第一章 水资源的综合利用
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第1-6章水资源利用与保护
§1.3 水资源研究现状与发展趋势
在水资源利用与管理的理论和方法方面取得了明显进 展，主要表现以下几个方面： 水资源模拟与模型化 水资源系统分析 水资源信息管理系统 水环境研究
§1.4 水资源利用与保护的任务和内容
一、主要任务
使大家全面深入了解全球水资源状况、形成与分布特征、开发
§1.4 水资源利用与保护的任务和内容
二、主要内容
阐述水资源的循环、赋存、分布特征；
地表水资源的形成、分布及动力状态；
地下水资源的埋藏、分布及其运动规律；
水资源评价、水量计算的理论和方法；
水资源利用工程的类型、设计和适用范围，各种取水工
程的运行参数；
水资源保护与管理的内容、方法和措施。
教材及参考资料
教材
李广贺 主编，水资源利用与保护（第二版），中国建筑工业出 版社，2010
参考资料
① 严煦世，范瑾初 主编，给水工程（第4版），中国建筑工程
出版社
② 杨开 主编，水资源开发利用与保护，湖南大学出版社
③ 王晓昌 主编，水资源利用与保护，高等教育出版社
第一章 绪论
内容提要
1 2 3 4
§2.1 地球水量储存与循环
§2.1 地球水量储存与循环
大循环：水在大气圈、水圈、岩石圈之间的循环过
程
从海洋蒸发上升的水汽
海洋上空
气流
陆地上空 遇冷降水
部分蒸发
蒸发 汇流 径流
蒸发
海洋
江河
地表或地下径流
陆面
§2.1 地球水量储存与循环
小循环：陆地或者是海洋本身的水单独进行循环的
过程
上升的水汽
分布的不均匀性 我国水资源分布在区域上分布极不均匀。总体上是东 南多，西北少；沿海多，内陆少，山区多，平原少；时 间上夏多冬少。 利用的多样性 水资源被人类广泛应用于工业、农业和生活，还应用 于发电、水运、水产、旅游和环境改造等。
第一章水资源利用与保护-绪论
➢ 系统地学习和掌握水资源循环与平衡，水资源评价与研究的基 本概念、理论和方法；
➢ 全面学习和掌握与供水有关的水资源利用工程的类型、布置原 则、布置方式、适用范围和适用条件，以及水资源利用工程运行 的有关技术参数；
➢ 学习和掌握水资源合理规划、种类水体的联合调度和科学管理、 水污染防治的概、理论和方法。12ຫໍສະໝຸດ §1.1.1 水资源的基本含义
狭义上：水资源是指人类在一定的经济技术条件下能 够直接使用的淡水。
广义的：水资源是指能够直接或间接使用的各种水和 水中的物质，在社会生活中具有使用价值和经济价值的 水都可称为水资源。
13
1.1.2 水作为资源的用途
❖ 1 直接利用
❖
水流利用：航运、水上观光、商贸、发电
大家好
1
第一章 绪论
课程开设目的
通过本课程学习，使学生系统地掌握水资源形成、 评价、供需平衡分析的基本概念、理论与方法；掌握 取水工程基本概念、理论、工程技术与设计方法；熟 悉现代节水理论、技术与措施，了解与水资源保护有 关的理论、技术方法与工程措施。培养学生初步具备 水资源评价与分析、取水构筑物与辅助工程计算与设 计的能力。
➢ 联合国教科文组织（UNESCO）和世界气象组织（WMO）共同制定的《水资
源评价活动——国家评价手册》定义：“可以利用或有可能被利用的水源，
具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利
用”——数量与质量。
10
§1.1.1水资源的基本含义
国内
➢ 公元前250年左右，秦代李冰在四川省灌县修建了解决成都 平原水旱灾害的举世闻名的都江堰水利工程。 ➢ 1988年《中华人民共和国水法》将水资源认定为：“地表 水与地下水”。 ➢ 1994《环境科学词典》定义：“特定时空下可利用的水， 是可再利用资源，不论其质与量，水的可用性是有限制条件 的”。
