水利水电工程课件

本章内容本章内容9.1 9.1 农田水利工程农田水利工程9.2 9.2 水电工程水电工程9.3 9.3 防洪规划防洪规划9.4 9.4 前景展望前景展望本章内容9.1 农田水利工程引言引言都江堰水利工程 都江堰及其示意图引言都江堰水利工程 都江堰及其示意图从古到今人类为了生存和发展的需要，采取各种措施，对自然界的水和水域进行调控，以防治水旱灾害，开发利用和保护水资源。用于调控自然界的地表水和地下水，以达到除害兴利目的而兴建的工程称为水利工程。我国江河众多，全国大小河流总长达42万公里，河川径流总量为2.81 012 m3，流域面积在1000 km2以上的河流约1500条。引言引言从古到今人类为了生存和发展的需要，采取各种措施，对自然界的水中国七大江河中国七大江河 引言引言项目项目长江长江黄河黄河松花江松花江珠江珠江辽河辽河海河海河淮河淮河流域面积（万流域面积（万km2）180.95.255.744.422.926.426.9河长（河长（km）6300546423082214139010901000年均降水深（年均降水深（mm）10704755271469473559889年年均均径径流流量量（亿亿m3）9513658623338148228622注入注入东海渤海黑龙江南海渤海长江渤海中国七大江河 引言项目长江黄河松花江珠江辽河海河淮河流域面积典型工程典型工程三峡都江堰南水北调典型工程三峡三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝1994年年12月月14日日，当当今今世世界界第第一一大大的的水水电电工工程程-三三峡峡大大坝坝工工程程正正式式动动工工，它位于西陵峡中段的湖北省宜昌市境内的三斗坪，距下游水利枢纽工程38公里。三峡大坝工程包括主体建筑物工程及导流工程两部分，工程总投资为954.6亿元人民币（按1993年5月末价格计算），其中枢纽工程500.9亿元；113万移民的安置费300.7亿元；输变电工程153亿元。三峡大坝1994年12月14日，当今世界第一大的水电工程-三峡大坝三峡大坝工工程程施施工工总总工工期期自自1993年年到到2009年年共共17年年，分分三三期期进进行行，到到2009年年工工程程全全部部完完工工。大大坝坝为为混混凝凝土土重重力力坝坝，坝坝顶顶总总长长3035米米，坝坝顶顶高高程程185米米，正正常常蓄蓄水水位位175米米，总总库库容容393亿亿立立方方米米，其其中中防防洪洪库库容容221.5亿亿立立方方米米，能能够够抵抵御御百百年年一一遇遇的的特特大大洪洪水水。配配有有26台台发发电电机机的的两两个个电电站站年年均均发发电电量量849亿亿度度。航航运运能能力力将将从从现现有有的的1000万万吨吨提提高高到到5000万万吨吨，万万吨吨级级船船队队可可直直达达重重庆庆，同时运输成本也将降低同时运输成本也将降低35%。三峡大坝工程施工总工期自1993年到2009年共17年，分三三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝三峡大坝都江堰水利工程都江堰水利工程 都都江江堰堰水水利利工工程程是是全全世世界界至至今今为为止止，年年代代最最久久、唯唯一一留留存存、以以无无坝坝引引水水为为特特征征的的宏宏大大水水利利工工程程。这这项项工工程程主主要要有有鱼鱼嘴嘴分分水水堤堤、飞飞沙沙堰堰溢溢洪洪道道、宝宝瓶瓶口口进进水水口口三三大大部部分分和和百百丈丈堤堤、人人字字堤堤等等附附属属工工程程构构成成，科科学学地地解解决决了了江江水水自自动动分分流流(鱼鱼嘴嘴分分水水堤堤四四六六分分水水)、自自动动排排沙沙(鱼鱼嘴嘴分分水水堤堤二二八八分分沙沙)、控控制制进进水水流流量量(宝宝瓶瓶口口与与飞飞沙沙堰堰)等等问问题题，消消除除了了水水患患，使使川川西西平平原原成成为为“水水旱旱从从人人”的的“天府之国天府之国”。1998年灌溉面积达到到年灌溉面积达到到66.87万公顷，灌溉面积已达万公顷，灌溉面积已达40余县。余县。都江堰水利工程 都江堰水利工程是全世界至今为止，年代最久、唯都都江江堰堰渠渠首首枢枢纽纽主主要要由由鱼鱼嘴嘴、飞飞沙沙堰堰、宝宝瓶瓶口口三三大大主主体体工工程程构构成成。三三者者有有机机配配合合，相相互互制制约约，协协调调运运行行，引引水水灌灌田田，分分洪洪减减灾，具有灾，具有“分四六，平潦旱分四六，平潦旱”的功效。的功效。