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文檔簡介
第一部分水利公共知識大綱自然地理
一、我國地勢、地貌(重點地勢、地貌基本特征)
我國地勢西高東低,自西向東逐級下降,形成一個層層降低的階梯狀斜面,成為我國地貌總輪廓的顯著特征。青藏高原是我國地勢的第一級階梯,平均海拔4000m以上,素有“世界屋脊”之稱的珠穆朗瑪峰海拔8844.43m,為世界第一高峰,其北部與東部邊緣分布有昆侖山脈、祁連山脈、橫斷山脈,是地勢一級、二級階梯的分界線。地勢的第二級階梯上分布著大型盆地和高原,平均海拔1000~2000m??邕^第二級階梯東緣的大興安嶺、太行山、巫山和雪峰山,向東直達太平洋沿岸,是我國地勢的第三級階梯,此階梯上分布著廣闊的平原,間有丘陵和低山,海拔多在500m以下。
我國地勢、地貌特點對河流的影響最顯著。我國著名的江河大都發(fā)源于第一、第二級地形階梯上,自西向東流注,溝通了東西之間的交通,加強了沿海與內(nèi)陸的聯(lián)系。在地勢呈階梯狀急劇下降的地段,河流下切,坡大流急,峽谷櫛比,水力資源豐富,適于大型水利水電樞紐工程的梯級開發(fā)。
二、我國氣候(降水量及其區(qū)域分布,氣候變化對水旱災(zāi)害的可能影響)
我國的大部分地區(qū)位于北溫帶,氣候溫和,四季分明,大陸性季風氣候是我國氣候的主要特點。每年9月至次年4月,干寒的冬季風從西伯利亞和蒙古高原吹來,寒冷干燥,南北溫差甚大;每年的4~9月,暖濕的夏季風從東部和南部海洋吹來,普遍高溫多雨,南北溫差甚小。
年降水量的空間分布規(guī)律是從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減,各地區(qū)差別很大。大致是沿海多于內(nèi)陸,南方多于北方,山區(qū)多于平原,山地迎風坡多于背風坡。800mm等降水量線在淮河—秦嶺—青藏高原東南邊緣一線;400mm等降水量線在大興安嶺—張家口—蘭州—拉薩—喜馬拉雅山東南端一線。塔里木盆地年降水量少于50mm,其南部邊緣的一些地區(qū)降水量不足20mm;吐魯番盆地的托克遜平均年降水量僅5.9mm,是我國的“旱極”。我國東南部有些地區(qū)降水量在1600mm以上,臺灣東部山地可達3000mm以上,是我國的“雨極”。
降水量的時間變化表現(xiàn)在兩個方面,即季節(jié)變化和年際變化。季節(jié)變化是一年內(nèi)降水量的分配狀況,其分配特征是南方雨季開始早,結(jié)束晚,雨季長,集中在5~10月;北方雨季開始晚,結(jié)束早,雨季短,集中在7~8月。全國大部分地區(qū)夏秋多雨,冬春少雨。年際變化是年與年之間的降水分配情況,大多數(shù)地區(qū)降水量年際變化較大,一般是多雨區(qū)年際變化較小,少雨區(qū)年際變化較大;沿海地區(qū)年際變化較小,內(nèi)陸地區(qū)年際變化較大,而以內(nèi)陸盆地年際變化最大。
干濕狀況是反映氣候特征的指標之一,一個地方的干濕程度由降水量和蒸發(fā)量的對比關(guān)系決定,降水量大于蒸發(fā)量,該地區(qū)就濕潤,降水量小于蒸發(fā)量,該地區(qū)就干燥。干濕狀況與天然植被類型及農(nóng)業(yè)等關(guān)系密切。我國各地干濕狀況差異很大,共劃分為4個干濕地區(qū):濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)、半干旱區(qū)和干旱區(qū)。
三、我國土壤、植被及土地利用(植被的地帶分布)
覆蓋一個地區(qū)植物群落的總稱叫做植被。地球上植被分布主要取決于氣候和土壤。因此,地球上的氣候帶、土壤帶、植被帶是相互平行、彼此對應(yīng)的。在大尺度的宏觀范圍內(nèi),植被的分布規(guī)律遵循著緯向地帶性、經(jīng)向地帶性和垂直地帶性的規(guī)律。
我國的耕地、林地、水域和建設(shè)用地主要集中在東部和中部地帶,而牧草地、未利用土地主要集中在西部地帶。
四、我國水系(主要水系)
據(jù)統(tǒng)計,我國河流總長度約為42萬km,流域面積超過100km2的河流達5萬多條,流域面積超過1000km2的河流有1500多條。這些河流由水利部的派出機構(gòu),即“七大流域機構(gòu)”進行管理,其名稱及機關(guān)所在地分別為:長江水利委員會——機關(guān)所在地為湖北省武漢市;黃河水利委員會——機關(guān)所在地為河南省鄭州市;海河水利委員會——機關(guān)所在地為天津市;淮河水利委員會——機關(guān)所在地為安徽省蚌埠市;珠江水利委員會——機關(guān)所在地為廣東省廣州市;松遼水利委員會——機關(guān)所在地為吉林省長春市;太湖流域管理局——機關(guān)所在地為上海市。
我國的第一大河——長江,全長6397km,發(fā)源于青藏高原唐古拉山主峰——各拉丹冬雪山西南側(cè),干流流經(jīng)青、藏、滇、川、渝、鄂、湘、贛、皖、蘇、滬等11個省、自治區(qū)、直轄市,注入東海;黃河全長5464km,為我國第二大河,發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山北麓的約古宗列盆地,流經(jīng)青、川、甘、寧、內(nèi)蒙古、晉、陜、豫、魯?shù)?省、自治區(qū),在山東省注入渤海。
我國淡水湖泊主要分布在長江和淮河中下游,如鄱陽湖、洞庭湖、太湖、洪澤湖等。鄱陽湖位于江西省北部、長江的南岸,湖水主要依賴地表徑流和湖面降水補給,是我國第一大淡水湖。咸水湖泊有青海湖、呼倫湖、納木錯等湖泊。湖泊具有蓄洪、供水、養(yǎng)殖、航運、旅游、維護生態(tài)多樣性等多種功能,在整個經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展中起著重要作用。
我國國際河流主要分布在東北、西北和西南三大片區(qū),如流經(jīng)中俄邊境的黑龍江、烏蘇里江;流經(jīng)中朝邊境的圖們江和鴨綠江;流經(jīng)中緬邊境的瀾滄江、怒江;流經(jīng)中哈邊境的伊犁河;流經(jīng)中吉邊境的阿克蘇河等。水文水資源
一、水文基礎(chǔ)知識(水文學的定義與研究對象)
水文學主要研究地球上水的形成、循環(huán)、時空分布、化學和物理性質(zhì)以及水與環(huán)境的相互關(guān)系,為人類防治水旱災(zāi)害,合理開發(fā)和有效利用水資源,不斷改善人類生存和發(fā)展的環(huán)境條件提供科學依據(jù)。水文學既是地球科學中一門獨立的基礎(chǔ)科學,并與氣象學、地質(zhì)學、地理學、生態(tài)學等有著密切的聯(lián)系;又是一門應(yīng)用科學,廣泛地為水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市、交通等部門服務(wù)。
二、水文循環(huán)
水文循環(huán)是指地球上的水分通過蒸發(fā)、水汽輸送、降水、下滲、徑流等過程不斷轉(zhuǎn)化、遷移的現(xiàn)象。水文循環(huán)由一系列復雜的過程和路徑組成,由海洋的、大陸的以及各種不同尺度的局部循環(huán)系統(tǒng)組成,它們互相聯(lián)系,周而復始,形成龐大而復雜的動態(tài)系統(tǒng)。水文要素是構(gòu)成某一時間的水文情勢的主要因素,是描述水文情勢的主要物理量,包括各種水文變量和水文現(xiàn)象。降水、蒸發(fā)和徑流是水文循環(huán)的基本要素。同時,把水位、流速、流量、水溫、含沙量、冰凌和水質(zhì)等列為水文要素。水文要素通常由水文站網(wǎng)通過水文測驗加以測定。
水文循環(huán)過程中某區(qū)域在任一時段內(nèi),輸入的水量等于輸出的水量與蓄水變量之和,即水量平衡。水汽輸送為大氣中的水分被氣流從一個地區(qū)輸送到另一地區(qū),或從低空輸送到高空的現(xiàn)象,是水文循環(huán)的一個環(huán)節(jié),可分為水平輸送和垂直輸送,前者是水汽輸送的主要形式,后者是成云致雨的重要條件。
三、水資源及其特性(水資源及其特性,我國水資源概況)
地球上各種形態(tài)的天然水,包括大氣中的水汽和水滴,海洋、湖泊、水庫、河流、土壤、含水層和生物體中的液態(tài)水,冰川、積雪和永久凍土中的固態(tài)水,巖石中的結(jié)晶水。人類大量利用的是大氣降水、河流、湖泊和水庫水、土壤水和地下淡水。
地球上水的儲量很大,但97.5%是海水,只有2.5%的是淡水。而2.5%的淡水中可供人類利用的淡水資源在數(shù)量上是有限的,不足世界淡水儲量的1%,即相當全球水儲量的0.007%。從我國水資源特點來看,主要有人均占有水量低、區(qū)域分布不均勻、與耕地和人口的分布不相匹配、年際變化大等特點。
江河徑流量是人類的最重要和最經(jīng)常利用的水資源,全球江河年徑流量約為46.8萬億m3,我國約為2.7萬億m3。
水資源可以通過水循環(huán)不斷得到更新。水的更新周期將地球上水的儲量分為:永久儲量和可以更新的儲量??筛碌膬α堪ù髿饨邓?、河流水、湖泊水、土壤水和淺層地下水,也是常指的可利用水資源。
四、水資源開發(fā)利用
水資源開發(fā)利用是指通過各種措施對天然水資源進行治理、控制、調(diào)配、保護和管理等,在一定時間和地點供給符合質(zhì)量要求的水量,為國民經(jīng)濟各部門所利用。開發(fā)利用水資源的基本原則之一就是合理配置水資源。
目前,對水資源承載力沒有一個統(tǒng)一公認的定義,一般認為水資源承載力是指在一定流域或區(qū)域內(nèi),其自身的水資源能夠持續(xù)支撐經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)模,并維系良好的生態(tài)系統(tǒng)的能力。這種承載能力不是無限的,必須要在保持可持續(xù)發(fā)展,也就是保證生態(tài)用水和環(huán)境用水的前提下,再去談經(jīng)濟發(fā)展用水。水資源承載力是決定水資源可持續(xù)利用的先決條件,在發(fā)展經(jīng)濟的過程中,首先必須考慮水資源承載力,否則就會由于經(jīng)濟的發(fā)展而導致生態(tài)環(huán)境的破壞,最終影響經(jīng)濟的發(fā)展和人類的生存。
五、水資源節(jié)約與保護(節(jié)水型社會的主要特點)
水資源缺乏對我國經(jīng)濟社會發(fā)展的制約日趨明顯,人們不得不改變過去單一的開源的做法,而采取節(jié)流、開源、保護并舉的綜合性措施,來滿足經(jīng)濟社會對水的需求。因此,對水資源節(jié)約也就成為經(jīng)濟社會發(fā)展的客觀需要。