➢ 全面学习和掌握与供水有关的水资源利用工程的类型、布置原 则、布置方式、适用范围和适用条件，以及水资源利用工程运行 的有关技术参数；
➢ 学习和掌握水资源合理规划、种类水体的联合调度和科学管理、 水污染防治的概、理论和方法。12ຫໍສະໝຸດ §1.1.1 水资源的基本含义
狭义上：水资源是指人类在一定的经济技术条件下能 够直接使用的淡水。
广义的：水资源是指能够直接或间接使用的各种水和 水中的物质，在社会生活中具有使用价值和经济价值的 水都可称为水资源。
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1.1.2 水作为资源的用途
❖ 1 直接利用
❖
水流利用：航运、水上观光、商贸、发电
大家好
1
第一章 绪论
课程开设目的
通过本课程学习，使学生系统地掌握水资源形成、 评价、供需平衡分析的基本概念、理论与方法；掌握 取水工程基本概念、理论、工程技术与设计方法；熟 悉现代节水理论、技术与措施，了解与水资源保护有 关的理论、技术方法与工程措施。培养学生初步具备 水资源评价与分析、取水构筑物与辅助工程计算与设 计的能力。
➢ 联合国教科文组织（UNESCO）和世界气象组织（WMO）共同制定的《水资
源评价活动——国家评价手册》定义：“可以利用或有可能被利用的水源，
具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利
用”——数量与质量。
10
§1.1.1水资源的基本含义
国内
➢ 公元前250年左右，秦代李冰在四川省灌县修建了解决成都 平原水旱灾害的举世闻名的都江堰水利工程。 ➢ 1988年《中华人民共和国水法》将水资源认定为：“地表 水与地下水”。 ➢ 1994《环境科学词典》定义：“特定时空下可利用的水， 是可再利用资源，不论其质与量，水的可用性是有限制条件 的”。
水利水能规划第一章水资源的综合利用
2
第二节 水 力 发 电
（hydroelectricity generation）
一、水力发电的基本原理
势能(potential energy)
动能(kinetic energy)
水能
设T 秒时段内流过两段面
的水量为W m3
1P1 Z1 V1
Δ Δ
2 P2 Z2
V2
断面1-1处水流的总能量为:
1 河段的潜2在水能
N1-2=9.81QH1-2（千瓦）——水流出力计算公式
4
Δ Δ
A Z上 ΔHA ΔH引
1. 水量损失
2. 水头损失
H净=Z上－Z下－ΔH引
3. 功率损失
Q
水电站效率η=η水×η传×η电
η水——水轮机的效率
η传——传动设备的效率 η电——发电机的效率
N=9.81ηQH （kw）
水电站的出力公式为：N=9.81ηQ电 H净（kw）
4. 引水式开发的适用条件：
河道坡降陡，流量较小或地形、地质条件不允许筑坝 的河段。
43
Z上 5
Δ Δ
1—原河道； 2—明渠；
3—取水坝； 4—进水口； 5—前池； 6—压力水管； 7—水电站厂房。
2 1
水头H
6 7
Z下
19
（三）混合式水电站(mixed hydropower station)
1.概念：在一个河段上，用坝集中一部分落差 ，再通过有压引水道集中坝后河段的另一部分 落差。 2.开发条件：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库 条件，下游坡降陡且有条件集中较大落差时，采 用混合式开发较经济。
11
有回水
湖北丹江口、浙江新安江水电站属于坝后式
12
第二节 水 力 发 电
（hydroelectricity generation）
一、水力发电的基本原理
势能(potential energy)
动能(kinetic energy)
水能
设T 秒时段内流过两段面
