测采用长系列系统分析方法

2.预测原理：近期和远期相结合流域和区域相结合综合利用和保护相结合

3.目的：弄清水资源总量的供需现状和存在的问题

预测不同时期不同部门的水资源余缺状况

针对供需矛盾，进行水资源的总体规划

4.计算方法：

水资源紧缺地区采用长系列调节计算方法

资料缺乏地区采用典型年法进行计算

5.供水系统：

•按工程上分类：蓄水工程、引水工程、提水工程、调水工程

•按水源分类：地表水工程、地下水工程、污水再生回用工程

•按用户分类：城市供水、农村供水、混合供水

6.可供水量

•定义：指不同水平年、不同保证率或不同频率条件下通过工程设施可提供的

符合一定

标准的水量。

•可供水量包括区域内的地表水、地下水、外流域调水、污水处理回用和海水

利用等。

•影响可供水量的因素：来水条件、用水条件、工程条件、水质条件

7.三生：生产（工业、农业）、生活、生态

8.水资源评价资料的要求：“三性”：可靠性、一致性、代表性

（三）、节约水资源的途径和措施

1.措施：

•城市节水措施：加强宣传教育，提高全面节水意识、合理调整水价，运用经济杠

杆推动节水工作、推广使用节水器具和设备、制定用水定额，逐步实施计划管

理、保护城市供水水源，实现城市污水再生回用

•工业节水措施：调整产品结构，改进生产工艺，建立节水型工业、强化节水技

术，开发节水设备，努力降低节水设施投资、加强企业用水行政管理，逐步实现

节水的法制化、提高工业生产规模，发挥规模经济效益

•农业节水技术与工程措施：非充分灌溉、调亏灌溉、局部灌溉：滴灌、渗灌等、

控制性根系交替灌溉技术、波涌灌溉：间歇灌溉、渠系防渗、田间节水与农艺节

水、负压差灌溉：管灌、节水管理

•污水再生回用雨洪利用

2.途径：

•管理：多龙治水，水资源核算，水资源资产管理，进行需求管理

•农业：渠系改造与灌溉管理

•工业：产业结构与耗水定额

•生活：节水器具与节水意识

（四）、工业、农业、生活、生态环境需水量的分析确定方法

1.工业需水预测：趋势法、相关法和水量平衡法。

2.农业需水量预测：直接推算法

3.生活需水量预测：人均生活用水定额法，作物蓄水量，灌溉制度，灌溉用水量

4.生态环境需水量：生态需水，环境需水，灌溉定额，计算耗水量

（五）、了解再生水利用的意义和技术

1.再生水是指污水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以

进行有益使用的水。

2.和海水淡化、跨流域调水相比，再生水具有明显的优势。从经济的角度看，再生水

的成本最低，从环保的角度看，污水再生利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循

环。

3.城市污水所含杂质少于0.1%,采用的常规污水深度处理，例如滤料过滤、微滤、

纳滤、反渗透等技术。经过预处理，滤料过滤处理系统出水可以满足生活杂用水，包括房

屋冲厕、浇洒绿地、冲洗道路和一般工业冷却水等用水要求。微滤膜处理系统出水可满足

景观水体用水要求。反渗透系统出水水质远远好于自来水水质标准。

(六”了解北京市水资源基本状况和特点

1.状况：

(1)北京市的水资源由入境地表水、境内地表水和地下水组成。地表水和地下水主

要靠降雨补给。

(2)北京的五大水系：蓟运河水系、潮白河水系、北运河水系、永定河水系、大清

河水系。共有大小河流100余条，全长2700多公里。有大小湖泊、水库120余

座。

(3)北京人均水资源不足300立方米，仅为全国人均的1/8,世界人均的1/320若世

界人均一杯水，我国人均只有这杯水的1/4,北京人均只有这杯水的1/32。

(4)北京城市生活水源：北京市区自来水供应量为245万立方米/日，其中40%来自

地下水，60%来自地表水

2.特点：

(1)北京属华北地区干旱少雨气候，水资源严重不足。

