水利工程与水资源管理作业指导书

水利工程与水资源管理作业指导书TOC\o"1-2"\h\u13799第1章绪论 310391.1水利工程概述 3306411.2水资源管理的重要性 451681.3水利工程与水资源管理的关系 425457第2章水资源评价 598922.1水资源概念及分类 5114152.1.1水资源概念 5176032.1.2水资源分类 5297292.2水资源评价方法 5236992.2.1降水评价 5258692.2.2地表水资源评价 5219822.2.3地下水资源评价 6137252.3水资源评价成果分析 6197082.3.1水资源数量分析 6152292.3.2水资源质量分析 622552.3.3水资源时空分布分析 6292542.3.4水资源供需平衡分析 611721第3章水利工程设计 638333.1设计原则与要求 6322403.1.1设计原则 6205773.1.2设计要求 7138883.2工程规模及标准 7316153.2.1工程规模 7235133.2.2工程标准 7113813.3工程布置与结构设计 781523.3.1工程布置 7101083.3.2结构设计 730420第4章水工建筑物 8294274.1水工建筑物类型 8105724.1.1水坝 827024.1.2水闸 832184.1.3河道整治建筑物 8156444.1.4水电站建筑物 8204634.1.5输水建筑物 844944.2建筑物设计原理 8266524.2.1安全性 8136004.2.2适用性 8131194.2.3经济性 9173584.2.4环境保护 95234.3常见水工建筑物设计 914114.3.1土石坝设计 9222044.3.2混凝土坝设计 9198714.3.3水闸设计 9289244.3.4河道整治建筑物设计 9224694.3.5水电站建筑物设计 9138194.3.6输水建筑物设计 95143第5章水利工程施工 9159355.1施工组织设计 997945.1.1施工组织设计原则 9243105.1.2施工组织设计内容 10138415.2施工技术要点 10293915.2.1土方工程 10259435.2.2混凝土工程 1017025.2.3防渗工程 1077965.3施工质量控制与验收 11288075.3.1质量控制措施 11183745.3.2验收标准及程序 11194125.3.3质量保修 113001第6章水资源管理 11275386.1水资源管理现状与问题 1187966.1.1现状概述 1172126.1.2主要问题 11124556.2水资源管理法律法规体系 1161806.2.1法律法规框架 11130096.2.2主要法律法规内容 12285636.3水资源管理措施 12210896.3.1水资源调查与评价 12246796.3.2水资源规划与配置 12199516.3.3水资源节约与保护 12198986.3.4水资源开发与利用 1219556.3.5水资源管理与监督 1214009第7章水资源保护 13145827.1水资源污染来源及危害 13209797.1.1污染来源 13320737.1.2危害 13225487.2水资源保护措施 13128647.2.1工业污染防治 1385167.2.2农业污染防治 13256177.2.3生活污染防治 1448137.2.4船舶污染防治 14279377.3水环境保护与治理 1417227.3.1水环境监测 14275537.3.2水环境治理 14259867.3.3水资源合理利用与保护 141297第8章水资源利用与配置 14107528.1水资源利用现状与潜力 14283648.1.1概述 1426388.1.2水资源利用现状 14112778.1.3水资源利用潜力 15135858.2水资源配置原则与目标 