水利水電工程發(fā)展與展望1水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024主要內(nèi)容9.1農(nóng)田水利工程9.2水電工程9.3防洪工程9.4發(fā)展趨勢(shì)及前景展望2水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024水利科學(xué)與水利工程的定義水利科學(xué)：人類(lèi)社會(huì)為了生存和發(fā)展的需要，采取各種措施，對(duì)自然界的水和水域進(jìn)行控制和調(diào)配，以防治水旱和災(zāi)害，開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)水資源。研究這類(lèi)活動(dòng)及其對(duì)象的技術(shù)、理論和方法的知識(shí)體系稱(chēng)為水利科學(xué)。水利工程：用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水，以達(dá)到除害興利目的而興建的工程稱(chēng)為水利工程。3水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024水利工程的特點(diǎn)水工建筑物受水的作用，工作條件復(fù)雜；施工難度大；各地的水文、氣象、地形、地質(zhì)等自然條件有差異，水文、氣象狀況存在偶然性，因此大型水利工程的設(shè)計(jì)，總是各有特點(diǎn)，難以統(tǒng)一；大型水利工程投資大、工期長(zhǎng)，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境有很大影響，既可有顯著效益，但若嚴(yán)重失誤或失事，又會(huì)造成巨大的損失和災(zāi)害。4水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.1農(nóng)田水利工程農(nóng)田水利工程主要包括灌溉工程和排澇工程，以解決農(nóng)田的灌溉和排澇以及土壤改良工作。

5水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024（1）地面灌溉；（2）噴灌；（3）滴灌；（4）微噴。

9.1.1灌溉與排水1.灌溉方法：6水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024（1）地面灌溉是我國(guó)采用最廣泛的方法。自流灌溉：將地面水直接引入農(nóng)田內(nèi)。提水灌溉：由于地勢(shì)較低，需要利用水泵等抬高水源水位的灌溉方法。也稱(chēng)揚(yáng)水灌溉。漫灌渠灌7水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024（2）噴灌利用噴頭等專(zhuān)用設(shè)備把有壓水噴灑到空中，形成水滴落到地面和作物表面的灌水方法。8水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024噴灌的優(yōu)點(diǎn)節(jié)省用水量；除少量蒸發(fā)外，大部分水有效用于農(nóng)作物生長(zhǎng)，不致使地下水位上升；不致使土地鹽堿化；灌溉時(shí)期無(wú)需排水，省工。9水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024噴灌的缺點(diǎn)基本建設(shè)投資大，目前移動(dòng)式噴灌系統(tǒng)最便宜，畝投資大概需要20-50元／畝；受風(fēng)速和氣候的影響大，當(dāng)風(fēng)速大于5.5米／秒時(shí)(相當(dāng)于4級(jí)風(fēng))，就能吹散雨滴，降低噴灌均勻性，不宜進(jìn)行噴灌；其次，在氣候十分干燥時(shí)，蒸發(fā)損失增大，也會(huì)降低效果；管理較復(fù)雜。10水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024（3）滴灌是利用塑料管道將水通過(guò)直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進(jìn)行局部灌溉。11水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024滴灌的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，水的利用率可達(dá)95％。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，同時(shí)可以結(jié)合施肥，提高肥效一倍以上。缺點(diǎn)：滴頭易結(jié)垢和堵塞，因此應(yīng)對(duì)水源進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)濾處理。12水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024（4）微噴是利用直接安裝在毛管上，或與毛管連接的灌水器，即微噴頭，將壓力水以噴灑狀的形式噴灑在作物根區(qū)附近的土壤表面的一種灌水形式。13水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024微噴的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：工作壓力小，流量小，既可以增加土壤水分，又能提高空氣濕度，起到調(diào)節(jié)局部小氣候的功效。缺點(diǎn)：投資一般要遠(yuǎn)高于地面灌；噴水器出口很小，易被水中的礦物質(zhì)或有機(jī)物質(zhì)堵塞，如果使用維護(hù)不當(dāng)，會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，甚至報(bào)廢。