(2)年际变化大。

(3)降雨多集中在6—8月，往往形成地表径流，不易补充、涵养地下水。

三、防洪

（一）、洪水要素概念及危害性

1.洪水三要素：

洪峰流量：一次洪水过程中的瞬时最大流量。

洪水总量：T时段内通过断面的总水量。

洪水过程线：表示洪水流量随时间而变化的过程。

2.洪水危害性：威胁生命安全、造成财产损失、影响社会稳定

（二）、《防洪标准》（GB50201-94）中有关水利水电工程的内容

水库防洪治涝灌溉供水水电站

工程城镇及工矿

总库容城镇及工矿企保护农田治涝面积灌溉面积装机容量

等别工程规模企业的重要

（亿n?）业的重要性（万亩）（万亩）（万亩）（万KW）

性

特别特别

1大⑴型>10>500>200>150>120

重要重要

11大⑵型10〜1.0重要500-100200〜60150〜50重要120-30

111中型1.0-0.10中等100-3060〜1550〜5中等30〜5

|\'小（1）型0.10-0.01一般30-515〜35-0.5一般5〜1

V小（2）型0.01-0.001<5<3<0.5<1

防洪标准（重现期［（年）］

山区、丘陵区平原区、滨海区

水工建筑

校核

物等级

设计混凝土坝、浆砌石坝及其设计校核

土坝、堆石坝

他水工建筑物

可能最大洪水（PMF）

11000-5005000-2000300〜1002000-1000

或10000-500

2500-1002000-10005000-2000100〜501000-300

3100-501000-5002000-100050〜20300-100

450-30500-2001000-30020〜10100-50

530〜20200-100300-2001050〜20

（三）、洪水控制与管理措施

•工程措施：堤防工程、水库调蓄、水土保持、分洪、滞洪与蓄洪垦殖、河道整治

•非工程措施：洪水情报、预报和警报、洪水风险分析、防洪法规、洪水保险

(四)、了解洪水调度及水库的调洪计算的基本原理与方法

1.调洪计算方法：列表试算法(常用方法)、半图解法、简化三角形法、无闸门控制

时水库调洪计算、有闸门控制时水库调洪计算、坝顶高程的确定

2.调洪计算基本原理：

(QI+Q2)/2-(qi+q2)/2=V2-V]

Qi、Q2一At时段初、末入库流量，n?/s

qi>q2—At时段初、末出库流量，m3/s

Vi、V2—A时段初、末水库蓄水量，m

方法：

KQI+Q2)/2-(qi+q2)/2]At=V2-V1

q=f(V)或q〜V

(五)、了解流域产汇流的基本概念

•流域产流系指降雨满足植物截留、洼地蓄水、土壤下渗以及雨期蒸发、散发等水

量损失后，而产生净雨的物理过程。

•流域产流以后，净雨经坡面汇流和河网汇流，汇集到流域出口断面形成流量过程

叫汇流。

•净雨的两条假定：

倍比假定：如果单位时段内的净雨不是一个单位而是k个单位，则形成的流量过

程是单位线纵标的k倍。

叠加假定：如果净雨不是一个时段而是m个时段，则形成的流量过程是各时段净

雨形成的部分流量过程错开时段叠加

(六)、了解水文预报的方法(洪水预报、枯水预报)

1.洪水预报

(1)定义：根据洪水形成和运动规律，利用水文、气象信息，预测洪水的发生与变

化过程的应用科学技术。(为防汛抗旱而进行的预报)

(2)主要预报项目为：洪峰水位、最大流量、洪峰出现时间和一次洪水总量等。

(3)分类：把预见期在2天以内的称短期预报；预见期在2〜10天的称中期预报；预

见期在10天以上、一年以内的称长期预报。按预报的对象，可分为暴雨

洪水预报，融雪洪水预报、冰凌洪水预报与海岸洪水预报等

2.枯水预报

(1)定义：根据枯水季节流域蓄水的消退规律，利用前期流域蓄水资料，预报未来

的河川径流量和流量过程。(为农业灌溉、水力发电和水环境保护而进行

的预报)