的水量为W m3
1P1 Z1 V1
Δ Δ
2 P2 Z2
V2
断面1-1处水流的总能量为:
1 河段的潜2在水能
N1-2=9.81QH1-2（千瓦）——水流出力计算公式
4
Δ Δ
A Z上 ΔHA ΔH引
1. 水量损失
2. 水头损失
H净=Z上－Z下－ΔH引
3. 功率损失
Q
水电站效率η=η水×η传×η电
η水——水轮机的效率
η传——传动设备的效率 η电——发电机的效率
N=9.81ηQH （kw）
水电站的出力公式为：N=9.81ηQ电 H净（kw）
4. 引水式开发的适用条件：
河道坡降陡，流量较小或地形、地质条件不允许筑坝 的河段。
43
Z上 5
Δ Δ
1—原河道； 2—明渠；
3—取水坝； 4—进水口； 5—前池； 6—压力水管； 7—水电站厂房。
2 1
水头H
6 7
Z下
19
（三）混合式水电站(mixed hydropower station)
1.概念：在一个河段上，用坝集中一部分落差 ，再通过有压引水道集中坝后河段的另一部分 落差。 2.开发条件：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库 条件，下游坡降陡且有条件集中较大落差时，采 用混合式开发较经济。
11
有回水
湖北丹江口、浙江新安江水电站属于坝后式
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第一章 水能资源的开发利用课件
浙江江厦水电站
世界最大的潮汐电站: 法国朗斯电站，装机容量24万千瓦。
小结5
电站内装有可逆式机组, 大都是 可逆贯流式机组。涨潮、 落潮两个方向均可发电, 减少了停机 时间。但是, 这种潮汐 电站的发电过程仍然是断续的, 要其 它电站与之配合, 才能
六、抽水蓄能式(tidal energy type)
航运
§1-2 水力发电
一、水力发电的基本原理及基本方程
1.水力发电的原理
水轮机+水轮发电机＝水轮发电机组（机组）
水力发电的原理
利用河川、湖泊等位於高處, 具有位能的水流至低處, 將其中所含之位能轉換成水輪機之動能, 再藉水輪機為原動機, 推動發電機產生電能。
以水的流動力量推動水輪機為原動機, 進而推動發電機 產生電能。
前言
E=γWH (N.m) 1. 集中落差 2. 引用流量 3. 基本开发方式 (1) 坝式 (2) 引水式 (3) 混合式 4. 特殊型式水电站 (1) 潮汐式 (2) 抽水蓄能式
图2-1
水电站的水头和利用水量
一、坝式开发
在河流狭窄处, 拦河筑坝或闸, 坝 前壅水, 在坝址处 形成集中落差, 这 种水能开发方式称 为坝式开发。
NkQ(H kW )
2-1 河段的潜在水能
水电站的发电量
E 1 2 9 .8Q 1 1 2 ( H 3 T6 ) 0 0 .00 0 W 1 2 2 (k H 7 h w )
E 1 2 0 .00W 2(7 k H h w )
水电站的发电量E是指水电站在一定时段内发 出的电能总量, 单位为kW·h。
又不能对未来的开发利用能力构成危害, 在环境、生态保护符合国家规定
的条件下, 获取最大社会经济和环境综合效益。
西北农林《水利水能规划》课后习题
《水利水能规划》课后习题第一章水资源的开发利用作业1、什么是水资源的综合利用和可持续利用？2、水力发电的原理是什么？试推求水流出力基本公式。
3、河川水能资源的基本开发方式有哪几种？有何特点？4、防洪的工程措施和非工程措施有哪些？5、与水资源相关的水利部门有哪些？简述其用水特点。
如何解决各水利部门之间的矛盾？第二章水库兴利调节计算作业1．水库特征水位和特征库容有哪些，其含义是什么？2．设计保证率的涵义是什么？有哪几种表示方法？3．水库兴利调节计算的基本原理是什么？4．调节流量、兴利库容及设计保证率三者之间的关系怎样？5．水库运用过程如下图。
