世界现代水利

世界现代水利水利工程名词01简介跨流域调水海水淡化水资源开发抽取地下水防洪目录030502040607灌溉航道港口水运大坝工程水力发电水土保持情况目录0901108010基本信息第二次世界大战后，世界科学技术发展突飞猛进。随着工农业生产的快速发展，以及为满足日益增长的人口的需要，世界上许多国家投入大量资金发展水利，在整治河道、提高防洪能力、扩大灌溉面积、建设大水库和大水电站、改善航运条件、跨流域引水、防治水污染、保护水源以及结合水利工程发展旅游等方面，都取得了较大成就，使水资源的开发、利用和保护达到了较高水平。简介简介第二次世界大战后,世界科学技术发展突飞猛进。随着工农业生产的快速发展，以及为满足日益增长的人口的需要，世界上许多国家投入大量资金发展水利，在整治河道、提高防洪能力、扩大灌溉面积、建设大水库和大水电站、改善航运条件、跨流域引水、防治水污染、保护水源以及结合水利工程发展旅游等方面，都取得了较大成就，使水资源的开发、利用和保护达到了较高水平。但由于降水在地理上和时间上分布不均，人类尚无能力充分控制和调节，尚未充分掌握其规律，致使许多地区的水旱灾害仍不断发生。此外，由于工农业和城镇居民需水量不断增长，人口向都市集中，使世界上许多地区，特别是城市地区，水资源不敷使用。水体污染继续蔓延，以及管理不善，加剧了水资源的供需矛盾。水资源开发依靠水文循环，地球上每年再生淡水资源的体积大体上是不变的。降水形成的多年河川径流量约为44.5万亿m。其中约2/3在洪水季节直接流入海洋，河川天然基流仅约14万亿m。为保持生态平衡和工程技术方面的原因，可利用的水资源更少。据估计，1950年全世界工业、农业和城镇居民用水总量约1万亿m，至1980年已增加到3.5万亿m，预计到1990年将增加到4万亿m。全世界总用水量中,农业用水占最大份额，约70%，其次是工业用水，约25%，其余5%为城镇用水。水资源开发水资源开发现代水资源开发强调综合利用，防洪、灌溉、发电、航运、供水、渔业和旅游业等多目标开发。开发途径主要是：①在河道上筑坝蓄水，调节径流；②建跨流域引水工程，调节水资源在地区上的分布不均；③开发地下水。其中以第一种途径最主要。至1986年,全世界已建成库容1亿m以上的水库2700余座，总库容逾6.4万亿m,约占全世界陆地年平均河川径流量的14%。36年来，水库总库容约增加了10倍。库容1亿m以上的水库约80%以上是1950年后建成的。已建和在建的100亿m以上的大水库约100座,总库容约3.5万亿m;库容500亿m以上的特大水库19座,总库容约1.7万亿m，其中6座在苏联、5座在加拿大。至1989年，世界上最大的水库为苏联1967年建成的布拉茨克水库，总库容约1694亿m。跨流域调水跨流域调水为解决干旱缺水地区用水需要，世界上已有10多个国家进行跨流域调水。规模较大的有：①巴基斯坦的印度河调水工程；②苏联从额尔齐斯河向奴拉河调水工程；③美国加利福尼亚州调水工程。有些国家还计划或设想建更大规模的调水工程，如苏联计划从西伯利亚向中亚细亚调水，美国设想调阿拉斯加的水经加拿大到美国本土。这些计划或因环境和社会问题，或因投资问题，在近期内很难实现。抽取地下水抽取地下水抽取地下水是最古老的用水方式。80年代估计全世界总用水量中约1/5取自地下含水层。许多地区因地下水超采严重，已引起地下水位大幅度下降、地面下沉和沿海地区海水入侵地下含水层的现象。为缓解这些现象，许多国家一方面限制抽取地下水，另一方面采取向地下含水层人工回灌的技术。海水淡化海水淡化海水淡化技术近年来发展较快，但耗能较多，费用约为常规供水方法的10倍。1980年全世界海水淡化总量约27亿m，小于总用水量的1/1000。其中60%分布在阿拉伯半岛等能源丰富而又严重缺水的国家。人工影响天气，催雨播云，自1946年首次试验成功后，已试验数百次，在增加水库蓄水量、缓解旱情、扑灭森林火灾等方面都起过一定作用。但因影响因素很多，要有一定的气象条件，80年代仍处于试验研究阶段。水资源开发的发展趋势如下。①重视流域规划：为充分利用水资源，现代水利建设要求以流域为单元，进行多目标水利规划。70年代以前，流域规划主要从工程技术经济方面考虑。