節(jié)水型社會是貫徹科學發(fā)展觀、構(gòu)建社會主義和諧社會、促進人與自然和諧發(fā)展的必然要求,是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要組成部分。我國節(jié)水型社會建設(shè),重點是建立健全以水資源總量控制與定額管理為核心的水資源管理體系,與水資源承載能力相適應(yīng)的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)體系,水資源優(yōu)化配置和高效利用的工程技術(shù)體系以及自覺節(jié)水的社會行為規(guī)范體系。
水污染是指污染物進入水體,引起水體的物理、化學或生物特性的改變,影響水的正常用途或損害水環(huán)境質(zhì)量,甚至危害人體健康、動植物安全的現(xiàn)象。防治水污染的研究重點是對污染物在水中遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律、污染物對人體和其他生物的健康影響、水質(zhì)監(jiān)測的新方法與新技術(shù)以及控制水污染的有效措施等領(lǐng)域的研究。
六、水資源可持續(xù)利用
可持續(xù)發(fā)展是指既滿足當代人的需求又不損害后代人滿足需求的能力。換句話說,就是指經(jīng)濟、社會、資源和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展,它們是一個密不可分的系統(tǒng),既要達到發(fā)展經(jīng)濟的目的,又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境,使子孫后代能夠永續(xù)發(fā)展和安居樂業(yè)。
為使水資源的可持續(xù)利用能保障環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)當注意近期效益與遠景效益的兼顧,從而使水資源的開發(fā)利用在時間尺度上是可持續(xù)的;應(yīng)當注意有利于各區(qū)域發(fā)展的平衡性,從而在區(qū)域尺度上是可持續(xù)的;要有助于促進該地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展與環(huán)境、生態(tài)保護的協(xié)調(diào)性,從而在發(fā)展目標間是可持續(xù)的;要有助于促進總收益分配的社會公平性,從而在不同團體間是可持續(xù)的。
七、水能資源(水力發(fā)電原理)
廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋熱能等資源;狹義的水能資源是指河流水能資源。在自然狀態(tài)下,水能資源的能量消耗于克服水流阻力,沖刷河床、海岸,運送泥沙與漂浮物等。采取一定的工程措施,可以將水能變?yōu)闄C械能或電能,為人類服務(wù)。
水力發(fā)電是將河流、湖泊或海洋等水體所蘊藏的水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓こ碳夹g(shù),其原理是利用水體的勢能而做功,主要因素是流量與水頭。水利工程
一、蓄水工程(蓄水工程的主要設(shè)施及作用)
1.蓄水工程的主要功能
天然情況下,江河來水量時空分布不均,它與人們用水在時間和水量分配上往往存在著矛盾,解決這種矛盾的主要措施是興建蓄水工程,也稱水庫工程。興建水庫是在江河適當?shù)攸c修建擋水建筑物,攔截水流,抬高上游水位,形成具有一定庫容的水庫。水庫在其上游來水多時,把多余的水量蓄起來,然后根據(jù)各用水部門要求適時適量地供水;在汛期還可以起到削減洪峰,減輕下游洪澇災(zāi)害的作用;同時,也可以利用大量的蓄水和抬高水位來滿足水力發(fā)電、航運以及水產(chǎn)等用水部門的需要。這種把天然來水通過水庫調(diào)節(jié),按用水要求在時間和水量上重新分配的過程,稱為水庫的徑流調(diào)節(jié),以達到防洪、供水、發(fā)電、航運、水產(chǎn)等綜合利用的目的。
2.蓄水工程的主要設(shè)施及作用
為滿足綜合利用要求,蓄水工程一般由擋水、泄水、輸水、專門建筑物組成,它們各自具有不同的作用,但在工程運行中又彼此相互配合,形成一個以攔河壩為主體的多種水工建筑物組成的綜合體,稱為蓄水樞紐工程或水庫樞紐工程,也稱為水利樞紐工程。擋水、泄水和輸水建筑物是組成蓄水樞紐工程必不可少的一般性水工建筑物;專門建筑物則是根據(jù)樞紐工程任務(wù)要求而設(shè)置的,如水電站、船閘、筏道、魚道等建筑物。
第一部分水利公共知識第三章水利工程擋水建筑物用以攔截水流、抬高水位、形成水庫,承載著巨大的水壓力等荷載作用來維持自身及其地基的安全穩(wěn)定和強度要求,如各種類型攔河壩。攔河壩按其結(jié)構(gòu)特點可分為重力壩、拱壩、支墩壩和土石壩;按泄水條件分為溢流壩和非溢流壩;按筑壩材料分為當?shù)夭牧蠅危ㄈ缤翂?、堆石壩、土石壩、漿砌石壩)和非當?shù)夭牧蠅危ㄈ缁炷翂巍⑾鹉z壩);按施工方法和結(jié)構(gòu)形式又可分為多種壩型。各種壩型盡管結(jié)構(gòu)形式和材料不同,但在各種可能荷載組合下都應(yīng)該是安全的,壩體各部位的應(yīng)力應(yīng)變均應(yīng)是材料和結(jié)構(gòu)所允許的。作用在擋水建筑物的各種外力荷載,按其特性及出現(xiàn)概率大小分為基本荷載和特殊荷載兩類。出現(xiàn)概率大,經(jīng)常起作用的稱為基本荷載;出現(xiàn)概率小,偶然起作用的稱為特殊荷載。有的荷載對于不同類型建筑物的作用是不同的,如溫度荷載在拱壩設(shè)計中是必須考慮的基本荷載,而在設(shè)有橫縫的重力壩設(shè)計中一般可不必考慮。
泄水建筑物是用以宣泄水庫不能容納的多余洪水或超過調(diào)蓄水位多余的水量,以保證工程安全運行,如各種溢洪道、溢流壩、泄洪隧洞等。溢洪道可以與擋水建筑物相結(jié)合,位于河床中,稱為河床溢洪道(或壩身溢洪道,即溢流壩),這種溢洪道是混凝土重力壩、拱壩常用的泄水方式,工程布置靈活、緊湊、經(jīng)濟,除設(shè)置不同型式的表孔溢洪道外,還可以根據(jù)不同泄水功能要求,在壩身不同部位設(shè)置中孔、深孔和底孔;由于河勢、地形、壩型和樞紐布置的困難,也可以在壩外河岸上設(shè)置泄水建筑物,統(tǒng)稱為河岸溢洪道,河岸溢洪道從流態(tài)的區(qū)別可分為正槽溢洪道、側(cè)槽溢洪道、井式溢洪道、虹吸式溢洪道。各種不同型式的溢洪道各有其不同的特點和適用條件,在設(shè)計中結(jié)合河岸的地形、地質(zhì)、進出口水流條件、泄量大小和技術(shù)經(jīng)濟綜合分析比較,選擇合適的泄水建筑物。泄水隧洞是指水庫樞紐中穿越河岸山體建成的封閉式泄水道,按其進水口高低可分為表孔和深孔隧洞,當水庫運行要求在較高水位泄洪,并要求隨庫水位升高而加大泄量時,常采用表孔隧洞;當要求用泄水洞調(diào)節(jié)庫水位或水庫有放空、排沙要求時,則采用深孔隧洞。按其洞內(nèi)過水流態(tài)區(qū)別,又可分為有壓隧洞和無壓隧洞。泄洪隧洞為保障安全運行和檢修工作,一般要設(shè)置兩道閘門,即控制泄流的工作閘門和檢修時擋水的檢修閘門。有壓隧洞的工作閘門常設(shè)于出口,以便于觀察、操作和檢修;無壓隧洞的工作閘門則設(shè)在進口,當其閉門擋水時,洞內(nèi)為無水狀態(tài),便于檢查和維修。檢修閘門均設(shè)在進口,且位于工作閘門上游。無壓隧洞的洞身斷面多采用圓拱直墻形,即城門洞形,當巖石條件較差時也可做成馬蹄形斷面。有壓隧洞水壓力較大,為改善襯砌受力條件,一般都采用圓形斷面。
二、引(輸)水工程(引(輸)水工程的主要設(shè)施及作用)
引(輸)水工程指從江河、湖泊等地表水源地引水并輸送水到各用水地區(qū),以滿足灌溉、工業(yè)及生活用水需求的工程體系,主要包括引水樞紐和輸水建筑物。
1.引水樞紐
引水樞紐或取水樞紐,是從河道取水的水利樞紐,其作用是獲取符合水量及水質(zhì)要求的河水,以滿足各用水戶的要求。引水樞紐分為無壩引水和有壩引水兩大類。當河道枯水期的水位和流量能滿足取水要求時,可直接在河岸修建引水樞紐,當不能滿足上述要求時,則須修建雍水壩或攔河壩,用來抬高水位以滿足取水要求。無壩引水樞紐主要由進水閘、沖沙閘、沉沙池及上下游河岸整治等水工建筑物組成;有壩取水樞紐通常由雍水壩(或攔河閘)、進水閘、沖沙閘等雍水、取水以及各種防沙設(shè)施組成。
2.輸水建筑物
輸水建筑物即輸送水的建筑物,如輸水渠道、輸水隧洞、輸水管道等。各種不同類型的輸水建筑物可根據(jù)地形、地質(zhì)條件、地貌環(huán)境和輸水規(guī)模合理選擇。對于長距離輸水工程,有可能同時選用多種型式的輸水建筑物,形成一個綜合型的輸水系統(tǒng),如南水北調(diào)中線工程,渠道、隧洞、管道俱全。
以輸水渠道為代表,修建在渠道上的其他水工建筑物稱為渠系建筑物。按其作用主要分為三類:
(1)配水建筑物。用于調(diào)節(jié)和配置水量的建筑物,如節(jié)制閘、分水閘、量水堰、測流槽等。
(2)交叉建筑物。渠道水流穿過山梁或跨越溪谷、河流、渠道、交通道路時所修建的建筑物,如隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞等。
(3)連接建筑物。渠道通過落差集中處或坡度較陡地段所修建的建筑物,如跌水、陡坡等。
渠系建筑物根據(jù)需要,結(jié)合設(shè)置泄水、沖沙、沉沙、等專門建筑物及安全設(shè)施。
渠系建筑物的形式選擇,應(yīng)根據(jù)工程的目標任務(wù),全面考慮地形、地質(zhì)、建筑材料、施工條件、運用管理、安全經(jīng)濟等各種因素,通過綜合比較確定。
三、提水工程(提水工程的主要設(shè)施及作用)
提水工程即泵站工程,是利用機電提水設(shè)備增加水流能量,通過配套設(shè)施將水體由低處提升至高處,以滿足興利除害要求的水利工程。它被廣泛地應(yīng)用于防汛排澇、抗旱減災(zāi)、農(nóng)業(yè)灌排、市政供排水、工業(yè)生產(chǎn)用水及跨流域調(diào)水等許多方面。正在進行建設(shè)的南水北調(diào)東線工程,包括13個梯級泵站,總配套動力達36.6萬kW,是目前我國最大的提水工程。
泵站工程一般由進水建筑物、泵房、出水建筑物、交通及附屬建筑物等組成泵站樞紐。其主要設(shè)施及作用:
1.進水建筑物
進水建筑物包括取水建筑物、引水建筑物、前池、進水池、進水管(流)道等。
取水建筑物建于水源岸邊或水中,結(jié)構(gòu)型式有取水頭部、進水閘、進水涵洞等,其作用是取水、防沙、防洪、調(diào)節(jié)流量、控制水位及檢修時截斷水流。
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,并創(chuàng)造良好的水流狀態(tài)。