试就下列三种情况，确定兴利库容。
单位：108m3（1）w1=10，w2=3 ，w3=6 ，w4=2，w5= w6=0，V n=（2） w1=10，w2=5，w3=4，w4=5，w5= w6=6，V n=（3）w1=15，w2=7，w3=8，w4=9，w5=3，w6=8，V n=6．某水库一周之内的来、用水过程如表1所示，为满足用水过程，最小需多大的周调节库容，并求出各时段末水库兴利库容蓄水量。
（单位：108 m3）表1 某水库一周之内的来、用水过程时段星期一星期二 星期三 星期四 星期五 星期六 星期日 来水量 30 30 20 15 10 25 10 用水量202020202020207．某年调节水库设计代表年（P =75 %）的各月来水量和综合用水量如表2。
计算的该年各月蒸发损失增量（水面蒸发与陆面蒸发差值）也列于表2，该水库区地质和水文地质条件属中等，渗漏损失以月平均蓄水量的l ％计。
根据库区地形图量得水库面积曲线如表3。
根据泥沙淤积要求确定的该水库死库容为10×104m 3。
试求该水库的兴利库容和正常蓄水位。
8．已知某水库设计枯水年天然入库流量过程如表4。
水库兴利库容为50[(m 3/s)月]，多年平均入库流量为40m 3/s ，求水库供水期调节流量和蓄水期可用流量。
水资源的综合利用
水体具有的机械能 （mechanical energy）
水 力 发 电
水能(hydroenergy) 转换 电能(electric energy)
第二节 水力发电
Δ
V1 W
断面1-1处水流的总能量为E1: 断面2-2处水流的总能量为E2:
O 1
V2 2 河段的潜在水能
水体W从断面1-1到断面2-2所 消耗的能量为E1-2:
一般先集中落差，再引水
如：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件，下游 坡降陡且条件集中较大落差时，采用混合式开发较 经济。
思考题：
1、水力发电的原理是什么？
2、水能资源蕴储量指什么？ 3、水能资源开发方式有哪些？各自特点是什么？
第三节 防洪与治涝
一、防洪
1、防洪的主要任务： 按照规定的防洪标准，因地制宜地采取恰当的工程措 施或非工程措施，以削减洪峰流量，或加大河床的过 水能力，保证安全渡汛。 2、防洪的工程措施： （1）水土保持： 封山植树，退耕还林；修建淤地坝等
2、治涝的工程措施 （1）修围堤、堵支联圩。 修围堤以免外水入侵。堵塞小沟支汊，并小圩为大圩。
（2）开渠撇洪。
沿山麓开渠，拦截地面径流，引入外河，避免流向圩区。 （3）整修排水系统。
修建排水沟、渠。建排涝泵站
第三节 防洪与治涝
32字方针：
封山植树，退耕还林，平垸行洪， 退田还湖，以工代赈，移民建镇， 加固干堤，疏浚河道。
第二节 水力发电
（二）引水式 （2）有压引水式：有压隧洞引水集中落差
第二节 水力发电
引水式开发特点：
①水头较高
②电站引用流量小，水量利用率差，综合利用效益高。 ③无水库淹没损失，工程量小，单价一般较低。 ④适用于河道坡降陡，流量较小或地形、地质条件不 允许筑坝的河段。
水 力 发 电
水能(hydroenergy) 转换 电能(electric energy)
第二节 水力发电
Δ
V1 W
断面1-1处水流的总能量为E1: 断面2-2处水流的总能量为E2:
O 1
V2 2 河段的潜在水能
水体W从断面1-1到断面2-2所 消耗的能量为E1-2:
一般先集中落差，再引水
如：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件，下游 坡降陡且条件集中较大落差时，采用混合式开发较 经济。
思考题：
1、水力发电的原理是什么？
2、水能资源蕴储量指什么？ 3、水能资源开发方式有哪些？各自特点是什么？