15169588.2.1配置原则 1562028.2.2配置目标 15304418.3水资源优化配置方法 15280048.3.1水量分配模型 15299618.3.2水资源调度模型 15299008.3.3水价杠杆调节 16270428.3.4水资源管理信息系统 1617970第9章水利工程经济评价 16309719.1投资估算与资金筹措 16230789.1.1投资估算 1644149.1.2资金筹措 16180799.2经济效益分析 1659399.2.1经济效益指标 1644189.2.2敏感性分析 16260809.3财务评价与社会评价 16197309.3.1财务评价 1682069.3.2社会评价 179812第10章水利工程运行与管理 17281610.1运行管理原则与目标 172225910.1.1运行管理原则 17918710.1.2运行管理目标 17375410.2运行监测与维护 172809510.2.1运行监测 173013110.2.2维护管理 17920110.3水资源应急管理与调度 182607110.3.1应急管理 18754310.3.2水资源调度 18538910.4水利工程后评价与可持续发展建议 182037310.4.1后评价 18155210.4.2可持续发展建议 18第1章绪论1.1水利工程概述水利工程是指运用工程措施对水资源的开发、利用、治理、配置和保护等方面进行科学管理和调控的一门综合性工程。我国具有丰富的水资源，但在时间和空间分布上存在严重的不均衡性。为合理利用和保护水资源，保障国家经济社会的可持续发展，水利工程在我国具有重要的战略地位。水利工程主要包括以下几个方面：（1）水源工程：如水库、湖泊、地下水开发等，旨在解决水资源的供给问题。（2）输水工程：如渠道、隧洞、管道等，实现水资源的合理调配。（3）防洪工程：如堤防、蓄洪区、排洪渠道等，降低洪水灾害风险。（4）治河工程：如河道整治、疏浚、河岸防护等，改善河流生态环境。（5）水土保持工程：如梯田、植被恢复、侵蚀防治等，保护土壤资源和水资源。1.2水资源管理的重要性水资源是人类社会生存和发展的重要基础资源。我国经济社会的快速发展和人口的增长，水资源供需矛盾日益突出。水资源管理的重要性主要体现在以下几个方面：（1）保障国家粮食安全：农业是国民经济的基础，水资源是农业生产的关键要素。合理管理水资源，提高农业灌溉水利用效率，对保障粮食生产具有重要意义。（2）促进经济社会可持续发展：水资源的合理开发、利用和保护，是支撑国家经济社会可持续发展的重要条件。（3）保障人民生活用水：水资源管理关系到人民生活用水安全，是维护人民群众根本利益的重要举措。（4）生态环境保护：水资源管理对维护河流、湖泊、湿地等生态系统平衡具有重要作用，有利于生物多样性的保护和生态环境的改善。1.3水利工程与水资源管理的关系水利工程与水资源管理密切相关，相互促进、相互制约。水利工程为水资源管理提供技术手段和工程保障，而水资源管理则是水利工程实施的指导思想和目标。（1）水利工程是水资源管理的重要手段：水利工程通过建设水源工程、输水工程、防洪工程等，实现水资源的合理调配、开发和保护，为水资源管理提供工程保障。（2）水资源管理是水利工程实施的指导思想：水资源管理要求水利工程在规划和设计过程中，充分考虑水资源供需平衡、生态环境保护、经济社会可持续发展等因素，保证工程实施的合理性和有效性。（3）水利工程与水资源管理共同推动水资源事业的发展：水利工程与水资源管理相辅相成，共同为我国水资源的合理开发、利用和保护提供支撑，助力水资源事业的持续发展。第2章水资源评价2.1水资源概念及分类2.1.1水资源概念水资源是指地球上自然界中各种形态的水，包括地表水、地下水、大气水和生物水等。水资源是人类生产和生活不可或缺的重要资源，具有不可替代性和有限性。2.1.2水资源分类根据水资源的形态和分布，可将水资源分为以下几类：（1）地表水资源：包括河流、湖泊、水库、沼泽和冰川等。