前池是引水建筑物與進水池的聯(lián)結(jié)段,其作用是平穩(wěn)水流,避免強烈的回流和漩渦出現(xiàn)。
進水池的作用是供水泵的進水管(流道)或水泵直接進水。
進水管(流)道包括進水管道、進水流道(大型泵站),其作用是從進水池平順地引水,供給水泵。
2.泵房建筑物
泵房建筑物是安裝主機組、輔助設(shè)備及電氣設(shè)備的建筑物,它為機組運行和工作人員提供良好的工作環(huán)境。主機組包括水泵、傳動設(shè)備及動力機,是泵站的核心。主機組將外來能量轉(zhuǎn)換為提升水體的能量。
3.出水建筑物
出水建筑物包括出水管(流)道、出水池或壓力箱涵,其作用是將水泵抽出的水體壓向出水池,消除管口出流余能,使之平順地流入輸水管渠或容泄區(qū),并設(shè)有防止停機倒流設(shè)備。
提水泵站的設(shè)計參數(shù)主要是設(shè)計流量和設(shè)計揚程,它們是水泵選型和泵站建筑物設(shè)計的依據(jù),并直接影響到泵站規(guī)模、設(shè)備投資及泵站效益。因此,設(shè)計流量和設(shè)計揚程的選擇,也需要根據(jù)泵站功能,科學合理地分析計算后確定。
泵是一種流體機械,抽吸水體的泵稱為水泵。水泵的種類很多,性能范圍十分廣泛,按作用原理可分為葉片式泵、容積式泵以及射流泵、水錘泵等。其中,葉片式泵是應(yīng)用最廣泛的水泵。葉片泵按葉輪對液體的作用原理,又分為離心泵、軸流泵及混流泵三種基本泵型。離心泵屬于高揚程葉片泵,其揚程范圍從十幾米到數(shù)千米,流量相對較小。軸流泵屬于低揚程葉片泵,其揚程范圍從一米到十幾米,流量較大。混流泵性能介于離心泵和軸流泵之間。在設(shè)計中,泵型選擇可根據(jù)設(shè)計揚程、設(shè)計流量、機組大小、臺數(shù)、工作效率、水力特性、維修管理、工程投資、運行費用等綜合分析比較選定。
合理地設(shè)計泵房,對節(jié)約工程投資,延長機電設(shè)備使用壽命,保證安全和經(jīng)濟運行都具有重要意義。影響泵房結(jié)構(gòu)型式的主要因素有水泵及動力機的類型與構(gòu)造、水源水位變化、站址地基條件、樞紐布置、施工條件及采用的建筑材料等因素。常用的泵房結(jié)構(gòu)型式有分基型泵房、塊基型泵房、干室型泵房、濕室型泵房。
四、水力發(fā)電工程(水力發(fā)電工程的主要設(shè)施及作用)
水力發(fā)電工程是將河流中水體所蘊藏的水能轉(zhuǎn)換為電能而修建的水工建筑物和設(shè)置水力機械、電氣設(shè)備的綜合水力發(fā)電樞紐,也稱水力發(fā)電站,簡稱“水電站”。開發(fā)水電的主要措施是集中水頭、調(diào)節(jié)徑流、安裝水力機械和發(fā)電裝置,以及相應(yīng)的配套設(shè)施。
1.水電站的主要設(shè)施及作用
(1)擋水建筑物:用于集中水頭,調(diào)節(jié)徑流的建筑物。一般為壩或閘。
(2)引水建筑物:用以將水源地用于發(fā)電的水量引送到水輪機室的建筑物。一般有明渠、隧洞、管道等。
(3)水電站廠房:用于裝置水輪機、發(fā)電機及其附屬設(shè)備和輔助生產(chǎn)設(shè)施的建筑物,通常由主廠房和副廠房組成,小型水電站也可不設(shè)副廠房。
(4)水輪發(fā)電機組:用于將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能再轉(zhuǎn)化為電能的水力機械發(fā)電設(shè)備。由水輪機、發(fā)電機及其機械、電氣控制設(shè)備組成的成套水力發(fā)電設(shè)備。
(5)變壓、配電設(shè)施:用于安裝變壓器的變壓器場及安裝高壓開關(guān)的開關(guān)站。
2.水電站的基本布置型式
(1)壩式水電站:其水頭由攔河壩來集中,并直接從壩前取水發(fā)電。根據(jù)壩和廠房的相對位置,又可分為壩后式水電站和河床式水電站。
(2)引水式水電站:其水頭和水量均由引水道形成和輸送。根據(jù)引水道是否有壓,又可分為無壓引水式水電站和有壓引水式水電站。
(3)混合式水電站:由攔河壩和引水道共同集中水頭的水電站。水利政策與法規(guī)
一、水行政(水行政立法、執(zhí)法、司法的基本概念)
1.水行政立法
法是由國家制定或認可的,并由國家強制力保證實施的具有普遍約束力的行為規(guī)范體系。行政是指行政機關(guān)為實現(xiàn)管理的目的和任務(wù)而行使執(zhí)行、指揮、組織、監(jiān)督等職能的活動,即政府依法管理國家的活動。水行政立法是指國家有關(guān)行政機關(guān)依照法定權(quán)限和程序提出水法律草案,制定水行政管理方面的法規(guī)、規(guī)章以及其他規(guī)范性文件的抽象行政行為。
2.水行政執(zhí)法
水行政執(zhí)法是有關(guān)行政機關(guān)執(zhí)行法律的行為,指行政機關(guān)及公務(wù)員在法定職責范圍內(nèi),依法采取具體措施,對行政管理相對人行使權(quán)利和履行義務(wù)情況進行監(jiān)督檢查的行政行為,主要包括行政檢查,行政處罰,行政強制執(zhí)行,行政許可與審批,行政裁決等。
3.水行政司法
水行政司法是指水行政主管機關(guān)依照規(guī)定的程序,進行水行政調(diào)解,水行政裁決和水行政復議,以解決水事糾紛和水行政爭議的活動。
4.水行政責任
水行政責任是指行政機關(guān)及公務(wù)員對其違法行政行為所應(yīng)承擔的法律責任。行政責任的形式主要有行政處分,行政賠償。
5.水行政行為
水行政行為是相關(guān)行政機關(guān)及其工作人員依法行使行政職權(quán)并直接或間接產(chǎn)生法律效果的行為。行政行為包括行政立法,行政執(zhí)法,行政司法以及行政保障等幾個方面。行政行為以其對象劃分為制訂行政法規(guī)等抽象行政行為和頒發(fā)許可證等具體行政行為。
6.水行政許可
水行政許可是指行政機關(guān)根據(jù)行政管理相對人的申請,依據(jù)法律、法規(guī)的規(guī)定,通過頒發(fā)證明或批準、登記、認可等方式,允許其從事某項活動,行使某項權(quán)利,獲得某種資格的具體行政行為。如頒發(fā)取水許可證、河道采砂許可證、發(fā)放水利勘測設(shè)計施工資質(zhì)證書等行為。
7.水行政處罰
水行政處罰是由特定的行政機關(guān)依法對犯有輕微違法行為尚不構(gòu)成刑事處分的當事人給予的行政制裁。行政處罰按其內(nèi)容和性質(zhì)可分為:警告、罰款、拘留、沒收、停工停業(yè)、賠償損失、勞動教養(yǎng)等。
8.水行政監(jiān)督
水行政監(jiān)督是指按照法律規(guī)定,有監(jiān)督權(quán)的主體對行政機關(guān)的行政行為或行政機關(guān)工作人員進行監(jiān)督的活動和制度。有監(jiān)督權(quán)的主體,如上級行政機關(guān)和監(jiān)察、審計等專職監(jiān)督機關(guān)。監(jiān)督內(nèi)容包括行政機關(guān)及其工作人員各方面的活動的合法性和合理性問題,違法和違紀問題。
9.水行政復議
水行政復議是指在相對人不服水行政機關(guān)所做出的具體行為時,依法向該機關(guān)的上一級水行政機關(guān)申請復查,審核該行政行為是否合法、適當,并做出新的行政決定的制度。行政復議的目的是維護和監(jiān)督行政機關(guān)依法行使職權(quán),防止和糾正違法或者不當?shù)木唧w行政行為,保護公民、法人或者其他組織的合法權(quán)益。
二、《中華人民共和國水法》2002年新修訂《中華人民共和國水法》的特點水資源規(guī)劃分類與制定水資源規(guī)劃的基本要求跨流域調(diào)水的基本要求水資源開發(fā)利用的基本要求
1988年7月1日起我國開始施行《中華人民共和國水法》(以下簡稱《水法》)?!端ā酚梅尚问絽f(xié)調(diào)和規(guī)范水資源綜合開發(fā)利用,節(jié)約、保護水資源,防治水害等各項活動,是調(diào)整與水有關(guān)的各項社會經(jīng)濟活動和關(guān)系方面的基本法。《水法》為制訂有關(guān)水的各種專項法律法規(guī)提供了基本依據(jù)。
1988年《水法》包括總則、開發(fā)利用、水、水域和水工程保護、用水管理、防汛抗洪、法律責任、附則等共7章53條。為了適應(yīng)迅速發(fā)展的經(jīng)濟社會新形勢和新要求,2002年8月,第九屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第二十九次會議討論通過修訂后的《水法》,自2002年10月1日起施行。修改后的《水法》共有8章82條。
《水法》的立法原則是開發(fā)利用水資源和防治水害,應(yīng)當全面規(guī)劃,統(tǒng)籌兼顧,標本兼治,綜合利用,講求效益,發(fā)揮水資源的多種功能,協(xié)調(diào)好生活,生產(chǎn)經(jīng)營和生態(tài)環(huán)境用水。
《水法》設(shè)定的法律制度和主要原則有:水權(quán)制度(國家所有);水資源管理制度;水資源科學和調(diào)查評價制度;水資源統(tǒng)一規(guī)劃制度;水工程建設(shè)的審批和管理制度;計劃用水和節(jié)約用水制度;制訂水長期供求計劃制度;取水許可制度;有償用水制度以及解決水事糾紛的原則和程序等。
2002年新《水法》在以下幾個方面做了主要修改:
(1)進一步明確水資源的所有權(quán)由國務(wù)院代表國家行使。
(2)針對“水資源統(tǒng)一管理與分級,分部門管理相結(jié)合制度”容易出現(xiàn)“多龍治水”局面,明確規(guī)定“國務(wù)院水行政主管部門負責全國水資源的統(tǒng)一管理和監(jiān)督工作”,同時以法律授權(quán)方式賦予流域管理機構(gòu)在其管轄的流域內(nèi)行使一定的監(jiān)督管理權(quán)。
(3)新《水法》專設(shè)一章,明確要求開發(fā)、利用、節(jié)約、保護水資源和防治水害要按流域區(qū)域統(tǒng)一制定規(guī)劃。并就規(guī)范的種類、制訂權(quán)限與程序、規(guī)劃的效力和實施等問題作了具體規(guī)定。
(4)強調(diào)發(fā)揮市場機制的作用,體現(xiàn)水的商品屬性,規(guī)定“國家對水資源實行取水許可制度和有償使用制度”。
(5)把節(jié)約用水放到突出位置,規(guī)定“國家厲行節(jié)約用水,大力推行節(jié)約用水措施,推廣節(jié)水新技術(shù)、新工藝,發(fā)展節(jié)水型工業(yè),農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè),建立節(jié)水型社會”,對用水實行總量控制和定額管理相結(jié)合的制度,實行計劃用水;計量收費和超定額累進加價制度。