第三节 防洪与治涝
一、防洪
1、防洪的主要任务： 按照规定的防洪标准，因地制宜地采取恰当的工程措 施或非工程措施，以削减洪峰流量，或加大河床的过 水能力，保证安全渡汛。 2、防洪的工程措施： （1）水土保持： 封山植树，退耕还林；修建淤地坝等
2、治涝的工程措施 （1）修围堤、堵支联圩。 修围堤以免外水入侵。堵塞小沟支汊，并小圩为大圩。
（2）开渠撇洪。
沿山麓开渠，拦截地面径流，引入外河，避免流向圩区。 （3）整修排水系统。
修建排水沟、渠。建排涝泵站
第三节 防洪与治涝
32字方针：
封山植树，退耕还林，平垸行洪， 退田还湖，以工代赈，移民建镇， 加固干堤，疏浚河道。
第二节 水力发电
（二）引水式 （2）有压引水式：有压隧洞引水集中落差
第二节 水力发电
引水式开发特点：
①水头较高
②电站引用流量小，水量利用率差，综合利用效益高。 ③无水库淹没损失，工程量小，单价一般较低。 ④适用于河道坡降陡，流量较小或地形、地质条件不 允许筑坝的河段。
浙江省水资源管理条例
浙江省水资源管理条例（2002年10月31日浙江省第九届人民代表大会常务委员会第三十九次会议通过）第一章总则第一条为了合理开发、利用、节约和保护水资源，发挥水资源的综合效益，保护生态平衡，促进经济和社会的可持续发展，根据《中华人民共和国水法》等有关法律、行政法规的规定，结合本省实际，制定本条例。
第二条在本省行政区域内开发、利用、节约、保护、管理水资源，适用本条例。
本条例所称水资源，包括地表水和地下水。
第三条水资源属于国家所有。
农村集体经济组织的水塘和由农村集体经济组织修建管理的水库中的水，归各该农村集体经济组织使用。
前款所称由农村集体经济组织修建管理的水库，由县级以上人民政府在确保农村集体经济组织及其成员用水权益的前提下，按照尊重历史、维持现状的原则，根据国家和省的有关规定予以确认。
对水资源依法实行取水许可制度和有偿使用制度。
第四条开发、利用、节约、保护水资源，应当全面规划、统筹兼顾、标本兼冶、综合利用、讲求效益，发挥水资源的多种功能，协调好生活、生产和生态环境用水。
第五条县级以上人民政府应当加强水资源开发、利用、节约和保护工作，并将其纳入国民经济和社会发展计划，增加财政投入，加强水工程建设，促进水环境改善。
各级人民政府应当加强节约用水工作，建立健全节约用水管理制度，强化节约用水宣传和教育，全面推行节约用水措施，推广节约用水新技术、新工艺、新产品，发展节水型工业、农业和服务业，建立节水型社会。
第六条省人民政府水行政主管部门负责全省水资源的统一管理和监督工作。
市、县（市、区）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开发、利用、节约和保护的有关工作。
第七条单位和个人都有保护水资源和节约用水的义务。
鼓励单位和个人以多种形式参与水资源的开发、利用，其合法权益受法律保护。
在开发、利用、节约、保护、管理水资源等方面成绩显著的单位和个人，由人民政府给予奖励。
第一章 水资源的综合利用
形式： 形式：
a. 河床式电站 河床式电站(power station in river channel)
一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上， 一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上， 为避免大量淹没， 为避免大量淹没，建低坝或闸 适用水头：大中型：25米以下 小型：8~10米以 米以下； 适用水头：大中型：25米以下；小型：8~10米以 下 厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水， 厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂 房也有抗滑稳定问题 厂房高度取决于水头的高低 引用流量大、 引用流量大、水头低 主要建筑物包括：挡水坝、泄水坝、厂房、船闸、 主要建筑物包括：挡水坝、泄水坝、厂房、船闸、 鱼道等。 鱼道等。