（2）地下水资源：指地下水系中的水资源，包括浅层地下水、深层地下水、承压水和自流井水等。（3）大气水资源：指大气中水汽的含量，包括降水、蒸发和大气水分等。（4）生物水资源：指生物体中所含的水分，包括植物、动物和微生物等。2.2水资源评价方法2.2.1降水评价降水评价主要分析降水量的时空分布、降水强度、降水历时等特征，为水资源评价提供基础数据。常用方法有：（1）降水频率分析：根据历史降水资料，计算不同重现期下的降水量。（2）降水保证率分析：计算不同保证率下的降水量，用于评估降水资源的可靠性。2.2.2地表水资源评价地表水资源评价主要包括河流、湖泊和水库的水量评价。常用方法有：（1）径流频率分析：根据历史径流资料，计算不同重现期下的径流量。（2）水资源可利用量分析：考虑水利工程设施和水资源利用现状，估算地表水资源的可利用量。2.2.3地下水资源评价地下水资源评价主要分析地下水水位、水质、补给量、排泄量等。常用方法有：（1）水文地质参数分析：通过野外调查、试验和模拟等方法，确定地下水流动参数。（2）地下水动态预测：根据地下水流动模型，预测未来一段时间内地下水水位和流量的变化。2.3水资源评价成果分析2.3.1水资源数量分析根据降水评价、地表水资源评价和地下水资源评价的结果，分析水资源总量、可利用量和不同保证率下的水资源量。2.3.2水资源质量分析分析水资源中各种污染物浓度、分布和变化规律，评估水资源的质量状况。2.3.3水资源时空分布分析分析水资源在时间和空间上的分布特征，为水资源合理调配和利用提供依据。2.3.4水资源供需平衡分析结合区域用水需求，评估水资源供需状况，为水资源管理和水利工程规划提供参考。第3章水利工程设计3.1设计原则与要求3.1.1设计原则（1）遵循国家及地方相关法律法规和政策，保证水利工程安全、经济、适用、美观。（2）充分考虑水资源、水环境、水生态的保护与恢复，实现人与自然和谐共生。（3）注重水资源合理配置，提高水资源利用效率，保障供水安全。（4）结合工程实际，采用先进、成熟、可靠的技术和材料，保证工程质量。（5）充分考虑施工、运行和维护的便利性，降低工程成本。3.1.2设计要求（1）设计应具有前瞻性，适应未来经济社会发展需求。（2）设计应充分考虑地形、地质、气候等自然条件，因地制宜。（3）设计应保证工程结构安全、稳定，满足设计使用年限。（4）设计应充分考虑防洪、排涝、抗旱等需求，提高工程的综合效益。3.2工程规模及标准3.2.1工程规模根据工程任务、设计标准和设计水量，确定工程规模。主要包括：（1）水库工程：库容、坝高、坝长等。（2）河道整治工程：整治长度、整治宽度、整治深度等。（3）泵站工程：设计流量、扬程、站房规模等。（4）灌溉工程：灌溉面积、灌溉保证率等。3.2.2工程标准（1）工程质量标准：符合国家及地方相关工程质量标准。（2）工程安全标准：满足国家及地方相关工程安全标准。（3）环境保护标准：满足国家及地方环境保护要求。3.3工程布置与结构设计3.3.1工程布置根据工程性质、规模、地形、地质、水文等条件，合理布置工程建筑物，主要包括：（1）主体工程：水库、泵站、水闸、堤防等。（2）附属工程：交通桥、观测设施、排水设施等。（3）临时工程：施工围堰、施工便道、临时排水等。3.3.2结构设计（1）基础处理：根据地质条件，采用合适的基础处理方法。（2）建筑物结构：采用合理的结构形式，满足工程功能和安全性。（3）建筑材料：选用适宜的材料，保证工程质量和使用寿命。（4）施工工艺：采用先进的施工工艺，保证施工质量和进度。（5）抗震设计：按照国家相关标准，进行抗震设计，保证工程安全。第4章水工建筑物4.1水工建筑物类型水工建筑物是指在水工领域中，用于控制、调节和利用水资源的工程结构物。根据其功能、用途和结构特点，水工建筑物可分为以下几种类型：4.1.1水坝水坝主要用于拦截河流，形成水库，调节水流，提高水位，以满足供水、发电、灌溉等需求。