(6)針對水資源保護不力問題,新《水法》規(guī)定了飲用水水源保護區(qū)制度和地下水禁止開采區(qū)制度。規(guī)定水行政主管部門會同環(huán)境保護行政主管部門、有關(guān)部門和有關(guān)地方人民政府劃定水功能區(qū),根據(jù)水域的納污能力提出限制排污總量意見,發(fā)現(xiàn)污染物排放總量超標或水質(zhì)惡化的,水行政主管部門應(yīng)及時報告有關(guān)人民政府采取治理措施,并向環(huán)境保護部門通報。
(7)新《水法》確立了水中長期供求規(guī)劃制度,建立了跨行政區(qū)域的水量分配方案和旱情緊急情況下的水量調(diào)度預(yù)案制度,規(guī)定了具有強制力的水量統(tǒng)一配置、調(diào)度制度。
(8)為了適應(yīng)依法行政的要求,強化和規(guī)范水行政執(zhí)法工作,加大對違法行為的處罰力度。
三、《中華人民共和國防洪法》
防洪管理基本制度防汛抗洪的組織管理1997年8月,第八屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第二十七次會議通過了《中華人民共和國防洪法》(以下簡稱《防洪法》),1998年1月1日起施行。它是我國第一部規(guī)范防治自然災(zāi)害的法律,是繼《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國水土保持法》、《中華人民共和國水污染防治法》等法律之后的又一部重要水事法律?!斗篮榉ā钒倓t、防洪規(guī)劃、治理與防洪、防洪區(qū)和防洪工程的管理、防汛抗洪、保障措施、法律責任,附則等8章66條。
(1)《防洪法》規(guī)定了防洪立法的宗旨和基本原則。明確單位和個人保護防洪設(shè)施和依法參加防汛抗洪的義務(wù),各級政府在防汛抗洪和洪澇災(zāi)害后恢復與救濟的職責,以及防洪工作按照流域或區(qū)域?qū)嵭薪y(tǒng)一規(guī)劃,分級實施和流域管理與行政區(qū)劃管理相結(jié)合的制度。
(2)《防洪法》規(guī)定了防洪規(guī)劃的編制與實施,明確了防洪規(guī)劃與流域、區(qū)域規(guī)劃的關(guān)系。各類防洪規(guī)劃的審批程序和權(quán)限,規(guī)定了規(guī)劃保留區(qū)制度和規(guī)劃同意書制度。
(3)《防洪法》規(guī)定了河道、湖泊的治理與防護。明確了防治洪水應(yīng)當蓄泄兼施,加強河道防護和流域水土保持綜合治理的原則;明確了規(guī)劃治導線的作用,確定治導線的程序和權(quán)限;明確了河道管理范圍及按水系統(tǒng)一管理和分級管理相結(jié)合的體制;規(guī)定了河道內(nèi)建設(shè)審批管理制度。
(4)《防洪法》規(guī)定了防洪區(qū)的分類與劃定,明確了洪泛區(qū)、蓄滯洪區(qū)所在地人民政府應(yīng)當組織制定洪泛區(qū)和蓄滯洪區(qū)安全建設(shè)計劃。控制蓄滯洪區(qū)人口增長并有計劃的外遷;對蓄滯洪區(qū)的受益單位應(yīng)當對蓄滯洪區(qū)承擔扶持,救助義務(wù)做了原則規(guī)定;明確了在洪泛區(qū)、蓄滯洪區(qū)內(nèi)建設(shè)非防洪建設(shè)項目,應(yīng)該編制洪水影響報告,并經(jīng)審批后方可申請立項建設(shè)。
(5)《防洪法》規(guī)定了防汛抗洪管理體制,實行各級人民政府行政首長負責制及有關(guān)人民政府、防汛指揮機構(gòu)、武警和民兵在防汛和抗洪中的職責與任務(wù);規(guī)定了當洪水達到一定程度時,有關(guān)防汛指揮機構(gòu)可以宣布進入緊急防汛期以及在汛期蓄滯洪區(qū)啟用原則和批準程序。
(6)《防洪法》規(guī)定了防洪工作的保障措施,防洪投入的主體和中央與地方在防洪投入中的事權(quán)劃分等。
四、《中華人民共和國水土保持法》
2010年新修訂水土保持法的特點生產(chǎn)建設(shè)活動中有關(guān)水土保持的基本要求水土保持工作的監(jiān)督制度1991年6月,第七屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第二十次會議通過《中華人民共和國水土保持法》(以下簡稱《水土保持法》)。該法包括總則、預(yù)防、治理、監(jiān)督、法律責任、附則等共6章42條。主要內(nèi)容包括:第一,確定了預(yù)防為主的水土保持方針;第二,明確了各級人民政府對水土保持的責任;第三,明確了各級人民政府要將水土保持規(guī)劃確定的任務(wù)納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃;第四,明確了水土流失的防治責任;第五,明確了水土保持工作要依靠科學技術(shù)和培養(yǎng)人才;第六,明確了水行政主管部門或者水土保持監(jiān)督機構(gòu)對水土保持方案的審批權(quán);第七,規(guī)定了國家對農(nóng)業(yè)集體經(jīng)濟組織和農(nóng)民治理水土流失實行扶持政策;第八,規(guī)定了對水土流失治理實行誰承包誰治理,誰受益的原則;第九,規(guī)定了開發(fā)建設(shè)單位、個人對其造成的水土流失承擔防治責任;第十,明確了水土保持監(jiān)督管理機構(gòu)的監(jiān)督職能。
1993年8月,國務(wù)院令第120號發(fā)布《中華人民共和國水土保持法實施條例》。各省、自治區(qū)、直轄市相繼出臺了實施《水土保持法》的辦法。
五、《中華人民共和國水污染防治法》
2008年新修訂水污染防治法的特點水污染防治措施包括內(nèi)容水污染事故處置的規(guī)定1984年5月,第六屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第五次會議通過了《中華人民共和國水污染防治法》(以下簡稱《水污染防治法》)。1996年5月,第八屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十九次會議通過了修訂。2008年2月,第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第三十二次會議再次通過了修訂。
修訂后的《水污染防治法》共8章92條。再次修訂調(diào)整幅度很大,可以概括為以下幾個方面:第一,首次以法律規(guī)定明確了水污染防治工作在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃中的地位,其中明確規(guī)定“縣級以上人民政府應(yīng)當將水環(huán)境保護工作納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃”;第二,進一步細化和完善了水污染防治管理制度體系;第三,進一步明確了地方政府水污染防治的責任;第四,進一步加大了違法行為的法律責任;第五,進一步強化了環(huán)保部門的執(zhí)法權(quán)限。
《水污染防治法》對水污染防治措施更加細化,分為5節(jié)進行了表述,分別是一般規(guī)定、工業(yè)水污染防治、城鎮(zhèn)水污染防治、農(nóng)業(yè)和農(nóng)村水污染防治與船舶水污染防治。增加了水污染事故處置一章內(nèi)容。水利科技
一、科技創(chuàng)新(科技創(chuàng)新的含義)
水利科技是水利科學和水利技術(shù)的總稱。水利科技只有不斷創(chuàng)新,才有活力,才有生命力??萍紕?chuàng)新是指通過科學研究獲得新的自然科學和技術(shù)科學知識的過程,其目的是追求新發(fā)現(xiàn)、探索新規(guī)律、創(chuàng)立新學說、創(chuàng)造新方法、積累新知識??萍紕?chuàng)新包括很多方面,其中重要的一個方面是技術(shù)創(chuàng)新。為全面貫徹落實中共中央、國務(wù)院《關(guān)于實施科技規(guī)劃綱要增強自主創(chuàng)新能力的決定》精神,水利部于2006年發(fā)布了《關(guān)于加強水利科技創(chuàng)新的若干意見》。該意見共9大方面25條,指出水利科技創(chuàng)新需要治水理念的創(chuàng)新、管理體制的創(chuàng)新、運行機制的創(chuàng)新和技術(shù)手段的創(chuàng)新。通過創(chuàng)新,“十一五”期間科技對水利的貢獻率由目前的40%左右提高到45%左右;到2020年,達到60%左右。
創(chuàng)新離不開科技體制的改革,目前還存在著諸多不相適應(yīng)之處:一是企業(yè)尚未真正成為技術(shù)創(chuàng)新的主體,自主創(chuàng)新能力不強;二是各方面科技力量自成體系、分散重復,整體運行效率不高,社會公益領(lǐng)域科技創(chuàng)新能力尤其薄弱;三是科技宏觀管理各自為政,科技資源配置方式、評價制度等不能適應(yīng)科技發(fā)展新形勢和政府職能轉(zhuǎn)變的要求;四是激勵優(yōu)秀人才、鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的機制還不完善。這些問題嚴重制約了整體創(chuàng)新能力的提高。因此,實施科技體制改革是科技事業(yè)發(fā)展和推進自主創(chuàng)新的動力,加快實施進程具有重要的意義。
第一部分水利公共知識第五章水利科技在科技創(chuàng)新中,必須保護知識產(chǎn)權(quán)。我國目前已制定的有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)的法律法規(guī)有《中華人民共和國商標法》、《中華人民共和國專利法》、《中華人民共和國著作權(quán)法》和《中華人民共和國計算機軟件保護條例》。項目承擔單位須建立規(guī)范有效的知識產(chǎn)權(quán)管理制度,對項目執(zhí)行過程中產(chǎn)生的研究成果及時采取知識產(chǎn)權(quán)保護措施,依法取得相關(guān)知識產(chǎn)權(quán),并予以有效管理和充分使用。
二、水利科技項目管理
水利重大科技項目管理水利科技創(chuàng)新項目計劃管理為加強水利行業(yè)的科技創(chuàng)新,促進行業(yè)技術(shù)升級,水利部除申報科技部設(shè)立的項目(如863計劃、973計劃、火炬計劃、星火計劃、國家重點新產(chǎn)品計劃、科技貸款計劃、科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金計劃)外,還設(shè)立了水利部科技創(chuàng)新項目計劃、水利重大科技項目等。