都江堰水利工程都江堰水利工程 都江堰渠首枢纽主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程构成。三“鱼鱼嘴嘴”是是都都江江堰堰的的分分水水工工程程，因因其其形形如如鱼鱼嘴嘴而而得得名名，位位于于岷岷江江江江心心，把把岷岷江江分分成成内内外外二二江江。西西边边叫叫外外江江，俗俗称称“金金马马河河”，是是岷岷江江正正流流，主主要要用用于于排排洪；东边沿山脚的叫洪；东边沿山脚的叫内江内江，是人工引水渠道，主要用于灌溉。，是人工引水渠道，主要用于灌溉。都江堰水利工程都江堰水利工程“鱼嘴”是都江堰的分水工程，因其形如鱼嘴而得名，位于岷江江心“泄泄洪洪道道”具具有有泄泄洪洪徘徘砂砂的的显显著著功功能能，故故又又叫叫它它“飞飞沙沙堰堰”。飞飞沙沙堰堰是是都都江江堰堰三三大大件件之之一一，看看上上去去十十分分平平凡凡，其其实实它它的的功功用用非非常常之之大大，可可以以说说是是确确保保成成都都平平原原不不受受水水灾灾的的关关键键要要害害。飞飞沙沙堰堰的的作作用用主主要要是是当当内内江江的的水水量量超超过过宝宝瓶瓶口口流流量量上上限限时时，多多余余的的水水便便从从飞飞沙沙堰堰自自行行溢溢出出；如如遇遇特特大大洪洪水水的的非非常常情情况况，它它还还会会自自行行溃溃堤堤，让让大大量量江江水水回回归归岷岷江江正正流流。另另一一作作用用是是“飞飞沙沙”，岷岷江江从从万万山山丛丛中中急急驰驰而而来来，挟挟着着大大量量泥泥沙沙，石石块块，如如果果让让它它们们顺顺内内江江而而下下，就就会会淤淤塞塞宝宝瓶瓶口口和和灌灌区区。古古时时飞飞沙沙堰堰，是是用用竹竹笼笼卵卵石石堆堆砌砌的的临临时时工工程程；如如今今已已改用混凝土浇铸，以保一劳永逸的功效。改用混凝土浇铸，以保一劳永逸的功效。都江堰水利工程都江堰水利工程“泄洪道”具有泄洪徘砂的显著功能，故又叫它“飞沙堰”。飞沙堰宝宝瓶瓶口口起起节节制制闸闸作作用用，能能自自动动控控制制内内江江进进水水量量，是是前前山山(今今名名灌灌口口山山、玉玉垒垒山山)伸伸向向岷岷江江的的长长脊脊上上凿凿开开的的一一个个口口子子，是是人人工工凿凿成成控控制制内内江江进进水水的的咽咽喉喉，因因它它形形似似瓶瓶口口而而功功能能奇奇持持，故故名名宝宝瓶瓶口口。留留在在宝宝瓶瓶口口右右边边的的山山丘丘，因因与与其其山山体体相相离离，故故名名离离堆堆。离离堆堆在在开凿宝瓶口以前，是湔山虎头岩的一部分。有开凿宝瓶口以前，是湔山虎头岩的一部分。有“离堆锁峡离堆锁峡”之称。之称。都江堰水利工程都江堰水利工程 宝瓶口起节制闸作用，能自动控制内江进水量，是前山(今名灌南水北调南水北调南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。南水北调南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。通 东线工程：利用江苏省已有的江水北调工程，逐步扩大调水规模并延长输水线路。东线工程从长江下游扬州抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河；另一路向东，通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海。东线工程开工最早，并且有现成输水道。中线工程：从丹江口大坝加高后扩容的汉汉江江丹江口水库调水，经陶岔渠首闸(河南省淅川县九重乡)，沿豫西南唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后，经黄淮海平原西部边缘，在郑州以西孤柏嘴处穿过黄河，继续沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津。西线工程：在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游。西线工程的供水目标主要是解决涉及青、甘、宁、内蒙古、陕、晋等6省（自治区）黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。规划的东线、中线和西线到2050年调水总规模为448亿立方米，其中东线148亿立方米，中线130亿立方米，西线170亿立方米。整个工程将根据实际情况分期实施。