3.水文预报工作的基本程序：制定预报方案、进行作业预报

(七”了解设计洪水的主要内容、方法和步骤

1.定义：用以设计水利工程所依据的各种标准的洪水称为设计洪水

2.设计洪水的内容：设计洪峰、不同时段的设计洪量、设计洪水过程线、设计洪水

的地区组成和分期设计洪水等。

3.常用的计算方法：①由流量资料推求设计洪水②由暴雨资料计算设计洪水③经验公

式法或地理插值法3可能最大暴雨及可能最大洪水

第二部分水利工程

一、基础知识

（一）水工建筑物分类及等级划分

•按功能分为两大类：一般水工建筑物、专门水工建筑物

•水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水

建筑物、专门建筑物。（一般水工建筑物）

•水工建筑物按使用时期分为永久性建筑物和临时性建筑物。

•专门水工建筑物的分类：水电站建筑物：厂房、压力管道、调压室

通航建筑物：船闸、升船机、码头、防波堤

给排水建筑物：沉淀池、污水处理厂

其他：鱼道等

等级划分：

水利工程根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。

表1水利水电工程分等指标表（水利部2000年分布）

工防洪排涝灌溉供水水力发电

程水库

工程

等总库容保护城镇及保护农田面

规模排涝面积灌溉面积供水对象装机容量

级（亿3工矿企业的积

m）（万亩）（万亩）重要性（万kw）

重要性（万亩）

I大⑴型210特别重要25002200>150特别重要2120

II大⑵型10-1.0重要500-100200〜60150〜50重要120〜30

III中型1.0-0.1中等100〜3060-1550-5中等30~5

IV小⑴型0.1-0.01•股30〜515〜35-0.5一般5~1

V小⑵型0.01-0.001<5<3<0.5<1

水工建筑物分级

水利工程中的水工建筑物，根据所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为五级。

表2水工建筑物的级别

永久性建筑物级别

工程等别临时性建筑物级别

主要建筑物次要建筑物

—•134

二234

三345

四455

五55

注：①永久建筑物一一工程运行期间使用的建筑物，根据重要性分为：

主要建筑物一一系指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物，如坝、闸、电站厂房、泵站等。

次耍建筑物一一系指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大，易于修复的建筑物，如挡土墙、导流

墙、护岸等。

②临时性建筑物一一系指工程施工期间使用的建筑物，如：导流建筑物、施工围堰等.