根据建筑材料和结构特点，水坝可分为土石坝、混凝土坝、浆砌石坝等。4.1.2水闸水闸主要用于控制水位、流量和航行，适用于河流、湖泊、港口等场合。根据闸室结构形式，水闸可分为平面闸门水闸、弧形闸门水闸、提升式闸门水闸等。4.1.3河道整治建筑物河道整治建筑物主要用于改善河流的流态、稳定河床、保护河岸等。包括堤防、护岸、丁坝、顺坝等。4.1.4水电站建筑物水电站建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、发电厂房等，主要用于水能资源的开发和利用。4.1.5输水建筑物输水建筑物主要用于输送水源，包括渠道、隧洞、管道、渡槽等。4.2建筑物设计原理水工建筑物设计应遵循以下原则：4.2.1安全性水工建筑物在设计时，应保证结构安全，满足各种工况下的稳定性和强度要求。4.2.2适用性水工建筑物应满足使用功能，适应所在地区的自然条件，便于施工和运行管理。4.2.3经济性水工建筑物设计应在保证安全和适用的前提下，力求降低工程造价，提高经济效益。4.2.4环境保护水工建筑物设计应充分考虑对周边环境的影响，采取有效措施保护生态环境。4.3常见水工建筑物设计4.3.1土石坝设计土石坝设计主要包括坝型选择、坝体结构设计、坝基处理、坝体排水、防渗措施等。4.3.2混凝土坝设计混凝土坝设计主要包括坝型选择、结构布置、混凝土材料设计、温度控制、接缝处理等。4.3.3水闸设计水闸设计主要包括闸室结构设计、闸门及启闭机设计、消能防冲设计、基础处理等。4.3.4河道整治建筑物设计河道整治建筑物设计主要包括整治目标、整治方案、建筑物结构设计、施工组织设计等。4.3.5水电站建筑物设计水电站建筑物设计主要包括枢纽布置、水工建筑物设计、机电设备及安装设计等。4.3.6输水建筑物设计输水建筑物设计主要包括线路选择、建筑物结构设计、水力计算、施工组织设计等。第5章水利工程施工5.1施工组织设计5.1.1施工组织设计原则施工组织设计应遵循科学合理、安全可靠、经济高效、环境保护的原则。结合工程实际情况，制定切实可行的施工方案，保证工程质量、进度和投资控制目标顺利实现。5.1.2施工组织设计内容（1）工程概述：包括工程名称、工程规模、工程地点、工程性质等；（2）施工部署：根据工程特点和施工条件，合理划分施工区域，确定施工顺序和施工方法；（3）施工进度计划：明确各施工阶段的工作内容、时间安排和劳动力、材料、设备等资源需求；（4）施工准备：包括人员培训、施工图纸及技术规范学习、施工场地平整、临时设施搭建等；（5）施工工艺：针对不同施工内容，制定相应的施工工艺及操作规程；（6）施工组织机构：明确各部门职责，建立健全质量、安全、环保等管理体系；（7）施工资源配置：合理配置劳动力、材料、设备等资源，保证施工顺利进行；（8）施工环境保护与治理：制定环境保护措施，降低施工对环境的影响。5.2施工技术要点5.2.1土方工程（1）施工前应进行地质勘察，了解土质情况，制定合理的施工方案；（2）土方开挖应遵循分层、分段、对称、均衡的原则，保证施工安全；（3）土方填筑应分层压实，保证填筑质量；（4）施工过程中应做好排水工作，防止土体浸泡。5.2.2混凝土工程（1）混凝土配合比应通过试验确定，满足设计要求；（2）混凝土浇筑应连续进行，保证混凝土质量；（3）混凝土养护应到位，防止裂缝产生；（4）模板及支架应满足强度、刚度、稳定性要求。5.2.3防渗工程（1）防渗材料应符合设计要求，施工前应进行试验；（2）防渗层施工应严格按照施工工艺进行，保证防渗效果；（3）施工过程中应加强质量控制，防止渗漏现象发生。5.3施工质量控制与验收5.3.1质量控制措施（1）建立健全质量管理体系，明确质量责任；（2）严格执行施工图纸及规范要求，保证施工质量；（3）加强施工现场巡查，及时发觉问题并整改；（4）对关键工序和重点部位进行质量控制，保证工程质量。