南水北调南水北调 东线工程：利用江苏省已有的江水北调工程，逐步扩大南水北调南水北调南水北调南水北调南水北调南水北调石石家家庄庄环环城城水水系系主主要要包包括括西西北北部部水水利利生生态态防防洪洪工工程程（含含太太平平河河）、石石津津干干渠渠段段、西西北北部部南南水水北北调调段段和和刚刚刚刚开开工工建建设设的的东东南南环环水水系系四四部部分分，全全长长约约102公公里里，计计划划形形成成水水面面8.2平方公里、绿地平方公里、绿地24.5平方公里，总投资平方公里，总投资106亿元。亿元。预预计计2011年年五五一一全全面面竣竣工工后后，环环城城水水系系将将实实现现“水水通通、船船通通、路路通通、景景通通、林林带带通通”的的“五五通通”要要求求，并并具具备备防防洪洪排排涝涝、生生态态景景观观、地地域域文文化化、休休闲闲浏浏览览、产产业业集集聚聚等等多多种种功能。功能。石家庄环城水系石家庄环城水系 石家庄环城水系主要包括西北部水利生态防洪工程（含太平河）、石1.动漫公园动漫公园2.绿色能源公园绿色能源公园3.动感公园动感公园4.湿地公园湿地公园5.石津渠文化公园石津渠文化公园6.水景公园水景公园7.休闲体育公园休闲体育公园8.生态公园生态公园9.胜利公园胜利公园10.高迁公园高迁公园11.楼底公园楼底公园12.方村公园方村公园13.泊水公园泊水公园14.天山公园天山公园15.环山湖公园环山湖公园16.石德铁路文化公园石德铁路文化公园17.东垣故城遗址公园东垣故城遗址公园18.京珠高速纪念公园京珠高速纪念公园18个精美且各有特色的新建公园个精美且各有特色的新建公园 1.动漫公园10.高迁公园18个精美且各有特色的新建公园 石家庄环城水系石家庄环城水系石家庄环城水系石家庄环城水系石家庄环城水系石家庄环城水系岗岗南南水水库库是是治治理理滹滹沱沱河河的的重重点点工工程程之之一一，是是兼兼有有防防洪洪、灌灌溉溉、发发电电、城城市市用用水水和和库库区区养养鱼鱼之之利利的的大大型型水水利利枢枢纽纽工工程程。始始建建于于1958年年。位位于于河河北北省省平平山山县县西西岗岗南南村村。水水库库地地处处滹滹沱沱河河中中游游，控控制制流流域域面面积积1.59万万平平方方公公里里，约约占占该该河河山山区区面面积积的的68。库库区区在在太太行行山山背背斜斜东东南南翼翼。年年均均降降水水量量485毫毫米米，集集中中夏夏季季且且多多暴暴雨雨，是是滹滹沱沱河河洪洪水水来来源源之之一一。岗岗南南水水库库总总库库容容15.7亿亿立立方方米米，其其中中防防洪洪库库容容9亿亿多多立立方方米米,与与下下游游黄黄壁壁庄庄水水库库联联合合调调度度时时，可可削削减减上上游游千千年年一一遇遇洪洪峰峰流流量量的的70，保保证证石石家家庄庄市市和和京京广广铁铁路路的的安安全全。年年均均径径流流量量14.1亿立方米，年均输沙量约亿立方米，年均输沙量约1000万吨。万吨。水水库库主主坝坝高高62米米，长长1700余余米米，顶顶宽宽6.5米米，副副坝坝17座座,总长总长4700余米。余米。岗南水库岗南水库岗南水库是治理滹沱河的重点工程之一，是兼有防洪、灌溉、发电、岗南水库岗南水库岗南水库岗南水库岗南水库岗南水库黄壁庄水库位于河北省鹿泉市黄壁庄镇附近的滹沱河干流上，距省会石家庄市约30Km，是海河流域子牙河水系两大支流之一滹沱河中下游 重要的控制性的大（）型水利枢纽工程总库容12.1亿立方米。水库的任务是以防洪为主，兼顾城市供水、灌溉、发电和养殖等，可获得巨大的经济效益。黄壁庄水库黄壁庄水库黄壁庄水库位于河北省鹿泉市黄壁庄镇附近的滹沱河干流上，距省会黄壁庄水库黄壁庄水库黄壁庄水库黄壁庄水库黄壁庄水库黄壁庄水库9.1 9.1 农田水利工程农田水利工程 农田水利工程主要包括灌溉工程和排涝工程，解决农田的灌溉和排涝，以及土壤改良工作。9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 9.1.3 9.1.3 灌溉泵站与排水泵站灌溉泵站与排水泵站 9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物9.1 农田水利工程 农田水利工程主要包括灌溉工程9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水喷灌 微喷 1 1、灌溉方法：灌溉方法：地面灌溉、喷灌、滴灌、微喷等几种形式。9.1.1 灌溉与排水喷灌 微喷 1、灌溉方法：地面灌溉、9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水2 2、灌溉水源：灌溉水源：天然河水，水库、湖泊、池塘、洼地蓄水，经净化处理过后的排放污水，高山融雪和地下水。