水利部科技創(chuàng)新計劃所實施的項目來源分為部門選題、招標確定和計劃指導、單位申請、專家評議、擇優(yōu)確定兩種類型。水利重大科技項目是指圍繞水利中心工作,根據(jù)水利科技發(fā)展規(guī)劃和年度計劃,由水利部安排實施的研究水利發(fā)展重大科學技術(shù)問題、水利工程關(guān)鍵技術(shù)問題的科技項目。水利重大科技項目的管理原則是實行立項審查制、大型項目招標投標制、專家評估制和合同管理制。此外,水利部還參與組織實施由農(nóng)業(yè)部、國家林業(yè)局和水利部共同組織實施的“948計劃”。
三、水利科技成果管理(水利科技成果種類)
科技成果是科學技術(shù)研究成果的簡稱,是指對科學技術(shù)研究課題,運用系統(tǒng)分析的方法,通過調(diào)查考察、實驗研究、設(shè)計試制和辯證思維活動,所取得的具有一定學術(shù)意義或?qū)嵱脙r值的創(chuàng)造性研究成果??萍汲晒仨毦邆涞幕緱l件:①創(chuàng)新性;②先進性;③成熟性;④實用性。
根據(jù)科技成果的作用與功能,可將其劃分為三種類型:①科學理論成果,其中包括基礎(chǔ)研究理論成果和應(yīng)用基礎(chǔ)研究理論成果;②應(yīng)用技術(shù)成果,包括新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新設(shè)備、新方法、新用途以及為社會公益服務(wù)的標準、計量、科技情報等技術(shù)基礎(chǔ)工作;③軟科學成果,主要是在有關(guān)戰(zhàn)略、政策、規(guī)劃、評價、預(yù)測、科技立法及有關(guān)管理科學與決策科學的研究中做出的創(chuàng)造性貢獻。
科技成果的表現(xiàn)形式可以是:①經(jīng)同行專家審評或鑒定的科研項目;②在公開的學術(shù)刊物上發(fā)表的論文或正式出版的專著等,一般適用于科學理論成果;③專利,適用于應(yīng)用技術(shù)成果中的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新設(shè)備等,這些新的創(chuàng)新性成果為了知識產(chǎn)權(quán)的保護而去申請。但我們一般所說的科技成果專指經(jīng)同行專家審評或鑒定的科研項目,在規(guī)定的管理部門進行了登記的科技成果。
科技成果應(yīng)區(qū)別于一般的科技結(jié)果、科技工作成績,它是社會的重要精神財富和物質(zhì)財富,是國家的重要智力資源,也是衡量從事科技活動人員貢獻大小的重要標志。
水利部國際合作與科技司負責水利科技成果登記的管理工作,并委托水利部科技推廣中心作為水利科技成果登記機構(gòu),承辦水利科技成果登記工作??萍柬椖客瓿珊笮栩炇詹⒌怯洺晒?。水利科技成果登記由成果的第一完成單位辦理登記手續(xù),一般應(yīng)在成果獲得評審、驗收后的3個月內(nèi)進行登記。同時具備新穎性、創(chuàng)造性與實用性的科技成果可以申請國家發(fā)明專利和實用新型專利。國務(wù)院專利行政部門對發(fā)明人作出授予與否專利權(quán)的決定。水利部國際合作與科技司定期發(fā)布水利科技成果公報。
科技成果有創(chuàng)新且取得一定的經(jīng)濟效益和社會效益,以及為水利可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)和決策性服務(wù),可以申報“大禹水利科學技術(shù)獎”(簡稱“大禹獎”),該獎由大禹獎獎勵辦公室負責實施?!按笥愍劇豹剟钷k公室設(shè)在中國水利學會。
項目承擔單位應(yīng)當建立科技成果轉(zhuǎn)化機制,采取有效措施,積極促進科研項目研究成果的轉(zhuǎn)化。水利部設(shè)有科技成果重點推廣計劃,其項目的立項實行專家評審制。
四、技術(shù)監(jiān)督(水利技術(shù)標準體系)
水利技術(shù)監(jiān)督工作是實現(xiàn)新時期治水思路的技術(shù)保障,是提高水利工程建設(shè)、產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量的客觀要求。目前,以技術(shù)標準為依據(jù)、認證認可為手段、計量為基礎(chǔ)、質(zhì)量為目的相互配套的水利技術(shù)監(jiān)督總體格局正在逐步形成和完善。
《中華人民共和國標準化法》將我國標準分為國家標準、行業(yè)標準、地方標準、企業(yè)標準四級。2001年,水利部國際合作與科技司發(fā)布了《水利技術(shù)標準體系表》,其編制依據(jù)是《中華人民共和國標準化法》、《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國防洪法》、《中華人民共和國水土保持法》等,采用由專業(yè)門類、專業(yè)序列和層次構(gòu)成的三維框架結(jié)構(gòu)。2003年水利部發(fā)布了《水利標準化工作管理辦法》。
認證是保證工程建設(shè)、產(chǎn)品和服務(wù)符合國家技術(shù)法規(guī)、技術(shù)標準要求的合格評定活動;認可是對認證機構(gòu)、質(zhì)檢機構(gòu)、認證咨詢、培訓機構(gòu)、認證人員資格認定的合格評定活動。認證認可是國際通行的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證的重要手段。為推動水利行業(yè)認證認可工作,水利部出臺了《關(guān)于加強水利認證認可工作的若干意見》、《水利計量認證程序規(guī)定》、《水利計量認證評審員管理細則》等。
水利水電工程與產(chǎn)品的安全、質(zhì)量檢驗測試機構(gòu)和對外出具公證數(shù)據(jù)的實驗室,必須通過國家的(或地方的)計量認證考核。計量認證的主要內(nèi)容包括計量檢定、計量器具的工作環(huán)境、考核檢測人員的素質(zhì)和檢測數(shù)據(jù)公正可靠。水利計量認證的評審工作包括首次評審、復查評審、監(jiān)督評審和擴項評審。水利部國際合作與科技司是水利部計量認證主管機構(gòu),國家計量認證水利評審組辦公室具體組織水利計量認證評審工作。
目前,世界上體系認證已有通用的質(zhì)量體系標準,即ISO9000系列國際標準。北京中水源禹國環(huán)認證中心是水利部批準組建,經(jīng)原國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準、我國質(zhì)量體系認證機構(gòu)國家認可委員會評定認可的全國水利行業(yè)唯一從事ISO9000質(zhì)量管理體系認證的第三方認證機構(gòu)。第二部分水利工程專業(yè)知識大綱水資源
一、水資源及其評價
水作為大自然賦予人類的寶貴財富,一直與人類的生存息息相關(guān),自從有人類以來,人們就十分關(guān)注水的問題。但是“水資源”(WaterResources)一詞,卻是近一二十年才被引起重視的。關(guān)于水資源含義的解釋有幾十種之多,一般分為廣義和狹義的概念。
狹義的水資源是指可供人類直接利用,能不斷更新的天然淡水。這主要指陸地上的地表水和地下水。廣義的水資源是指自然界任何形態(tài)的水,包括氣態(tài)水、液態(tài)水和固態(tài)水?!端ā分幸?guī)定:水資源包括地表水和地下水。
第二部分水利專業(yè)知識第一章水資源水資源具有補給的循環(huán)性、變化的復雜性、利用的廣泛性和利害的雙重性等特點。水資源在自身的循環(huán)過程中可不斷的恢復和更新,在時空分布上具有明顯的不均衡性,在生產(chǎn)生活中水的利用無處不在,同時水的多寡也是一把雙刃劍,水利和水害雙重性十分明顯。
水資源評價是對某一地區(qū)或流域水資源的數(shù)量、質(zhì)量、時空分布特征、開發(fā)利用條件、開發(fā)利用現(xiàn)狀和供需發(fā)展趨勢作出的分析估價。它是在水資源不斷開發(fā)、用水量不斷增長、水污染加重、水供需矛盾不斷突出、水生態(tài)環(huán)境不斷惡化的背景條件下發(fā)展起來的,是合理開發(fā)利用和保護水資源的基礎(chǔ)工作,為水利規(guī)劃提供依據(jù)。
二、水功能區(qū)劃
從水資源保護和管理的角度,根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展需要,合理劃分水功能區(qū),制定水功能區(qū)管理辦法,擬定各功能區(qū)的目標,進而分析計算水域使用功能的納污能力,并據(jù)此提出近期和遠期不同水功能區(qū)的污染物控制總量及排污消減量,為水資源保護提供監(jiān)督管理的依據(jù),確定規(guī)劃目標的實現(xiàn)和水資源的永續(xù)利用,保障我國經(jīng)濟、社會與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。水功能區(qū)劃為水資源保護、水污染防治和水資源開發(fā)利用提供了科學依據(jù)。水功能區(qū)劃按有關(guān)程序由國家頒布實施,作為水資源開發(fā)、保護的法律依據(jù)。
根據(jù)我國河流特點和經(jīng)濟社會發(fā)展對流域水資源配置和有效保護的要求,將全國水域劃分為一、二兩級水功能區(qū)。一級區(qū)在宏觀上解決水資源開發(fā)利用與保護之間的關(guān)系,協(xié)調(diào)地區(qū)間關(guān)系;二級區(qū)主要協(xié)調(diào)用水部門之間關(guān)系。一級區(qū)劃分為保護區(qū)、保留區(qū)、開發(fā)利用區(qū)和緩沖區(qū)。二級區(qū)劃針對開發(fā)利用區(qū),根據(jù)其不同功能和要求,進一步劃分為飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)和排污控制區(qū)等7個區(qū)。
三、水資源規(guī)劃
水資源規(guī)劃指在一定區(qū)域內(nèi),為合理開發(fā)利用、治理、配置、節(jié)約保護水資源總體安排。其基本任務(wù)是:評價區(qū)域內(nèi)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀;分析流域或區(qū)域條件和特點;預(yù)測經(jīng)濟社會發(fā)展趨勢與用水前景;探索規(guī)劃區(qū)內(nèi)水與宏觀經(jīng)濟活動間的相互關(guān)系,并根據(jù)國家建設(shè)方針、政策和規(guī)定的目標要求,擬定區(qū)域在一定時間內(nèi)應(yīng)采取的方針、任務(wù),提出主要措施方向、關(guān)鍵工程布局、水資源合理配置、水資源保護對策,以及實施步驟和對區(qū)域水資源管理的意見等。