(1)对于二至五等的工程及临时工程，下述情况经论证可提高或降低级别：

(1)工程位置特别重要，失事后将造成重大灾害者，可提高一级。

(2)工程地质条件特别复杂或者采用经验较少的新型结构时，可提高一级。

(3)临时性水工建筑物一旦失事将造成严重灾害或对施工有严重影响时，可提高一级。

(4)失事后影响不大的工程，经论证可适当降低级别。

(2)对水工建筑物的要求：

(1)设计基准期。一级挡水建筑物100年，其他永久建筑物50年。临时建筑物按预定的使用年

限及可能滞后的时间确定。特大工程挡水建筑物的设计基准期经专门研究决定。

(2)抗御灾害能力。如：防洪标准、抗震标准、坝顶超高等

(3)安全性。如：建筑物的强度和稳定安全指标，限制变形要求等

水工建筑物的结构安全级别，应根据建筑物的重要性及破坏可能产生后果的严重性而定，与水工建

筑物的级别对应而分为三级。

表3水工建筑物的结构安全级别

水工建筑物的级别水工建筑物的结构安全级别

1I

2,3II

4,5III

对有特殊安全要求的水工建筑物，其结构的安全级别应专门研究决定。

结构及其构件的安全级别，可依其在水工建筑物中的部位，本身破坏对水工建筑物安全影响的大

小，取与水工建筑物的结构安全级别相同或降低一级。

地基基础的安全级别与建筑物的结构安全级别相同。

(4)运行可靠性。如：建筑物的供电、供水、通航保证率、闸门等设备的可用性等。

(5)建筑材料。如：使用材料的品种、质量和耐久性等。

(二)、了解水利工程对环境影响

•库区

淹没：库区回水范围内淹没耕地、生活区、名胜古迹等等，移民。

滑坡、坍岸：岸坡浸水后岩体抗剪强度降低，当库水位降低时有可能因失稳而坍

狙泡。

水库淤积：水流入库后流速降低，挟沙能力下降。

水温变化：水温变幅随水深增加而减小。

水质变化：库内生物分解。

气象变化：大水域影响小气候，多雾、气温变幅减小、降雨形态变化。

诱发地震：库区存在活动性地质构造。

卫生条件：水位上升导致土地盐碱化，孳生蚊虫微生物。

•水库下游

河道冲刷：泥沙淤积库内，下泄清水冲刷能力加大。

河道水流变化：电站调配下泄水量。

河道水温：溢洪道以外的下泄水流多来自水库底层，水温较低。水温变化不一定

适合作物生长。

河道水质：库水的浑浊度随水深而异，深水的溶解氧低。库水化学成分改变，营

养物质浓集，导致水的异怪或缺氧，对生物的生长带来了不利影响。

•其他：阻断鱼类涧游通道和野生动物迁徙

（三）、北方主要作物需水规律，灌溉制度制定方法

1.北方主要作物需水规律：

冬小麦需水强度变化规律：

播种一越冬（10月―11月）：较小

越冬期（12月—2月）：最小

返青后逐渐增大，抽穗期达到最大，此后又有所减小

2.灌溉制度制定方法：

（1）充分灌溉制度的确定方法：

由总结群众丰产灌水经验

2根据灌溉试验资料制定灌溉制度

3按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度

（2）非充分灌溉下的灌溉制度

S经济灌溉制度：确定效益最大的灌溉定额

2优化灌溉制度：灌溉水量在生育期内分配

（3）根据水量平衡原理制定灌溉制度

3.作物需水量及其确定方法：

•农田水分消耗：植株蒸腾、颗间蒸发、深层渗漏、腾发：蒸发+蒸腾ET

•作物需水量影响因素：气象、土壤水分状况、作物类型及生育阶段

•确定方法：试验测定，计算

需水量的直接计算方法全生育阶段：需水系数法

a值法（水面蒸发）：ET=aEo

ET=aE（）+b

K值法（产量）：ET=KY

ET=KYn+c

生育阶段：模系数法

（四）、农田土壤水分特征参数及基本运动规律

1、特征参数：

•农田水分状况：农田中地表水、土壤水和地下水的状态、变化规律及对作物生

长影响的总称

•农田水分调控：利用农田水利措施对农田水分状况进行调节与控制，以改善土

壤中的气、热、养分状况及农田小气候，达到农业增产的目的。

•土壤含水量：105℃烘干至恒重时失去的水量。以单位质量干土中水的质量或

单位土壤总容积中水的容积表示(质量含水量、体积含水量)