14水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024主要有天然河水，水庫(kù)蓄水，湖、塘、洼地蓄水，經(jīng)化驗(yàn)后的城市污水，高山融雪和地下水。2.灌溉水源15水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024主要目的：排除地面積水和降低地下水位。排水系統(tǒng)可分為明溝排水系統(tǒng)和暗溝排水系統(tǒng)。暗溝排水能排除地表水和地下水，但造價(jià)較高。一般大面積農(nóng)田排水均采用明溝排水。3.農(nóng)田排水16水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.1.2取水工程取水工程的作用是將河水引入渠道，以滿(mǎn)足農(nóng)田灌溉、水力發(fā)電、工業(yè)及生活供水等需要。因位于渠道的首部，所以也稱(chēng)渠首工程。包括：

①無(wú)壩取水；②有壩取水；③水庫(kù)取水；④水泵站引水。17水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20241.無(wú)壩取水無(wú)攔河壩的灌溉取水方式。渠首一般由進(jìn)水閘、沖沙閘和導(dǎo)流堤三部分組成。特點(diǎn)：工程簡(jiǎn)單，但引水流量受河流水位變化的影響較大。18水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20242.有壩（低壩）取水修建壅水壩或攔河節(jié)制閘來(lái)調(diào)節(jié)河道水位的灌溉取水方式。適用于河源水流較豐富，但水位較低的地方。優(yōu)點(diǎn)：可避免河流水位變化的影響，并且能穩(wěn)定河水流量。缺點(diǎn)：修建閘壩費(fèi)用高，河床需要合適的地質(zhì)條件；可能引起上下游河床的變化。19水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20243.抽水取水適用于河源水流較豐富，但灌區(qū)位置較高且不適用于其他自流引水工程時(shí)采用。優(yōu)點(diǎn)：干渠工程量小。缺點(diǎn)：增加了機(jī)電設(shè)備及年管理費(fèi)用。20水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20244.水庫(kù)取水適用于河流的流量、水位均不能夠滿(mǎn)足灌溉要求的地區(qū)。優(yōu)點(diǎn)：能充分利用河流水資源。缺點(diǎn)：工程較大，造價(jià)較高。丹江口水庫(kù)21水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.1.3灌溉泵站與排水泵站（1）泵站規(guī)劃和灌區(qū)劃分：灌區(qū)面積較小、地形比較單一、揚(yáng)程不大時(shí)，多采用單級(jí)揚(yáng)水，一處建站；灌區(qū)面積較大、地形復(fù)雜，高程有高有低時(shí)，多采用分區(qū)建站、多級(jí)揚(yáng)水。水泵站的建筑物一般包括引水渠、進(jìn)水池、泵房、出水管道和出水池等。1.灌溉泵站22水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20242.排水泵站規(guī)劃原則：高低水分開(kāi)，高水高排、低水低排；主客水分開(kāi)，使上下游各有排水溝渠，能分別暢排入河，防止客水集中下游，造成下游農(nóng)田澇災(zāi)；洪澇水分開(kāi)，治澇必先防洪；以自排為主，機(jī)排為輔；排水時(shí)間由各種作物能耐淹的水融和耐淹的時(shí)間確定，力求及時(shí)排水。23水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024泵站建筑物布置當(dāng)澇水可通過(guò)排水干渠匯集于蓄澇區(qū)內(nèi)時(shí)，宜集中修建較大泵站；當(dāng)排水區(qū)水網(wǎng)密集，排水出口分散，地勢(shì)高低不平，高地需灌水，低地需排水時(shí)，宜分散建站。24水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024渠道所經(jīng)過(guò)地方的建筑物，稱(chēng)為渠系建筑物。各級(jí)灌溉渠道、各級(jí)排水溝槽、各種渠系建筑物和田間工程等統(tǒng)稱(chēng)為灌溉排水系統(tǒng)。9.1.4渠道工程與渠系建筑物25水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024渠道斷面形式取決于水流、地形、地質(zhì)以及施工等條件。最常采用的是梯形斷面。1.渠道斷面2.渠道的流速與流量

渠道流速應(yīng)適當(dāng)，過(guò)大會(huì)引起沖刷，過(guò)小容易淤積，并可能使渠邊生長(zhǎng)雜草。流速應(yīng)介于不沖流速和不淤流速之間。26水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024水流損失主要是滲透，其次是蒸發(fā)。防滲措施：提高渠床土壤的不透水性和襯砌渠床。3.渠道的滲透損失及防滲措施