四、水資源保護
水資源保護的主要內(nèi)容是保持水資源可持續(xù)利用狀態(tài)所采取的行政、法律、經(jīng)濟、技術(shù)等保護措施。從環(huán)境水利來講,水資源保護包含水資源合理開發(fā)和水質(zhì)保護兩個方面。主要體現(xiàn)在水資源的開發(fā)、利用、配置、節(jié)約、保護、治污等6個方面。水資源危機已成為全球性問題,水資源與水環(huán)境保護已成為可持續(xù)發(fā)展的重點,因此,水資源保護是一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)。
水質(zhì)評價即對水質(zhì)的優(yōu)劣進行的評定,按評價要求,確定評價范圍、選擇評價參數(shù)和評價標準,按確定的評價方法和程序,對不同水體質(zhì)量進行評價。它為水資源保護規(guī)劃、水功能區(qū)劃和水資源管理提供科學依據(jù)。從水質(zhì)評價的程序和內(nèi)容來看,一般包括提出問題、污染源調(diào)查及評價、收集資料與水質(zhì)監(jiān)測、參數(shù)選擇和取值、選擇評價標準、確定評價內(nèi)容和方法、編制評價圖表和報告書等。從評價方法來看,包括感官性指標評價方法和生物學評價方法。
主要的水質(zhì)標準有地表水環(huán)境質(zhì)量標準、地下水質(zhì)量標準、海水水質(zhì)標準、農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準、漁業(yè)水質(zhì)標準、生活飲用水水質(zhì)標準、各種工業(yè)用水水質(zhì)標準等。
五、用水管理
用水管理是運用法律、經(jīng)濟、行政等手段,對各地區(qū)、各部門、各用水單位和個人的供水數(shù)量、質(zhì)量、次序和時間的管理活動。用水管理涉及對工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水、水力發(fā)電用水、航道用水、漁業(yè)用水、娛樂用水、生態(tài)環(huán)境用水及水質(zhì)凈化用水等方面。用水管理包括實行水的使用權(quán)合理分配和取水許可制度,用水和排水的計量監(jiān)測,用水的統(tǒng)計,水的有償使用和市場調(diào)節(jié)制度,超標準用水處罰等內(nèi)容。
六、水資源管理體制
《水法》第12條明確規(guī)定:國家對水資源實行流域管理與行政區(qū)域管理相結(jié)合的管理體制。國務(wù)院水行政主管部門負責全國水資源的統(tǒng)一管理和監(jiān)督工作。國務(wù)院水行政主管部門在國家確定的重要江河、湖泊設(shè)立的流域管理機構(gòu),在所管轄的范圍內(nèi)行使法律、行政法規(guī)規(guī)定的和國務(wù)院水行政主管部門授予的水資源管理和監(jiān)督職責??h級以上地方人民政府水行政主管部門按照規(guī)定的權(quán)限,負責本行政區(qū)域內(nèi)水資源的統(tǒng)一管理和監(jiān)督工作。
流域水資源統(tǒng)一管理是指國家對重要江河、湖泊以流域為單元,以水資源為核心的水事活動實行的統(tǒng)一管理,包括對水資源的開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約、保護以及水土保持等活動的管理。對水資源實行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一發(fā)放取水許可證、統(tǒng)一征收水資源費、統(tǒng)一管理水量與水質(zhì)。防洪抗旱
一、洪災(zāi)及澇災(zāi)
1.洪水災(zāi)害成因及特征
洪水是一種峰高量大、水位急劇上漲的自然現(xiàn)象。洪水一般包括江河洪水、城市暴雨洪水、海濱河口的風暴潮洪水、山洪、凌汛等。就發(fā)生的范圍、強度、頻次、對人類的威脅性而言,我國的大部分地區(qū)以暴雨洪水為主。天氣系統(tǒng)的變化是造成暴雨,進而引發(fā)洪水的直接原因,而流域下墊面特征和興修水利工程可間接或直接地影響洪水的特征及其特性。洪災(zāi)具有以下四個特征:不確定性、共沾性或社會性、地域性和損失多樣性。
2.澇災(zāi)成因
農(nóng)田的澇或漬是一定的氣候、水文、土壤、地形、土地利用的綜合結(jié)果。高強度或長歷時的雨量產(chǎn)生的徑流,上游地區(qū)下泄的水量,河道決堤或漫溢,均可以造成地面積水成澇。當?shù)叵滤桓?、土壤入滲率低、地勢低洼、排水條件差時,澇災(zāi)情況尤為嚴重。
二、洪水預(yù)報與防汛管理
洪水預(yù)報一般分為河段洪水預(yù)報和降雨徑流預(yù)報。河段洪水預(yù)報方法是以河槽洪水波運動理論為基礎(chǔ),預(yù)報河段下游某站的水位和流量的方法。降雨徑流預(yù)報方法則是按降雨徑流形成過程的原理,利用流域內(nèi)的降雨資料,預(yù)報出流斷面的洪水的方法。
洪災(zāi)不但造成物質(zhì)財富損失,還可能威脅到人民生命,在相當一個時期內(nèi)產(chǎn)生一系列不良后果,打亂社會秩序。因此,當汛期來臨時,有關(guān)部門都把防汛工作放在各項工作的首位。由于洪水發(fā)生的大小及其發(fā)生時間具有隨機性,要徹底防止洪災(zāi)是不可能的。因此,防洪的目的主要在于防止某一防洪標準下的洪水災(zāi)害和減少超標洪水的損失。
防洪工作實行全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、預(yù)防為主、綜合治理、局部利益服從全局利益的原則。國務(wù)院水行政主管部門在國務(wù)院的領(lǐng)導下,負責全國防洪的組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、指導等日常工作。國務(wù)院水行政主管部門在國家確定的重要江河、湖泊設(shè)立的流域管理機構(gòu),在所管轄的范圍內(nèi)行使法律、行政法規(guī)規(guī)定和國務(wù)院水行政主管部門授權(quán)的防洪協(xié)調(diào)和監(jiān)督管理職責。國務(wù)院建設(shè)行政主管部門和其他有關(guān)部門在國務(wù)院的領(lǐng)導下,按照各自的職責,負責有關(guān)的防洪工作。縣級以上地方人民政府水行政主管部門在本級人民政府的領(lǐng)導下,負責本行政區(qū)域內(nèi)防洪的組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、指導等日常工作??h級以上地方人民政府建設(shè)行政主管部門和其他有關(guān)部門在本級人民政府的領(lǐng)導下,按照各自的職責,負責有關(guān)的防洪工作。
三、旱災(zāi)
1.旱災(zāi)成因
植物耗水多于吸水,導致植物體內(nèi)水分過度虧缺而受害的現(xiàn)象稱為干旱。其主要原因是長時期降水偏少,造成氣候干燥,土壤缺水,使農(nóng)作物體內(nèi)水分發(fā)生虧缺,影響正常生長發(fā)育,從而造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。
2.抗旱
農(nóng)田旱情是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要的因素,而土壤水分含量則是農(nóng)田旱情的重要指標。旱情監(jiān)測主要是對土壤水分進行監(jiān)測,用以判斷作物缺水狀況。土壤水分的測定方法很多,但大致可分為取樣測定法和定位測定法兩大類。取樣測定法常用的主要是烘干法,定位測定法包括非放射性方法和放射性方法。近年來,遙感技術(shù)也應(yīng)用到土壤水分的監(jiān)測中。旱情預(yù)報是對農(nóng)作物耕作層土壤水分的增長和消退程度進行預(yù)報,目前常用的方法多為探求土壤含水量的變化規(guī)律及其與主要影響因素之間的關(guān)系,預(yù)報單站或區(qū)域未來土壤水分的增減情況及其對作物生長的影響程度。
我國北方地區(qū)在缺乏灌溉的條件下,土壤“水庫”的主要水源幾乎全部來自于大氣降水,如土壤不能充分保住雨季的降水,就會發(fā)生土壤干旱。通過加強農(nóng)田水利基本建設(shè)、改良土壤、改進耕作栽培技術(shù)、運用秸稈、地膜覆蓋保墑和田間集水保墑等措施可以減少旱情對農(nóng)業(yè)的影響。農(nóng)村水利
一、農(nóng)田灌溉
1.土壤水與土壤含水量
吸附于土壤顆粒上和存在于土壤孔隙中的水,稱為土壤水。土壤水有吸濕水、薄膜水、毛管水、重力水等四種類型。土壤水是循環(huán)水的一部分,也是作物需水的基本來源。土壤水主要來源于大氣降水和灌溉等。大氣中的水汽凝結(jié)和借毛管力上升的地下水,也可成為土壤水。研究土壤水的變化規(guī)律,對農(nóng)田灌溉、除澇防漬、治理鹽堿地和改善生態(tài)環(huán)境有一定作用。
土壤含水量是研究土壤水運動和變化規(guī)律的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。土壤含水量常用重量含水量和容積含水量表示。
孔隙全部被充滿水的田間土壤,經(jīng)過一定時間排水后所能持留的水量叫田間持水量,通常以該土層內(nèi)的平均土壤含水量表示。它是有效土壤水范圍的上限。在灌溉管理中以田間持水量作為控制灌水定額的允許最大土壤含水量。這種情況下不產(chǎn)生深層滲漏。土壤允許最小含水量應(yīng)大于凋萎系數(shù),一般取田間持水量的60%。
2.作物需水與灌溉制度
作物全生育期或某一時段內(nèi)正常生長所需要的水量叫做作物需水量。由于構(gòu)成作物組織的水量很少,可以忽略不計,常以作物蒸騰與株間蒸發(fā)量之和,即蒸發(fā)蒸騰量作為作物需水量。作物需水量是決定作物灌溉制度、灌溉用水量和灌溉引水流量的基本參數(shù),也是制定水利規(guī)劃,灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計和灌區(qū)水管理的重要依據(jù)。作物需水量可以通過實測途徑取得。缺乏實測資料時,也可采用水面蒸發(fā)量等氣象因子通過經(jīng)驗公式計算得出。