5.3.2验收标准及程序（1）工程验收应按照国家和行业相关标准进行；（2）施工过程中应进行分阶段验收，及时整改存在的问题；（3）工程完工后，应组织竣工验收，保证工程质量满足设计要求；（4）验收合格后，办理验收手续，提交验收资料。5.3.3质量保修施工企业应按照合同约定，对工程质量进行保修，保证工程长期稳定运行。在保修期内，如发生质量问题，应及时进行维修处理，保证工程安全。第6章水资源管理6.1水资源管理现状与问题6.1.1现状概述我国水资源总量较大，但人均水资源占有量较低，且地区分布不均。经济社会的快速发展，水资源供需矛盾日益突出，水资源污染、过度开发等问题亦日益严重。6.1.2主要问题（1）水资源供需矛盾突出，部分地区水资源短缺；（2）水资源污染问题严重，影响水资源利用；（3）水资源开发过度，导致生态环境恶化；（4）水资源管理机制不完善，法律法规执行力度不足；（5）水资源节约和保护意识薄弱，水资源利用效率低。6.2水资源管理法律法规体系6.2.1法律法规框架我国水资源管理法律法规体系主要包括《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《中华人民共和国水土保持法》等法律法规。6.2.2主要法律法规内容（1）《中华人民共和国水法》：明确了水资源国家所有权，规定了水资源开发、利用、保护、管理的基本原则和制度；（2）《中华人民共和国河道管理条例》：对河道管理、保护和治理等方面作出规定；（3）《中华人民共和国水土保持法》：明确了水土保持的基本任务、责任主体和措施；（4）其他相关法律法规：涉及水资源管理各个方面，如环境保护、节水、防洪等。6.3水资源管理措施6.3.1水资源调查与评价开展水资源调查与评价，掌握水资源总量、分布、质量等基本情况，为水资源管理提供科学依据。6.3.2水资源规划与配置根据水资源调查与评价结果，编制水资源规划，合理配置水资源，保障经济社会发展和生态环境用水需求。6.3.3水资源节约与保护（1）推广节水技术，提高水资源利用效率；（2）加强水资源保护，防治水污染；（3）强化水资源节约意识，提高水资源管理水平。6.3.4水资源开发与利用（1）合理开发水资源，提高水资源开发利用率；（2）加强水资源调配，缓解水资源供需矛盾；（3）开展跨流域调水工程，优化水资源空间配置。6.3.5水资源管理与监督（1）建立健全水资源管理体制，明确责任主体；（2）加强水资源执法监督，保障法律法规实施；（3）完善水资源监测体系，提高水资源管理能力。第7章水资源保护7.1水资源污染来源及危害7.1.1污染来源水资源污染主要来源于以下几个方面：（1）工业污染：工业生产过程中产生的废渣、废水、废气等，其中含有大量有毒有害物质，对水资源造成严重污染。（2）农业污染：农业生产中过量使用化肥、农药，以及养殖业产生的粪便等，通过地表径流和地下渗透进入水体，引发水体富营养化和水质恶化。（3）生活污染：生活污水、垃圾、废弃物等，其中含有大量有机物、病原体等污染物，对水资源造成污染。（4）船舶运输污染：船舶排放的油污水、生活污水等，对内河及海洋水资源造成污染。7.1.2危害水资源污染对生态环境、人类健康及社会经济产生严重影响：（1）生态环境恶化：水体富营养化、生物多样性降低、生态系统失衡等。（2）人类健康受损：饮用受污染的水体导致疾病传播，如肠道传染病、重金属中毒等。（3）水资源利用价值降低：水质恶化导致水资源无法满足生活、农业、工业等领域的需求，影响社会经济发展。7.2水资源保护措施7.2.1工业污染防治（1）加强工业废水处理：采用先进技术，提高废水处理设施的运行效率，保证废水排放符合国家标准。（2）推行清洁生产：通过改进生产工艺、设备，减少污染物产生，降低工业废水排放量。7.2.2农业污染防治（1）合理施用化肥、农药：根据作物需求，科学施肥、用药，减少过量施用。