2、土壤含水量的主要测定方法：称重法(烘干法)，核技术测量：中子仪、y射线

仪，电磁测量：时域反射仪(TDR),核磁共振测量，热脉冲测量，遥感测量：大

面积地表含水率

3、基本运动规律：入渗条件下的土壤水分运动、土壤水分再分布、蒸发条件下的土

壤水分运动

(五)、灌溉排水工程类型及适用条件

1.灌溉工程类型适用条件：

•按照水源分类：

(1)渠灌区：以地表水为主要灌溉水源

s无坝引水：河流水位、流量能满足灌溉要求

a有坝引水：河流流量满足灌溉要求，水位较低

3水库取水：河流水位、流量不满足灌溉要求

&抽水取水：河流水量丰富，灌区位置较高

其中前三类为自流灌区，最后一类为扬水灌区

(2)井灌区：以地下水为主要灌溉水源

山垂直取水：

a.管井：适用于开采深层承压水、浅层水，有完整井和非完整井之分

b.筒井：适宜于开采浅层地下水

a水平采水工程：

a.坎儿井：新疆等干旱地区引取山前地下水

b.卧管井：埋设于地下水位以下的水平集水管

c.截潜流工程：河道渗漏，地下径流丰富

3双向取水：辐射井

(3)井渠结合灌区：地表水、地下水联合调度

地表水、地下水联合调度，在北方水资源不足的地区有助于丰、枯水量调剂

能有效控制地下水位及土壤次生盐碱化

•按照输水方式分类：渠系输水、管道输水

2.排水工程类型适用条件

•水平排水工程：

排水沟：开挖量大，易坍、易淤、易生杂草

排水管：减少占地，利用机械化耕作，造价高

•竖井排水：地下水埋深较浅，水质符合灌溉要求。井灌井排相结合，可增加

灌溉水源、降低地下水位

二、水工建筑物及灌溉工程

(一)、水坝类型、组成、特点及适用条件，了解基本设计步骤

1.水坝类型：

•按构造分类：重力坝、拱坝、支墩坝

•按材料分类：土石坝、碎坝、浆砌石坝、钢筋碎坝、木坝

2.重力坝

(1)特点：出泄洪和施工导流比较容易解决

a安全可靠，结构简单，施工技术比较容易掌握

3对地形、地质条件适应性强

出受扬压力影响较大

5坝体体积大，水泥用量多，温度控制要求严格

(2)设计内容：S总体布置2剖面设计3稳定分析出应力分析3构造设计

6地基处理a溢流重力坝和泄水孔孔口设计8监测设计

(3)适用条件：任何形状的河谷都可以修建重力坝

2地质条件要求也较低，一般可以修建在弱风化的岩基上

3.拱坝

(1)特点：a利用拱结构特点，充分利用材料强度

2利用两岸岩体维持稳定

a超载能力强，安全度高

4抗震性能好

5荷载特点

6坝身泄流布置复杂

(2)设计内容：

①根据坝址地形图、地质图和地质勘查资料，定出开挖深度，画出可利用的基

岩面等高线地形图。

②在可利用基岩面等高线地形图上，试定顶拱轴线的位置。

③初拟拱冠梁的尺寸，自拱顶向下，一般取5至10道拱圈，绘制各层拱圈平面

图，布置原则预定拱相同。

④切取若干铅直剖面，检查其轮廓线是否光滑连续，确定倒悬程度。

⑤进行应力计算和坝肩岩体抗滑稳定校核，如不符合耍求，应修改坝体布置和

尺寸，重复以上的工作程序，直至满足要求为止。

⑥将坝体沿拱轴线展开，绘成坝的立视图，显示基岩面的起伏变化，对突变处

应采取削平或填塞措施。

⑦计算坝体工作量，作为不同方案比较的依据。

(3)适用条件：地形条件：狭窄河谷，左右岸对称，岸坡平顺无突变，平面上向

下游收缩。坝端下游有足够的岩体支撑

地质条件：基岩均匀、坚固完整、强度高、透水性小、耐风化、岸坡稳定

4.土石坝

（1）特点：

①就地取材；

②结构简单，便于维修和加高、扩建；

③对地质条件要求较低，能适应地基变形；

④施工技术较简单，工序少，便于组织机械化快速施工；

⑤有较丰富的修建经验。

（2）设计内容：

S坝体和坝基在施工期及各种运行条件下都应当是稳定的

a土石坝通常不允许坝顶过流

3设置良好的防渗及排水设施以控制渗流

4对坝顶和边坡采取适当的防护措施，防治波浪、冰冻、暴雨及气温变化等不