根據(jù)作物需水量特性和當?shù)貧夂?、土壤、農(nóng)業(yè)技術(shù)及灌水技術(shù)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數(shù)、灌水時間、灌水定額和灌溉定額。灌溉制度是規(guī)劃和設(shè)計灌溉工程的基本資料,也是編制和執(zhí)行灌區(qū)用水計劃的重要依據(jù)。制定灌溉制度有3種方法:一是根據(jù)當?shù)毓喔葘嵺`經(jīng)驗;二是依據(jù)灌溉試驗資料;三是利用農(nóng)田水量平衡原理分析計算。
3.灌水技術(shù)
灌水技術(shù)是指把渠道或管道中的灌溉水分配到田間各地塊所采取的技術(shù)措施,也叫灌水方法。灌水技術(shù)大致可分為兩類,第一類是地面灌溉,它是把水引進畦田,灌水溝或格田,讓水在地面流動過程中或停留一段時間滲入土壤。旱作物采取的溝灌、畦灌、草場的漫灌,水稻采用的格田灌溉都屬于這類方法。由于這種方法簡便,是目前應(yīng)用最普遍的一種灌水技術(shù)。第二類是用管道把具有一定壓力的灌溉水輸送到田間,再采用噴頭或灌水器把水噴灑(滴)到作物根系集中區(qū)的土壤,包括噴灌、微噴、滴灌等,它屬于機械化、半機械化或自動化灌水技術(shù)。具有省工、省地、省水、有利于促使作物增產(chǎn)等多種優(yōu)點。作為與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相配套的灌水技術(shù),逐步推廣應(yīng)用。
二、農(nóng)業(yè)節(jié)水
農(nóng)業(yè)節(jié)水體系由水資源的合理開發(fā)利用與配置、輸配水系統(tǒng)的節(jié)水、田間灌溉過程的節(jié)水、作物生長水分轉(zhuǎn)化過程的節(jié)水、用水管理的節(jié)水和農(nóng)藝措施的節(jié)水等多種措施組成。農(nóng)業(yè)節(jié)水涉及農(nóng)業(yè)用水結(jié)構(gòu)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、水資源優(yōu)化配置、工程措施、農(nóng)藝與生物措施、管理措施等許多方面,是一個完整的系統(tǒng)工程。
(1)要根據(jù)當?shù)厮Y源承載力和自然經(jīng)濟社會條件,調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和作物種植結(jié)構(gòu)。水資源短缺地區(qū)應(yīng)限制種植高耗水作物。
(2)要合理利用多種水源。渠灌區(qū)要因地制宜實行井渠結(jié)合,引水、蓄水、提水相結(jié)合,有條件的地方,回灌補給地下水。重視灌溉回歸水、污水、微咸水等劣質(zhì)水的利用。不具備發(fā)展灌溉的地區(qū),采取多種方式集蓄雨水,解決抗旱播種、保苗用水。
(3)完善工程節(jié)水措施。對滲漏嚴重的渠道進行防滲處理,推廣以管道代替土渠輸水。平整土地,調(diào)整溝畦規(guī)格,改進地面灌水技術(shù)。有條件的地方,推廣噴滴灌技術(shù)。完善渠系上的輸配水控制性建筑物,配套量水設(shè)施。
(4)推廣農(nóng)藝節(jié)水措施。采用深耕松土、增施有機肥等方法增加土壤蓄水能力;推廣少耕免耕為主的保護性耕作技術(shù),減少水土流失;采用秸稈覆蓋和地膜覆蓋,提高土壤保墑能力;施用生物抗旱劑和土壤保水劑,抑制作物蒸騰,減少作物水分消耗,提高土壤吸水保水能力;選育和推廣耐旱品種。
(5)健全管理節(jié)水措施。嚴格控制各個地區(qū)用水總量和灌溉用水定額,推廣水稻控制灌溉和旱作物非充分灌溉制度;健全農(nóng)業(yè)節(jié)水政策法規(guī)和技術(shù)標準;建立合理的水價形成機制和水費計收辦法,用經(jīng)濟杠桿促進節(jié)水;通過建立農(nóng)民用水協(xié)會等方式,調(diào)動農(nóng)民參加節(jié)水的積極性;完善農(nóng)業(yè)節(jié)水社會化服務(wù)體系;加強節(jié)水器材設(shè)備的生產(chǎn)和市場監(jiān)管。
三、農(nóng)村飲水安全
1.農(nóng)村引水安全標準
水利部、衛(wèi)生部2004年11月頒布了《農(nóng)村飲用水安全衛(wèi)生評價指標體系》,規(guī)定農(nóng)村飲用水安全衛(wèi)生評價指標體系分安全和基本安全兩個檔次,由水質(zhì)、水量、方便程度和保證率四項指標組成。四項指標中只要有一項低于安全或基本安全最低值,就不能定為飲用水安全或基本安全。
水質(zhì):符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》要求的為安全;符合《農(nóng)村實施〈生活飲用水衛(wèi)生標準〉準則》要求的為基本安全。
水量:獲得的水量不低于40~60L/(人·d)為安全;不低于20~40L/(人·d)為基本安全。根據(jù)氣候、地形、水資源條件和生活習慣將全國分為5個類型區(qū),不同地區(qū)有更細的規(guī)定。
方便程度:人力取水往返時間不超過10min為安全,取水往返時間不超過10~20min為基本安全。
保證率:供水保證率不低于95%為安全;不低于90%~95%為基本安全。
2.保障農(nóng)村飲水安全的主要措施
解決我國農(nóng)村飲水安全,要“統(tǒng)籌規(guī)劃,突出重點,防治結(jié)合,綜合治理,因地制宜,注重實效,建管并重,完善機制”。
(1)要從實際出發(fā),全面安排,突出重點,分步實施。要與新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃相銜接,近期與遠期相結(jié)合,統(tǒng)籌考慮飼養(yǎng)畜禽和第二、第三產(chǎn)業(yè)用水需求?!笆晃濉逼陂g重點解決高氟水、高砷水、苦咸水、污染水、微生物病害等嚴重影響身體健康的水質(zhì)問題,以及局部地區(qū)的嚴重缺水問題。
(2)要保護好飲用水源,劃定水源保護區(qū),防止水源受到污染和人為破壞。引導農(nóng)民科學施用化肥、農(nóng)藥,減少面源污染,加強農(nóng)村廢污水、垃圾、糞便處理;加強水質(zhì)監(jiān)測,建立水質(zhì)監(jiān)測體系。
(3)要做好區(qū)域供水工程規(guī)劃,水質(zhì)、水量并重,合理選擇水源、工程型式、供水規(guī)模和水質(zhì)凈化措施。有條件的地方,提倡發(fā)展適度規(guī)模的集中供水,供水到戶;制水成本高的地區(qū),提倡分質(zhì)供水;山丘區(qū)居住分散的農(nóng)戶,可采用分散式供水。
(4)解決農(nóng)村飲水安全,主要由各級地方政府負責,有關(guān)部門要分工負責,密切配合;要加強前期工作,嚴格項目審批程序;改進建設(shè)和管理辦法,落實管理主體責任;對建成的工程,要建立良性運行機制。
四、除澇排水
1.農(nóng)田排水
農(nóng)田排水是改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,提高農(nóng)作物產(chǎn)量的主要措施之一。在濕潤或半濕潤地區(qū),因降雨過多或過于集中,造成地面積水,地下水位過高和土壤水分過多,容易導致澇、漬災(zāi)害。在干旱和半干旱地區(qū),在發(fā)展灌溉的同時,要健全排水系統(tǒng),控制地下水位,防止土壤鹽堿化。
目前農(nóng)田內(nèi)部的排水方式有明溝、暗管和豎井等幾種。
農(nóng)田排水標準有治澇標準、排漬標準和防鹽標準。排澇標準以排除某一可能發(fā)生的暴雨徑流,而不造成作物顯著減產(chǎn)為標準。一般采用3~5年或5~10年一遇的暴雨量作為指標。除此之外,還規(guī)定了排除時間,如3日暴雨5日排除等。排漬標準是指排水系統(tǒng)降低地下水位,控制調(diào)節(jié)田間水分狀況的能力。常以不同作物在不同生育期雨后一定時間內(nèi)地下水位允許埋藏深度為指標。防鹽標準是指排水系統(tǒng)防止土壤返鹽的能力,一般以地下水臨界深度為指標。
農(nóng)田排水系統(tǒng)的規(guī)劃要盡量使各級溝道布置在控制范圍的最低處,下級溝道要使上級溝道排水通暢,不發(fā)生壅水;盡量做到高水高排,自流排水;各級溝道的布置要與灌溉渠系、土地利用規(guī)劃以及道路、林帶、行政區(qū)等相協(xié)調(diào),便于管理。
2.鹽堿地改良
鹽堿地的產(chǎn)生原因主要有以下幾點:一是氣象因素,雨量不足的情況下,地表蒸發(fā)強烈,使地下水礦化度提高,表土鹽分逐漸積累;二是土壤因素,成土母質(zhì)含有較高原生鹽分,沙性強,孔隙率高,毛管孔隙對地下水的傳輸能力強,容易把鹽分帶到地表;三是地下水因素,地下水礦化度高,地下徑流緩慢,成為土壤鹽分聚集的源泉;四是地形因素,低洼平原地區(qū)排水不暢,地下水水平方向運動遲緩,造成地下水蒸發(fā)濃縮,淡化困難??偟膩碚f,鹽堿地的鹽分遵循“鹽隨水來,鹽隨水去”的規(guī)律運動。
防治土壤鹽堿化要采取綜合措施。一是要完善排水工程體系,把地下水位控制在臨界深度以下,在灌溉、降雨和沖洗等措施下,使從土壤中淋洗出的含鹽地下水及時排除區(qū)外,促使土壤逐步脫鹽;二是利用非灌溉季節(jié)的淡水灌入農(nóng)田,沖洗溶解土壤中的鹽分,然后排除,加快土壤脫鹽;三是“種稻治堿”;四是“井渠結(jié)合”,通過對地表水和地下水的聯(lián)合調(diào)度,既滿足作物灌溉,又把地下水控制在臨界深度以下;五是農(nóng)藝和生物措施,包括種植綠肥作物,增施有機肥,施用石膏,及時中耕松土、切斷土壤毛細管等。水土保持
一、水土流失成因及影響因素
在水力、風力、重力、凍融等外營力作用下,水土資源和土地生產(chǎn)力遭到破壞和損失,包括土地表層侵蝕及水的損失,稱為水土流失。水土流失的形式除雨滴濺蝕、片蝕、細溝侵蝕、淺溝侵蝕、切溝侵蝕等典型的土壤侵蝕形式外,還包括河岸侵蝕、山洪侵蝕、泥石流侵蝕以及滑坡等侵蝕形式。
造成水土流失的主要因素有自然因素和人類活動因素。影響水土流失的自然因素主要有:①氣候,如降水量、降雨強度、風速等;②地形,如坡度、坡長、坡面形狀、溝壑密度等;③地質(zhì),如巖石的風化性、堅硬性、透水性等;④土壤,如土壤透水性、抗蝕性、抗沖性等;⑤植被,如植被種類、覆蓋度等。加劇水土流失的人類活動因素主要有:濫墾亂伐、陡坡開荒、順坡耕種、過度放牧、鏟挖草皮、亂棄礦渣廢土等。
二、水土保持措施
水土保持是在水土流失地區(qū),為防止水土流失,保護、改良與合理利用水土資源而采用的農(nóng)業(yè)耕作措施、林草措施和工程措施的總稱。
農(nóng)業(yè)耕作措施也稱為水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,主要包括:①以改變小地形為主的耕作技術(shù),有溝壟耕作、坑田、新式圳田;②增加植被覆蓋度或被覆時間;③保留殘茬,用秸稈、地膜或砂卵石覆蓋地面;④免耕、少耕。