4.渠系建筑物

在渠道上的建筑物，統(tǒng)稱(chēng)渠系建筑物。27水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024交叉建筑物（隧道、渡槽、倒虹吸管、涵洞）；連接建筑物（跌水、陡坡）；水閘（進(jìn)水閘、分水閘、節(jié)制閘、泄水閘、排沙閘）等。上海楊浦電廠(chǎng)取水工程隧道渡槽渠系建筑物分類(lèi)28水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.2水電工程目前在我國(guó)電力結(jié)構(gòu)中，水電比例大致約20%左右，絕大多數(shù)是火電。水電的優(yōu)點(diǎn)是，水是不會(huì)枯竭的能源，水力發(fā)電不會(huì)污染環(huán)境，成本也比火電低。未來(lái)我國(guó)將大力發(fā)展水電、核電、風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電等。

29水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.2.1水電站開(kāi)發(fā)方式和主要類(lèi)型可以分為河床式、壩后式、溢流式、混合式四種。河床式水電站只建有低壩，水庫(kù)容量和調(diào)節(jié)能力均較小，主要靠河流的天然流量發(fā)電。水能利用受到限制，綜合效益相對(duì)較小，但淹沒(méi)損失和移民安置困難也小。適宜于平原或丘陵地區(qū)。1.壩式水電站30水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024河床式水電站實(shí)例葛洲壩水利樞紐廣西西津水電站寧夏青銅峽水電站31水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024壩后式水電站廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)不受水頭所限，水頭取決于壩高。三峽水電站32水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024溢流式水電站

當(dāng)河谷狹窄、泄洪量大、機(jī)組臺(tái)數(shù)多、地質(zhì)條件較差、不能采用地下式廠(chǎng)房而又要求保證有一定寬度的溢流段時(shí)，將廠(chǎng)房布置在溢流坎下面，廠(chǎng)房頂就是溢流面，稱(chēng)為溢流式廠(chǎng)房。

三峽水電站新安江水電站33水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024自河流坡降較陡、落差比較集中的河段，以及河灣或相鄰兩河河床高程相差較大的地方，利用坡降平緩的引水道引水而與天然水面形成符合要求的落差(水頭)發(fā)電的水電站。適合于山區(qū)應(yīng)用。

引水式水電站示意2.引水式水電站34水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024首部式地下廠(chǎng)房廠(chǎng)房位于電站引水系統(tǒng)的首部。這種布置方式的特點(diǎn)是有壓引水隧洞較短，尾水隧洞較長(zhǎng)，而尾水隧洞承壓較小或?yàn)闊o(wú)壓隧洞，造價(jià)相對(duì)便宜，并省去了造價(jià)較高的上游調(diào)壓室。壓力管道以單元供水方式向水輪機(jī)供水，可不設(shè)下端閥門(mén)，因而可以降低造價(jià)。但這種地下廠(chǎng)房靠近水庫(kù)，需注意處理水庫(kù)滲水對(duì)廠(chǎng)房的影響。35水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024尾部式地下廠(chǎng)房

廠(chǎng)房位于引水系統(tǒng)的尾部，具有較長(zhǎng)的引水隧洞和較短的尾水隧洞，一般均設(shè)有上游調(diào)壓室。尾部廠(chǎng)房靠近地表，尾水洞短，廠(chǎng)房的交通、出線(xiàn)及通風(fēng)等輔助洞室的布置及施工運(yùn)行比較方便，因而采用較多。尾部式地下水電站適用水頭范圍較大，最高水頭達(dá)1000m以上，目前高水頭電站多采用尾部布置方式，我國(guó)已建成的地下水電站尾部式占70%以上。36水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024中部式地下廠(chǎng)房