3 3、农田排水：农田排水：排除地面面积水和降低地下水位，有明沟排水系统和暗沟排水系统。9.1.1 灌溉与排水2、灌溉水源：天然河水，水库、湖泊、池9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 作用是将河水引入渠道，以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活供水等需要。因取水工程位于渠道的首部，所以也称渠首工程。灌溉取水方式示意图9.1.2 取水工程 作用是将河水引入渠道，以满足农田9.1.3 9.1.3 灌溉泵站与排水泵站灌溉泵站与排水泵站1 1、灌溉泵站、灌溉泵站有引水渠泵站布置图9.1.3 灌溉泵站与排水泵站1、灌溉泵站有引水渠泵站布置图 2 2、排水泵站、排水泵站（1）排水必须统一规划，分区进行，因地制宜，不应以邻为壑，以造成水利纠纷。（2）涝水可通过排水干渠汇集于蓄涝区内时，宜集中修建较大泵站。（3）排水区水网密集，排水出口分散，地势高低不平，高地需灌水，低地需排水，宜分散建站。9.1.3 9.1.3 灌溉泵站与排水泵站灌溉泵站与排水泵站 2、排水泵站（1）排水必须统一规划，分区进行，因地制宜，9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物渠道所经过地方的建筑物，称为渠系建筑物。渠道段面示意图9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道所经过地方的建筑物，称为4 4、渠系建筑物、渠系建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物水闸立体示意图4、渠系建筑物9.1.4 渠道工程与渠系建筑物水闸立体示意图4 4、渠系建筑物、渠系建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物林县红旗渠渡漕联结建筑物4、渠系建筑物9.1.4 渠道工程与渠系建筑物林县红旗渠渡漕9.2 9.2 水电工程水电工程 我国水能资源理论蕴藏量为6.76亿千瓦，其中可开发量3.78亿千瓦，年发电量19 200亿千瓦时，占全世界可开发水能资源总量的16.7，居世界第一位。我国水能资源多在西南，但我国煤炭储藏量主要在华北，煤炭和水能资源分布很不均匀，但从能源来讲，两者可相互补充。9.2 水电工程 我国水能资源理论蕴藏量为6.76亿千9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型1、坝式水电站、坝式水电站富春江河床式水电站坝后式水电站9.2.1 水电站开发方式和主要类型1、坝式水电站富春江河床2 2、引水式水电站、引水式水电站 引水式开发主要或全部用引水道来集中水头。其水电站地下厂房可以有三种布置方式：首部式地下厂房、尾部式地下厂房、中部式地下厂房。青海 仙米水电站9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型2、引水式水电站 引水式开发主要或全部用引水道来集3 3、抽水蓄能电站、抽水蓄能电站 抽水蓄能电站是一种特殊作用的水电站，是在时间上把能量重新分配。因能量转换有损耗，大体上用4度电抽水可发出3度电。广州抽水蓄能电站布置图9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型3、抽水蓄能电站 抽水蓄能电站是一种特殊作用的水电站，是4 4、潮汐电站、潮汐电站 潮汐发电是利用潮水涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。据计算，世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿千瓦，若全部转换成电能，每年发电量大约为1.2万亿度。浙江 江厦潮汐电站9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型4、潮汐电站 潮汐发电是利用潮水涨、落产生的水位差所具有9.2.2 9.2.2 水电站建筑物水电站建筑物1 1、水电站建筑物的布置水电站建筑物的布置（1）河床式水电站建筑物的布置适用于较低水头，一般在3040 m以下，多修建在河流的中下游河床坡降较平缓的地段或灌溉渠道上。