70年代以后，流域规划除考虑工程技术经济因素外，开始重视社会、环境等方面的问题及其长远的影响。②重视生态环境问题：60年代以前，所**的环境问题主要是水源污染。随着水资源的大规模开发，70年代以后，开始注意整个流域生态环境不容忽视、而且不少是不可逆转的影响。埃及阿斯旺高坝建成后，其环境影响引起全世界的**和争议。苏联为发展中亚地区的灌溉，引用阿姆河和锡尔河的大量径流，使咸海海面从50年代末的6.4万km缩减到80年代初的4万km，水位下降10m以上。为补充咸海水量，计划从西伯利亚调水，但因可能对环境产生严重影响而迟迟不能决定。因此，对重大水利工程，需要事先作出对环境影响的评价，权衡利弊，才可决定。③提高用水效率、加强水资源管理：为缓解水资源匮乏现象，许多国家已重视水资源的管理，提高用水效率。农业节水潜力最大。工业方面主要是提高水的重复利用率。城镇建筑采用节水型设备，并推广中水道，使饮用水与杂用水的管道分开。在多水季节将多余的地表水人工补给地下含水层，建造地下水库，是缓和水资源紧缺的经济合理措施。原联邦德国人工补给地下水的水量已占地下水抽取量的30%。防洪防洪防洪按现代的科学技术和经济水平，人类还不能完全控制洪水，只能在经济开发地区减小洪灾损失。半个多世纪以来，许多国家虽投入大量资金建设防洪工程，取得了巨大效益，但由于人类活动和社会经济发展等因素的影响，洪水损失仍有增加趋势。防洪标准根据洪灾造成的损失由经济评价决定，随国家和地区经济发展水平和沿岸城市的重要性不同而差别很大。经济发达国家，对特别重要的城市一般要求防200年一遇洪水;对重要城市,要求防100年一遇洪水；对农田一般只要求防10～20年一遇洪水，有的甚至只要求防3～7年一遇洪水。防洪工程从规模和效益上看，最典型的是密西西比河防洪系统。防洪的发展趋势如下。①工程措施和非工程措施相结合：70年代以前，防洪主要考虑工程措施，但仍经常发生超标准的洪水事件,造成洪灾损失。70年代以后,许多国家重视工程措施与防洪非工程措施相结合，目的是使洪灾损失尽可能减到最小。②重视城市防洪：城市的资产和人口最集中，是防洪的重点地区，防洪标准也较高。③洪水预报警报系统日趋完善：随着新技术的发展，洪水预报警报系统已运用地球卫星和遥感技术等收集和处理、传递水文情报。洪水预报和警报已成为非工程防洪措施的重要内容。灌溉灌溉灌溉全世界灌溉面积1950年为9600万公顷，1985年为2.2亿公顷，增长1.2倍。35年内增加的1.14亿公顷中，8500万公顷是1950～1960年的10年内增加的。60年代以后，增长比较缓慢。灌溉面积占耕地面积的比例由1950年的7%增加到1985年的16%。灌溉农田的农产品产值约占全部农产品产值的一半。世界上灌溉面积最多的国家为中国，其次为印度、美国、苏联和巴基斯坦。以上五个国家的总灌溉面积占全世界的65%。欧洲西部一些国家，因雨量较丰、分布较匀，灌溉设施一般较少。20世纪后20年，预测人口将增加47%，而耕地只能增加4%。为满足日益增长的人口对粮食的需求,主要靠提高单位面积产量。因此,发展灌溉是主要措施之一。但发展灌溉将受到水资源不足，以及经济和自然条件、环境等因素的制约。灌溉的发展趋势如下。①灌溉方法仍以地面灌溉为主：地面灌溉的面积约占全部灌溉面积的90%。喷灌面积1980年约2000万公顷,只占灌溉总面积的9%，主要分布在美国、苏联和罗马尼亚等国。②提高用水效率：全世界灌溉渠系有效利用系数仅约0.37，美国大致约0.78，日本约0.6，苏联约0.5。为提高用水效率，一些国家采取衬砌渠道或改用管道输水。此外，还发展节水灌溉技术，如喷灌、微灌等。③发展微灌技术：包括滴灌、微喷灌、渗灌和雾灌等。最主要的是滴灌。1982年全世界滴灌总面积约30余万公顷，其中一半以上在美国。滴灌设备费用较高，管道易被堵塞。④盐碱地改良：由于农田排水技术不良，在一些灌溉地区发生土壤盐碱化。水力发电水力发电水力发电全世界可开发的水能资源约22.6亿kW，年发电量约9.8万亿kW·h。其中中国可开发水能资源约3.78亿kW，年发电量约1.92万亿kW·h，居世界首位。1950年，全世界水电站装机容量约7120万kW，水电站年发电量约3324亿kW·h。