（2）发展生态农业：推广生物防治、有机肥等，降低农业对水资源的污染。7.2.3生活污染防治（1）加强城市污水处理：提高城市污水处理率，实现生活污水达标排放。（2）垃圾分类处理：推广垃圾分类，提高垃圾处理水平，减少对水资源的污染。7.2.4船舶污染防治（1）加强船舶污染防治法规制定和实施，规范船舶污染物排放。（2）提高船舶污染防治技术，如油污水处理、生活污水处理等。7.3水环境保护与治理7.3.1水环境监测建立完善的水环境监测体系，对重点水域、重点污染源进行实时监测，及时掌握水环境质量状况。7.3.2水环境治理针对污染严重的水域，采取工程措施和非工程措施，如底泥疏浚、生态修复、植被恢复等，改善水环境质量。7.3.3水资源合理利用与保护（1）加强水资源管理，合理调配水资源，提高水资源利用效率。（2）实施最严格的水资源管理制度，保证水资源安全。（3）加强水资源保护宣传教育，提高公众水资源保护意识。第8章水资源利用与配置8.1水资源利用现状与潜力8.1.1概述我国水资源总量较大，但人均占有量较低，且时空分布不均。本节主要分析我国水资源利用的现状，揭示其中存在的问题，并探讨水资源利用的潜力。8.1.2水资源利用现状（1）农业用水：我国农业用水占总用水量的60%以上，但灌溉水利用率较低，节水潜力巨大。（2）工业用水：工业用水占总用水量的20%左右，用水效率相对较高，但仍有节水空间。（3）生活用水：生活用水占总用水量的15%左右，城市化进程的加快，生活用水需求逐年增长。（4）生态用水：生态用水占总用水量的比例较低，但生态环境保护意识的提高，生态用水需求逐渐增加。8.1.3水资源利用潜力（1）农业节水：推广节水灌溉技术，提高灌溉水利用率，降低农业用水量。（2）工业节水：优化生产工艺，提高工业用水重复利用率，降低工业用水量。（3）生活节水：提高生活用水效率，推广节水器具，加强节水宣传教育，降低生活用水量。（4）水资源再生利用：加强污水处理和再生利用，提高水资源循环利用率。8.2水资源配置原则与目标8.2.1配置原则（1）公平性原则：合理分配水资源，保证各地区、各用水部门的合理需求。（2）效率原则：优化水资源配置，提高水资源利用效率。（3）可持续原则：保障水资源的可持续利用，维护生态平衡。（4）安全性原则：保证水资源配置过程中的水质安全。8.2.2配置目标（1）保障生活用水：优先满足城乡居民生活用水需求。（2）合理分配农业用水：保障粮食生产用水，提高农业用水效率。（3）优化工业用水：促进产业结构调整，提高工业用水效率。（4）保护生态环境：保障生态用水，维护生态平衡。8.3水资源优化配置方法8.3.1水量分配模型建立水资源分配模型，综合考虑流域内各区域的水资源需求、供水能力、水资源利用效率等因素，实现水资源的合理分配。8.3.2水资源调度模型运用水资源调度模型，根据实时水雨情信息，制定水资源调度方案，实现水资源的优化配置。8.3.3水价杠杆调节建立合理的水价形成机制，运用价格杠杆调节水资源需求，引导用水户合理用水，提高水资源利用效率。8.3.4水资源管理信息系统构建水资源管理信息系统，实现水资源信息的实时监测、分析和处理，为水资源优化配置提供科学依据。第9章水利工程经济评价9.1投资估算与资金筹措9.1.1投资估算投资估算是对水利工程建设项目所需资金进行预测的过程。本章节将详细阐述项目投资估算的编制方法，包括建筑安装工程费、设备及工具器具购置费、预备费、建设期利息等费用的估算。9.1.2资金筹措资金筹措是水利工程经济评价的重要组成部分。本节主要分析投资、银行贷款、企业自筹、国际金融组织贷款等不同筹资渠道及其适用条件，为项目筹资提供合理建议。9.2经济效益分析9.2.1经济效益指标本节介绍水利工程经济效益评价的主要指标，包括内部收益率（IRR）、净现值（NPV）、投资回收期（PBP）等，并对各指标的计算方法进行详细阐述。9.2.2敏感性分析敏感性分析是对项目经济效益指标受不确定因素影