（3）混合式水电站（mixed power plant) ）混合式水电站（
在一个河段上， 在一个河段上，同时采用高坝和有压引水到共同集 中落差的开发方式 坝集中一部分落差后， 坝集中一部分落差后，再通过有压引水道集中坝后 河段上另一部分落差，形成了电站的总水头。 河段上另一部分落差，形成了电站的总水头。这种 开发方式的水电站称为~ 适用于上游有优良坝址，适宜建库， 适用于上游有优良坝址，适宜建库，而紧接水库以 下河道突然变陡或河流有较大的转弯。 下河道突然变陡或河流有较大的转弯。 同时兼有坝式和引水式水电站的优点 在工程实践中多称为引水式， 在工程实践中多称为引水式，很少用混合式水电站 这个名称
2005年我国用水组成示意图 年我国用水组成示意图
第二节 水力发电 （hydroelectric power） ）
1. 水力发电的定义与原理
定义： 定义：水力发电是利用河流中水流所蕴藏的水能，生 产电能，为人类用电服务。 原理： 原理：河流从高处向低处流动，水流蕴藏着一定的势 能和动能，即会产生一定的能量称为水能。将具有 一定水能的水流去冲击和转动水轮发电机组，在机 组转动过程中将水能转化为机械能，再转化为水能。 水能是一种清洁能源，既不会消耗水资源，也不会污 染水资源，是目前各国大力推广的能源开发方式。
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第五节 其它水利部门
一、内河航运
• 指 利 用 天 然河 湖 、 水库或运河等陆地内 的水域进行船、筏浮 运。一般由交通部门 管。由水道、港口或 码头、船舶组成一个 内河航运系统。内河 航运只利用水道中水 体的浮载能力，不耗 水，但要保证一定的 水位或水深。
二、水利环境保护 • 包括防治水域污染，生态保护，水资源的合理利用
• 高坝时，坝后式电站， 厂房不受上游水压力。 • 低坝时，河床式电站， 厂房受上游水压力。 • 能进行径流调节的电 站，叫蓄水式水电站。 • 不能进行径流调节的 电站，叫径流式水电站。
ΔH=HAB-H
(2)引水式(见图1-3b)
沿江建引水道，使原河段的落差 HAB 集中到 引水道末厂房处，从而获得水电站的水头H。流量 为河段首A处的平均 流量QA。用明渠或无 压隧洞来集中落差， 叫无压引水式水电站。 用有压隧洞或管道来 集中落差，叫有压引 水式水电站。无水库、 无淹没为径流式。引 水式水电站通常是径 流式开发。
规划工程步骤： • (1) 收集、分析水文、地质资料； •（2）水文计算； •（3）拟定开发方式，工程布置方案； •（4）拟定若干个比选方案并对其进行水利 计算； •（5）经济计算、评价； • (6) 综合分析，选出优方案； •（7）对选定方案制定优化调度运行方案。
第七节 各水利部门间的矛盾及 其协调
西南 西北 中南 东北
三、河川水能资源的基本开发方式
由于落差是单位重量水体的位能，而河段 中流过的水体重量又与河段平均流量成正比， 所以集中水能的方法就是集中落差和引取流量 的方式。集中水能的主要方式：坝式、引水式 、混合式。见P.10图1-3。
(1)坝式（抬水式） (见图1-3a)
兴建拦河坝或闸来抬高开发河段水位，使原河段的 落差HAB集中到坝址处，获得水电站水头H。所引取 的流量为坝址处的平均流量 QB 。 A 处有回水段，落 差损失
表1-1 某河水能资源蕴藏量计算示例