水土保持林草措施包括在水蝕和風蝕地區(qū)營造水土保持林、水源涵養(yǎng)林、農(nóng)田防護林、因沙造林以及封山育林、封山育草、人工種草、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、溝道治理工程、山洪排導工程、小型蓄水供水工程。山坡水土保持工程主要有梯田、攔水溝埂、水平溝、水平階、魚鱗坑、山坡截留溝、水窖、蓄水池、擋土墻等。溝道治理工程措施主要有溝頭防護工程、谷坊、攔沙壩、淤地壩、溝道護岸工程和引洪漫地等。山洪導排工程有排洪溝、導流堤等,小型蓄水供水工程有小水庫、塘堤、引水渠等。
多種水土保持措施要有機結(jié)合,坡溝兼治,上下游治理統(tǒng)一規(guī)劃。
水土保持監(jiān)測是通過遙感地面定位觀測、模擬實驗和流域調(diào)查、對比分析等途徑,全面、系統(tǒng)、準確地掌握水土流失現(xiàn)狀、水土流失成因、治理措施及產(chǎn)生的效益,為不斷加強和改進水土保持工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學依據(jù)。水力發(fā)電
一、水能資源與河流水電開發(fā)
1.水能資源的特點
廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋熱能等資源;狹義的水能資源是指河流水能資源。河流水能有以下特點:
(1)水能是再生能源。河流水能是河流水體在自然界水文循環(huán)過程中潛在的能源資源。在太陽的作用下,水文循環(huán)周而復始,永不停止。因此,水能資源具有重復再生、永不枯竭的特點。在能源分類中,水能和太陽能、風能、海洋能、生物質(zhì)能同屬于再生性能源。
(2)水能是清潔能源。水能是水體中自然蘊藏的物理能,在開發(fā)轉(zhuǎn)換為電能的過程中不發(fā)生化學變化,不排出有害物質(zhì),對空氣和水不產(chǎn)生污染,屬清潔能源。
(3)水能可迅速轉(zhuǎn)化為電能。水能在人工措施作用下形成水體蓄能,由水體蓄能轉(zhuǎn)換為機械能,再轉(zhuǎn)化為電能幾乎是同時完成。能量轉(zhuǎn)換運行操作靈便,是電力系統(tǒng)最好的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用電源,對改善電力系統(tǒng)運行狀況,提高電能質(zhì)量,具有重要作用。
(4)水能開發(fā)具有綜合利用效益。大中型蓄水樞紐工程開發(fā)利用水能資源時,具有較好的徑流調(diào)節(jié)性能,可同時兼顧防洪、供水、發(fā)電、航運、水產(chǎn)等綜合利用要求。因此,水能開發(fā)要綜合考慮各用水部門的合理要求,以取得整體效益最優(yōu)為原則。小型水庫和引水式水電站,受天然河道徑流變化的影響大,徑流調(diào)節(jié)性能差,很難滿足綜合利用要求。
(5)水能開發(fā)對社會、環(huán)境、資源影響大。修建大中型水庫樞紐工程,有可能淹沒一些耕地、生物、礦產(chǎn)、文物、景觀等資源,要遷移較多的城鎮(zhèn)、居民,要影響到河流水生態(tài)和正常的水循環(huán),以及各種交通、電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施。因此,開發(fā)利用水能資源,要權(quán)衡利弊,綜合論證,科學決策。
2.梯級水電開發(fā)
從河流或河段的上游到下游,呈階梯形地修建多級水電站,以充分利用河流水能資源的開發(fā)方式。
在河流梯級開發(fā)規(guī)劃中,首先要充分了解和掌握河流或河段的地形、地質(zhì)、水文、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境等基本特性資料,初步擬定可能開發(fā)的梯級電站站址。按照水能資源的基本控制因素,比較理想的梯級開發(fā)方案是多級水電站正常蓄水位和尾水位上下梯級相銜接,或略有重疊,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、重要的居民區(qū)、城鎮(zhèn)、交通設(shè)施、文物古跡或生態(tài)環(huán)境保護區(qū)等,為了避免造成代價過大的淹沒損失,經(jīng)過多學科論證,應(yīng)該放棄這一河段落差的利用,成為不連續(xù)階梯式的開發(fā)方式。因此,河流水利水能資源的綜合利用和梯級開發(fā)布局是一項十分復雜的工作,必須慎重處理好開發(fā)和保護的關(guān)系。
3.跨流域水電開發(fā)
利用相鄰流域之間水體的高程差,將一個流域的部分水量引到另一個流域進行發(fā)電的開發(fā)方式。
根據(jù)相鄰流域的地形、地貌狀況不同,跨流域水電開發(fā)有以下兩種情況。
(1)在地形復雜、高差懸殊的山區(qū),有兩條相鄰河流,在較短距離內(nèi)存在著較大的高程差。如將位于高處河流的部分水量引向低處的河流,即可獲得較大的發(fā)電效益。
(2)在高原地區(qū),相鄰河流或湖泊之間高程差別不大,可以用比較簡單的工程措施予以溝通,將其中一條河流的部分水量集中到另一條自然條件較有利的河流上進行發(fā)電。
跨流域引水開發(fā),除了用于發(fā)電以外,還可用于供水及航運等。跨流域引水開發(fā)的核心問題是引水量規(guī)模,在論證引水量規(guī)模大小時,要充分考慮相鄰流域經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護等需水規(guī)劃,要防止對區(qū)域之間協(xié)調(diào)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的不利影響。
二、水電站分類
1.按開發(fā)方式分類
(1)壩式水電站,是在河流上攔河筑壩,壅高水位,以形成發(fā)電水頭的水電站。壩式水電站,按廠房與壩的相對位置,可分為河床式、壩后式、壩內(nèi)式、廠房頂溢流式、岸邊式和地下式等。
(2)引水式水電站,是采用引水建筑物集中天然河道落差以形成發(fā)電水頭的水電站。根據(jù)引水道的水力條件,引水式水電站可分為無壓與有壓兩類。無壓引水采用明渠或無壓隧洞明流引水,適用于中小型水電站;有壓引水采用壓力隧洞或壓力管道引水,適用于大中型水電站。
(3)混合式水電站,是由擋水建筑物和引水系統(tǒng)共同形成發(fā)電水頭的水電站。發(fā)電水頭的一部分靠攔河擋水閘壩雍高水位取得,另一部分靠引水道集中落差取得。混合式水電站通常兼有壩式和引水式水電站的工程特點,具有較好的綜合利用效益。
(4)抽水蓄能電站,是具有上、下水庫,利用電力系統(tǒng)中低谷多余電能,把下水庫的水抽到上水庫內(nèi),以位能的形式蓄能,需要時再從上水庫放水至下水庫進行發(fā)電的水電站。按水源不同,抽水蓄能電站又可分為純抽水蓄能電站、混合式抽水蓄能電站、調(diào)水式抽水蓄能電站。
2.按工作水頭分類
(1)高水頭水電站,通常指水頭大于200m的水電站。高水頭水電站一般建在河流上游的高山地區(qū),多為引水式或混合式水電站。如為壩式水電站,壩的高度常在250m以上。
(2)中水頭水電站,通常指水頭為40~200m的水電站,中水頭水電站應(yīng)用范圍比較廣泛,多數(shù)為壩式或混合式水電站。
(3)低水頭水電站,通常指水頭在40m以下的水電站,也有將2~4m水頭的水電站稱為極低水頭水電站。低水頭水電站多建在河流坡降平緩的中下游河段,普遍采用河床式電站。
3.按裝機容量分類
(1)大型水電站。電站總裝機容量在30萬kW(300MW)及以上的水電站。1994年,中國國家技術(shù)監(jiān)督局和建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的《中華人民共和國防洪標準》(GB50201—94)中規(guī)定,水電站裝機容量大于等于120萬kW者為大(1)型,120萬~30萬kW者為大(2)型。大型水電站多建在大江大河上,需要研究解決的環(huán)境、社會、技術(shù)和經(jīng)濟問題也比較復雜。
(2)中型水電站。電站總裝機容量為5萬~30萬kW(不含30萬kW)的水電站。中型水電站多建在中小河流上,需要研究的問題相對較簡單,易于解決。
(3)小型水電站。電站總裝機容量在5萬kW(50MW)以下的水電站。小水電資源多分布在山丘地區(qū)中小河流上,小水電的迅速發(fā)展,成為我國廣大農(nóng)村生產(chǎn)、生活的重要能源設(shè)施。
4.按調(diào)節(jié)性能分類
(1)多年調(diào)節(jié)水電站,是具有足夠調(diào)節(jié)庫容的水庫,可以使江河豐水年份多余的水量存儲在水庫里供枯水年份使用的水電站。多年調(diào)節(jié)水電站的水庫調(diào)節(jié)周期一般在2年以上,有的多達數(shù)年。多年調(diào)節(jié)水庫在一般水文情況下,庫容系數(shù)在0.3以上,并可同時進行年調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)。
(2)年調(diào)節(jié)水電站,是具有一定調(diào)節(jié)庫容的水庫,可將設(shè)計枯水年的年徑流量調(diào)節(jié)為全年均勻分布的水電站。年調(diào)節(jié)水庫的庫容系數(shù)一般為0.25~0.30。年調(diào)節(jié)水電站常有完全年調(diào)節(jié)和不完全年調(diào)節(jié)之分,前者即為年調(diào)節(jié)水電站,后者則為季調(diào)節(jié)水電站。
(3)季調(diào)節(jié)水電站,是具有一定調(diào)節(jié)庫容的水庫,能將設(shè)計枯水年豐水期一部分徑流量儲存起來,供枯水期使用的水電站。又稱不完全年調(diào)節(jié)水電站。季調(diào)節(jié)水庫的庫容系數(shù)一般為0.025~0.20。季調(diào)節(jié)所能達到的程度,取決于枯水年徑流變化情況和調(diào)節(jié)庫容大小兩個因素,其調(diào)節(jié)時段的長短,有的水電站可達半年,有的只有1~2個月。
(4)周調(diào)節(jié)水電站,是具有周調(diào)節(jié)的水庫,能將一周內(nèi)的天然來水量按周內(nèi)各日負荷變化過程重新分配的水電站。周調(diào)節(jié)水電站可同時進行日調(diào)節(jié)。
(5)日調(diào)節(jié)水電站,是
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