利的自然因素对坝体的破坏作用。

5合理进行大坝安全监控系统设计，布置观测设备，监控大坝的安全运行

（3）组成：坝身、防渗体、排水体、护坡

5.碾压砂坝特点：

a施工工序简单

a胶凝材料用量少

3简化了温控措施

出不设纵缝，节省了模板及接缝灌浆等费用

5可适用大型通用施工机械设备，提高砂运输和填筑工效

6降低工程造价

（二）、水闸类型、组成、特点及适用条件，了解基本设计步骤

i.类型：

按所承担任务：进水闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸、冲沙闸

按闸室结构形式：开敞式、封闭（涵洞）式

2.组成：闸室、上游连接段、下游连接段

3.特点：

a软土地基的压缩性大，承载能力低，在闸室自重和外荷载作用下，地基易产生较

大的沉降或沉降差，造成闸室倾斜，闸底板断裂，易发生塑性破坏，引起水闸

失事。

a水闸泄流时，水流具有较大能量，而土壤的抗冲能力较低，可能引起水闸下游冲

刷。

3在上下游水头差作用下，将在闸基及两岸连接部分产生渗流，渗流对闸室及两岸

连接建筑物的稳定不利，而且还可能产生有害的渗透变形。

4.基本设计步骤：

i闸室选择和闸孔设计a水闸防渗排水设计

3水闸的消能防冲设计4闸室的布置和构造

5闸室稳定分析、沉降校核和地基处理

6闸室的结构计算

（三）、桥梁类型、特点及适用条件，了解基本设计步骤

1.类型：

按用途分：有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥、运水桥（渡槽）及其他专用

桥梁（如通过管道、电缆等）。

按跨越障碍分：有跨河桥、跨谷桥、跨线桥（又称立交桥）、高架桥、栈桥等。

按采用材料分：有木桥、钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、坊土桥（包括砖

桥、石桥、混凝土桥）等。

按桥面在桥跨结构的不同位置分：有上承式桥、下承式桥和中承式桥。

按桥长分：桥长20m及以下为小桥，20~100m为中桥，100〜500m为大桥，500

m以上为特大桥。

按受力特点分：有梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥。

2.特点：一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成

3.适用条件：

4.基本设计步骤：

△主要技术条件a尺寸拟定3材料选用

"梁部纵向计算的内容和方法6横向计算

（四”灌溉系统（渠道、管道）的组成、渠系建筑物的分类及其作用

1.渠道组成：渠首工程、输配水工程、田间工程

2.管道组成：首部枢纽、输配水管网（干管、支管、毛管）、灌水器

3.渠系建筑物分类：

•按作用分：

（1）引水建筑物

力无坝引水：渠首进水闸，作用：调节引入干渠的流量

&有坝引水：由拦河坝、冲沙闸、进水闸等组，雍高水位，冲刷进水闸前的

淤沙，调节干渠

3水库取水：大坝、进水闸等，作用：调节河道流量

4抽水取水：水泵站，作用：提高水位

（2）配水建筑物

S分水闸：上级渠道向下级渠道分水的闸门，同时是下级渠道的进水闸。作

用是控制和调节向下级渠道的配水流量

&节制闸：垂直渠道中心线布置，其作用是根据需要抬高上游渠道的水位或

阻止渠水继续流向下游

（3）交叉建筑物

作用：穿越山岗、河沟、道路

（4）衔接建筑物

S跌水：用于跌差较小的陡坎

a陡坡：用于跌差较大、地形变化均匀

（5）泄水建筑物

作用：防止由于沿渠坡面径流汇入渠道或因下级（游）渠道事故停水而使渠

道水位突然升高，进而威胁渠道安全

位置：重要建筑物和大填方段的上游、山洪入渠处的下游

类型：溢流堰，泄水闸

（6）量水建筑物

作用：控制和量测水量，以维持灌溉工程的正常运行，实施科学的用水管理