断 面 序 号 1 350 35 2 3 4 5 6 315 288 278 252 213 129 16 21 25 34 46 0 8 2750 21 2750 高程 Z (m) 落差 H (m) 间距 L (km) 断面 处流 量 Qi(m3/ s) 河段平 均流量 Q0(m3/s) 河段 水流 出力 N0(k w) 单位长 度水流 出力 N0/L(kw/ km) 水流 出力 累积 值 ΣN0( kw)
矛盾：
• 上游多用水，下游则不 够。 • 防洪库容太大，则兴利 库容减小。 • 防洪腾空水库，不利发 展等等。
解决办法：
统筹兼顾，先用后耗， 防兴结合，一水多用， 一库多用等。
• 代表 1-2 河段的水能资源。要开发利用这许许
多多的微小长度上的水能资源，首先要将它们 集中起来，减少其无益损耗。然后用这些集中 了水能的水流去冲击转动水轮发电机组，将水 能变为电能。 • 水能利用不消耗水量，且由于水循环而再生。 • 水流出力表示电力功率，表示单位时间内的水 能。
N1-2=E1-2/T=9.81QH1-2 （kW）
和保护。 • 水体有一定的自净能力，但有一定限度，如污物超 过了水的自净能力，水质就会恶化，危害人或生物的 健康和生存。 • 污水要监测，集中处理，实现达标或零排放。 • 河道要保证有一定的流量 和流速，以促进污物的稀 释和氧化。 • 修建水库常会涉及到生 态平衡，改善环境和自然 资源的合理利用和保护问 题。问题面广而复杂。
第四节 灌溉
• 灌溉的任务是：缺水时用人工措施向田间补 充农作物生长必需的水分。 • 水源：蓄洪补枯，汲取地下水，河、湖水。 工程措施：
建蓄水工Байду номын сангаас、水库；
自流灌溉引水渠首工 程、引水工程；
提水灌溉工程；
渠系；
长藤结瓜水利系统。
设计灌溉工程，需求出灌溉用水量过程线及 其随时间的变化，它是根据作物的灌溉制度求 出来的。 灌溉制度：指某种作物在全生育期内规定的 灌水次数，灌水时间，灌水定额和灌溉定额。 灌水定额：某一次灌水时每亩田的灌水量。 灌溉定额：全生育期历次灌水定额之和。 灌溉制度要按照作物田间需水量、降雨量、 土壤含水量等情况，据经验和试验定。 灌水方法：有地面灌溉、地下灌溉、喷灌、 滴灌四种。
2 p1 1v12 p2 2 v2 z1 z2 H12 2g 2g
得：H1-2=Z1-Z2
[∵p1≈p2，略去流速水头差 （小）。] H1-2 即两断面间的水位差或叫落差，表示单位重量水 体的水能。
设Q为t秒内流经此河段的平均流量（m3/s）。 γ表示水的单位重量（比重），
• 各条河流的自然条件千变万化，各用户对水的要求差异也很 大，各用水部门之间还不可避免地存在矛盾。因此，要做好 水资源的综合利用，就必须从当地的客观自然条件和用水部 门的实际需要出发，抓住主要矛盾，从国民经济总体利益最 大的角度考虑，因时因地制宜地制定水利水能规划。
第一节
概述
第二节
一、水力发电原理
第一章 水资源的综合利用
• • • • • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 概述 水力发电 防洪与治涝 灌溉 其他水利部门 水利水能规划的主要内容 各水利部门间的矛盾及其协调
• 水利事业包括除水害和兴水利。包括防洪、治涝、 水力发电、灌溉、航运、漂木、给水、渔业、水利 环境保护等。为上述一种或几种目的而兴建的工程 就叫水利工程。 • 水资源综合利用：使同一水源同时满足几个用水部 门的需要，将除水害和兴水利结合起来统筹解决的 水资源开发方式。如发电用水可用于下游的供水、 灌溉、航运、环保等。
（小电站~大电站）
第三节 防洪与治涝
一、防洪
洪灾是由于洪水排 泄不畅造成的。当 洪峰流量超过河床 的安全泄量时就会 泛滥成灾。
防洪的主要任务是：按照规定的防洪标准，因地 制宜地采用恰当的工程措施，以削减洪峰流量，或 加大河流的过水能力，保证安全渡汛。