到1986年,水电站总装机容量已增加到5.67亿kW,水电站年发电量约2.03万亿kW·h。与1950年相比,分别增加6.96倍和5.1倍。总的水能开发程度约20.7%（按发电量计）。瑞士、法国、意大利和英国的水能资源已开发90%以上。发展中国家水能资源较丰富，但开发程度较低，1980年不到10%。水电在电力生产中的比重，以挪威最高，达99%。此外，非洲的赞比亚、加纳、乌干达和扎伊尔等发展中国家，虽然电力生产量不大，但98%以上依靠水电。预测在20世纪后15年,水电站装机容量和发电量还可有较大增长,但发达国家除苏联外，预计常规水电站发展不会很大。至1987年,全世界已建和在建的装机100万kW以上的常规水电站已有100余座，其中装机150万kW以上的66座，装机400万kW的15座（6座在苏联）。1991年世界上最大的常规水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，设计装机容量1260万kW。已建的大型潮汐电站为法国1968年建成的朗斯潮汐电站，装机24万kW。为配合火电站和原子能电站的建设，满足电网调峰的需要,1950年特别是1960年以来,大型抽水蓄能电站发展很快。1960年全世界抽水蓄能电站总装机只有350万kW，到1985年，已增加到6500余万kW，增加17.6倍。大型抽水蓄能电站主要分布在美国、日本和西欧一些国家。航道港口水运航道港口水运航道和港口水运是一种最古老的运输方式，二次世界大战结束后，有明显发展。世界上通航里程较长的内河航运系统主要在下列国家和地区。①美国：航道总长逾4万km，其中约一半的水深超过2.74m，48%在密西西比河干支流上，可与五大湖相通；②苏联：有保证航运水深的航道逾8万km,伏尔加航运系统总长6000km，上达莫斯科,下通黑海和里海；③欧洲：多瑙河-莱茵河航运系统,在80年代德国开始兴建的美因-多瑙运河完成后，东至里海，西至北海,横贯欧洲大陆,航道全长约3000km,可通航3000t船队;④中国：1988年底有可通航的河道约10.9万km，其中约7万km分布在长江水系,但大部分水深和通航能力不大。目前世界上最大的海港是荷兰的鹿特丹港，吞吐量以1973年最大，达3亿t以上。二次大战后集装箱码头发展很快。航道和港口的发展趋势如下。①渠化航道（见渠化工程）：为提高通航能力，改善通航条件，主要是疏浚和进行河道整治,并结合水资源的开发,建船闸和升船机，渠化航道。80年代,全世界已渠化的航道长约17000km以上。航道水深一般要求大于2.74m。密西西比河可通过载重量逾6万t的顶推船队。②扩大港口吞吐能力：为提高港口的吞吐能力，主要是开辟深水航道和开挖深水港池，发展海河联运，扩大码头装卸设备的能力，发展集装箱码头。集装箱货运量的比重日益增加。水土保持情况水土保持情况水土保持由于自然条件不利、滥伐森林、过度垦殖和放牧,以及耕作制度不合理,水土流失严重。80年代初,全世界土壤侵蚀面积约达2500万km，占全世界陆地面积的18.5%。总的每年侵蚀土壤约600亿t。中国、美国、苏联和印度四个国家合计土壤流失量约占全世界的一半。不少国家已成立专门机构治理水土流失。水土保持的发展趋势如下。①小流域综合治理：以小流域为单元，进行规划，综合治理。②工程措施与林草、农业耕作措施相结合：70年代以来，许多国家重视工程措施与林草、农业耕作措施相结合，治理水土流失。水土保持农业耕作措施已被证明是控制水土流失的有效措施之一。大坝工程大坝工程大坝工程据国际大坝委员会登记，1950年，全世界15m以上的大坝约有5200座，到1986年已增加到3.6万余座，其中中国有1.88万余座，占全世界的一半以上。1951～1974年,世界上大坝建设发展速度最快,此后逐渐减慢。已建大坝中，土石坝约占82%,高30m以下的低坝约占78%，高100m以上的高坝总数只占1.14%。目前有高200m以上的高坝24座。高100m以上的高坝，绝大多数是二次世界大战结束后建成的。当前世界上最高的土石坝是苏联1989年建成的罗贡坝，高335m；最高的重力坝是瑞士1962年建成的大迪克桑斯坝，高285m；最高的拱坝是苏联1980年建成的英古里坝，高2