廠(chǎng)房位于引水系統(tǒng)的中部，同時(shí)具有較長(zhǎng)的上游引水道和下游尾水道，當(dāng)引水道和尾水道均為有壓時(shí)需要同時(shí)建引水調(diào)壓室及尾水調(diào)壓室。當(dāng)水電站引水系統(tǒng)中部的地質(zhì)地形條件適宜，對(duì)外聯(lián)系如運(yùn)輸、出線(xiàn)以及施工場(chǎng)地布置方便時(shí)，可采用中部式地下廠(chǎng)房。37水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024抽水蓄能電站廠(chǎng)房?jī)?nèi)的機(jī)組具有水泵和水輪發(fā)電機(jī)。它是利用電網(wǎng)中在夜間負(fù)荷低谷時(shí)的電力輸送給抽水蓄能電站，驅(qū)動(dòng)水泵，將低處下水庫(kù)的水抽到高處上水庫(kù)存蓄；當(dāng)高峰負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)，放水到下水庫(kù)，沖動(dòng)水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。3.抽水蓄能電站38水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024利用海水漲落形成的潮汐能發(fā)電的電站稱(chēng)為潮汐電站。潮汐電站廠(chǎng)房基本上與河床式廠(chǎng)房相同。

4.潮汐電站39水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024河床式水電站建筑物的布置適用于較低水頭。特點(diǎn)是廠(chǎng)房與壩并列建造于河床中，廠(chǎng)房成為擋水結(jié)構(gòu)的一部分。

9.2.2水電站建筑物1.水電站建筑物的布置葛洲壩水電站廠(chǎng)房40水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024壩后式水電站建筑物的布置適用于較高水頭。廠(chǎng)房本身的重要不足以維持其穩(wěn)定。廠(chǎng)房在大壩下游，不起擋水作用，發(fā)電用水經(jīng)壩式進(jìn)水口沿壩身壓力管道進(jìn)入廠(chǎng)房。丹江口水電站

41水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024引水式水電站建筑物的布置

由于受地形、地質(zhì)的限制，在地面上找不到合適位置建造地面式廠(chǎng)房，而地下有良好的地質(zhì)條件或國(guó)防上需要，將廠(chǎng)房布置在地下山巖中，稱(chēng)為地下式廠(chǎng)房。

42水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20242.水電站建筑物的作用（1）擋水建筑物；（2）泄水建筑物；（3）水電站進(jìn)水建筑物；（4）水電站引水建筑物；（5）水電站平水建筑物；（6）發(fā)電、變電和配電建筑物43水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.3防洪工程防洪包括防御洪水危害人類(lèi)的對(duì)策、措施和方法。它是水利科學(xué)的一個(gè)分支，主要研究對(duì)象包括洪水的自然規(guī)律，河道、洪泛區(qū)狀況及其演變。防洪工作的基本內(nèi)容可分為：建設(shè)、管理、防汛和科學(xué)研究。

44水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.3.1防洪規(guī)劃防洪規(guī)劃是指制定防治洪水災(zāi)害措施的總體部署方面的工作?？煞譃榱饔虻?、地區(qū)的、城市的與單項(xiàng)防洪工程的規(guī)劃。45水利水電工程發(fā)展與展望5/9/2024防洪規(guī)劃的原則及內(nèi)容原則①全面規(guī)劃統(tǒng)籌安排；②綜合利用；③蓄泄兼籌；④因地制宜、區(qū)別對(duì)待設(shè)計(jì)洪水和超標(biāo)準(zhǔn)洪水；⑤防洪工程與防洪非工程措施相結(jié)合。內(nèi)容①收集資料；②洪水分析；③擬定規(guī)劃目標(biāo)與防洪標(biāo)準(zhǔn)；④制定防洪方案；⑤確定防洪高度；⑥防洪效益分析。46水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.3.2防洪工程防洪工程是控制、防御洪水以減免洪災(zāi)損失所修建的工程，主要有堤、河道整治工程、分洪工程和水庫(kù)等。按功能和興建目的可分為擋、泄(排)和蓄(滯)幾類(lèi)。擋：主要是運(yùn)用工程措施擋住洪水對(duì)保護(hù)對(duì)象的侵襲。泄：主要是增加泄洪能力。蓄(滯)：主要作用是攔蓄(滯)調(diào)節(jié)洪水，削減洪峰，減輕下游防洪負(fù)擔(dān)。47水利水電工程發(fā)展與展望5/9/20249.3.3防洪非工程措施

防洪非工程措施的基本內(nèi)容為：洪泛區(qū)管理；行洪道清障；洪水保險(xiǎn)；洪水預(yù)報(bào)警報(bào)系統(tǒng)；超標(biāo)準(zhǔn)洪