水 土 保 持 是 针对 拓 宽 和 竣 深 河 筑堤是平原地区 主要的工程措施： 高原及山丘区水土流 目的是减少 槽，截弯取直，除 为了扩大行洪河道以 某一河段的洪峰 失现象而采取的根本 (1)水土保持 障等，使洪水平顺 加大泄洪能力，保护 流量，使其控制 性治水措施。要大量 畅通，加大泄洪能 两岸不受洪灾的有效 (2)筑堤防洪与防 在安全泄量以下。 种草种树，封山育林， 力。整治则要修建 措施。 汛抢险 合理使用坡地，修建 整治建筑物来影响 堤防要与防汛抢 山塘水柜等。截留雨 (3)疏竣与整治河 水流流态。疏整结 险相结合，防止决堤 水，减少山洪，增加 道 合使用。 造成更大的损失。 枯水径流，减少下游 (4)分洪、滞洪、 河床淤积。 蓄洪
27
10 26 39
34
19 60 100
18.5
23 29.5 40
5000
2250 7650
15300
147
118 128 153
7750
10000 17650 32950
表1-2 全国各地区水能资源蕴藏量及可能开发量统计表
地区 理论蕴 藏量 （万kw） 47331 8418 6408 1213 3005 1230 67605 占全国 比重 （%） 70.0 12.5 9.5 1.8 4.4 1.8 100.0 可能开 发量 （万kw） 23234 4194 6744 1199 1790 692 37853 占全国 比重 （%） 67.8 9.9 15.5 2.0 缺台湾省资料 华东 华北 全国 总计 3.6 1.2 100.0 备注 按发电量值计算占全 国比重
(3)混合式 (见图1-3c)
开发河段上有落差 HAC ，但 BC 段上不宜筑坝 ，但有落差可利用，则在B处筑坝抬水，集中落差 HAB，取B处的平 均流量QB；再从B 筑引水道至C处， 得落差HBC。
HAC=HAB+HBC。
此外，跨流域开发方式，集水网道开发 方式，潮汐方式，抽水蓄能方式等。 • 集中水能过程中有落差损失，水量损失 ，及机电设备中的能量损失等，所以水电 站出力小于水流出力。 • N=9.81QH （kW） N水=AQH（kW）A为出力系数≈6.5~8.5
第六节 水利水能规划的主要内容
• 规划很重要，规划得好，资源利用率高，开 发经济，工程效益好；反之，资源利用率低， 投资大，效益低。 规划主要内容： • ①研究和选择流域治理开发方案。 • ②研究和选择工程群的建设次序； • ③研究近期待建工程的可行性，研究和选定 其初设中工程总体布置方案，水资源利 用综合开发方式，建设规模和重要参数。 • ④研究工程群综合利用优化调度运用方案和 水电站运行计划。
三、城市和工业供水
• 综合利用水利工程应优先满足供水要求， 即使水资源不足，也一定要保证优先满足 供水。居民生活用水决不允许长时间中断 ，而工业生产用水中断也会给国民经济造 成严重损失。 • 供水对水质要求 较高。
四、淡水水产养殖 • 水库可用于淡水养鱼。 • 重视洄游性野生鱼类的繁殖问题。 • ①建鱼梯（鱼道）； • ②洄游季节开闸让鱼通行； • ③人工养殖、运送过坝。
γ=9807N/m3=9.81KN/m3=1t/m3
t秒流经1-2的水体重量，γW = γ Qt (W：体积)
t秒内此河段消耗的水能为
E1-2= γQtH1-2=9807QtH1-2（焦耳）（1牛顿· 米=1J ） （ 1kW•h=3.6×106 J） T小时消耗水能 E1-2= 0.002724QtH1-2=9.81QTH1-2（kW•h） （T：小时）
水力发电
• 水力发电是利用天然水能 生产电能的水利部门。 • 河川径流相对于某基准面 而言具有一定的势能。 • 径流有流速时，就具有一定的动能。 • 势能、动能——水能——水体的机械能。 • 水在重力作用下向下游流动。在流动过程中因克服 流动阻力，冲蚀河床、挟带泥沙等，使所含水能分散 地消耗掉了。