位置：各级渠道进水口：量测入渠水量；末级渠道：量测进入田间水量；退

水渠：量测退泄水量。

类型：量水堰（三角形、矩形、梯形薄壁堰）；巴歇尔水槽；水位一流量；流

速仪。

•按使用寿命分：固定渠道、临时渠道

•按控制面积大小和水量分配层次分：干渠、支渠、斗渠、农渠

4.灌溉渠系组成：退（泄）水渠道包括渠首排沙渠、中途泄水渠和渠尾退水渠。其主

要作用是定期冲刷和排放渠首段的淤沙、排泄入渠洪水、退泄渠道剩余水量及下游出现工

程事故时断流排水等，达到调节渠道流量、保证渠道及建筑物安全运行的目的。

（五”不同灌水方法及其技术特点

灌水方法作物地形水源土壤

密植作物、牧草、部分蔬

畦灌坡度均匀，＜0.2%水量充足中等透水性

菜

坡度均匀，

地面沟灌宽行作物、部分蔬菜＜2%"5%水量充足中等透水性

灌溉

全面透水性小，盐碱

淹灌水稻平坦或局部平坦水量丰富

灌溉1:

漫灌牧草较平坦水量充足中等透水性

喷灌经济作物、蔬菜、果树适用于复杂地形水量较少各种透水性

渗灌根系较深作物平坦水量缺乏透水性较小

局部滴灌果树、瓜类、宽行作物较平坦水量极其缺乏各种透水性

灌溉

微喷灌果树、花卉、蔬菜较平坦水量缺乏各种透水性

(六)、了解排水系统类型及特点

1.排水系统

•排除地表水：除涝排水，防止作物受淹

在设计暴雨时保证农田积水不超过作物允许的耐淹历时和水深

雨后在允许的时间内将田间积水排除

•排除地下水：防渍排水、防盐碱化排水

2.排水系统的组成：(1田间沟系&输水沟系3排水枢纽工程4容泄区

3.明沟排水技术

•地面排水系统的组成：干、支、斗、农沟

•类型：除涝、防渍、防止土壤盐碱化。

•田间排水系统布置：灌排相邻布置、灌排相间布置、灌排合一

•明沟排水系统的特点：排水速度快、排水效果好

4.暗管排水技术

•地下暗管系统的组成：吸水管、集水管、闸阀、通气孔、检修孔、出水口

•特点：排水速度快、排水效果好

5.竖井排水技术

特点：

•降低地下水位，防止土壤返盐

•防涝防渍，增加灌溉水源(调控地下水库)

•抽咸补淡，改善水源

•土方工程量小，占地少，便于机耕

(七)、堤防工程的类型及设计要点

1.类型：

按作用或功能分：江河堤防、湖泊围堤、坪垸围堤、城市防洪堤

按堤身材料分：土堤、石堤、碎堤、钢筋碎防浪墙

2.设计要点：

(1)堤线选择

(2)堤顶高程和堤距的确定

(3)堤身断面设计

(4)渗流计算和渗控措施设计

(5)堤坡稳定分析

(6)抗震设计

第三部分水利管理

一、中国水法规（中华人民共和国水法、中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国水

污染防治法、中华人民共和国水土保持法、中华人民共和国防洪法等）中有关水利方面的

内容

•为了合理开发、利用、节约和保护水资源

•水资源，包括地表水和地下水。

•水资源属于国家所有

•县级以上人民政府应当加强水利基础设施建设，并将其纳入本级国民经济和社会

发展计划。

•国家对水资源依法实行取水许可制度和有偿使用制度

•国家厉行节约用水，大力推行节约用水措施，推广节约用水新技术、新工艺,发

展节水型工业、农业和服务业,建立节水型社会

•单位和个人有节约用水的义务

•国家对水资源实行流域管理与行政区域管理相结合的管理体制

•国务院水行政主管部门负责全国水资源的统一管理和监督工作

•县级以上地方人民政府水行政主管部门按照规定的权限,负责本行政区域内水资

源的统一管理和监督工作。

•县级以上地方人民政府有关部门按照职责分工，负责本行政区域内水资源无龙、

利用、节约和保护的有关工作。

•开发、利用、节约、保护水资源和防治水害，应当按照流域、区域统一制定规划

•流域规划包括流域综合规划和流域专业规划;区域规划包括区域综合规划和区域

专业规划。

•流域范围内的区域规划应当服从流域规划,专业规划应