如长江葛洲坝水电站。（2）当水头较高，一般超过3040 m时，由于压力大，厂房本身的重量不足以维持其稳定时，采用坝后式水电站建筑物的布置。（3）由于地形、地质条件，坝后不能布置电站或无坝引水，则采用引水式水电站建筑物的布置。9.2.2 水电站建筑物1、水电站建筑物的布置2 2、水电站建筑物的作用、水电站建筑物的作用挡水建筑物泄水建筑物水电站进水建筑物水电站引水建筑物水电站平水建筑物发电、变电和配电建筑物9.2.2 9.2.2 水电站建筑物水电站建筑物2、水电站建筑物的作用挡水建筑物9.2.2 水电站建筑物9.3 9.3 防洪工程防洪工程 洪水常造成江河沿岸河谷、冲积平原、河口三角洲和海岸地带的淹没。而这些受洪水泛滥威胁的地带，大多仍可被人类开发利用，从而出现了防洪问题。防洪包括防御洪水危害人类的对策、措施和方法。其基本内容可分为建设、管理、防汛和科学研究。9.3 防洪工程 洪水常造成江河沿岸河谷、冲积平原9.3.1 9.3.1 防洪规划防洪规划1 1、定义、定义：是指为防治某一流域、河段或者区域的洪涝灾害而制定的总体部署。2 2、原则原则：统筹规划、综合利用、蓄泄兼筹、因地制宜、区别对待。3 3、内容、内容：收集资料、洪水分析、拟定规划目标与防洪标准、制定防洪方案、确定防洪高度、防洪效益分析。9.3.1 防洪规划1、定义：是指为防治某一流域、河段或者区9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程1 1、定义：、定义：是控制、防御洪水以减免洪灾损失所修建的工程。主要有堤、河道整治工程、分洪工程和水库等。2 2、分类：、分类：按功能和兴建目的分为：挡、泄（排）和蓄（滞）。9.3.2 防洪工程1、定义：是控制、防御洪水以减免洪灾损失一、堤坝一、堤坝1、它是沿河、渠、湖、海岸边或行洪区、分洪区（蓄洪区）、围垦区边缘修筑的挡水建筑物。2、常见形式有：土堤、石堤、防洪墙、及较先进的橡胶坝。河南信阳市 浉河橡胶坝工程9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程一、堤坝1、它是沿河、渠、湖、海岸边或行洪区、分洪区（蓄洪区二、河道整治二、河道整治2、分洪是当河道洪水位将超过保证水位或流量将超过安全泄量时，为保障保护区安全，而采取的分泄超额洪水的措施；是牺牲局部，保存全局的措施。1、河道整治包括控制和调整河势，裁弯取直，河道展宽和疏浚。9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程二、河道整治2、分洪是当河道洪水位将超过保证水位或流量将超过三、水库三、水库1、水库是用坝、堤、水闸、堰等工程，于山谷、河道或低洼地区形成的人工水域。2、作用有防洪、水力发电、灌溉、航运、城镇供水、水产养殖、旅游、改善环境等。3、同时要防止水库的淤积、渗漏、塌岸、浸没。水质变化和对当地气候的影响。9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程三、水库1、水库是用坝、堤、水闸、堰等工程，于山谷、河道或低9.3.3 9.3.3 防洪非工程措施防洪非工程措施1、定义：是指通过法令、政策、经济手段和工程以外的其它技术手段，以减少洪灾损失的措施。采用防洪非工程措施是由于只靠工程措施既不能解决全部防洪问题，又受费用制约。2、基本内容：（1）洪泛区管理；（2）行洪道清障；（3）洪水保险；（4）洪水预报警报系统；（5）超标准洪水紧急措施；（6）救灾。9.3.3 防洪非工程措施1、定义：是指通过法令、政策、经济9.4 9.4 前景展望前景展望 水是人类生存之源。据报道到2025年，水资源的缺乏将威胁到全球近30亿人的粮食供应以及世界各地沼泽地和其它生态系统的健康与生产力。包括中国大陆在内的29个国家和地区的大约4.5亿人已面临缺水问题。我国是一个干旱、缺水严重的国家。淡水资源总量占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均不足2200 m3，仅为世界平均水平的1/4。9.4 前景展望 水是人类生存之源。据报道到2025年其它国家的大型调水工程其它国家的大型调水工程1、以色列历时11年的北水南调工程，把大片南部地区不毛之地的荒漠变为绿洲。2、美国于上世纪70年代开始的北水南调奏响了其西部开发进行曲。3、印度希望改造恒河而将全国各地的河流用人工运河连接起来,实现北部水源往东南部输送。希望大家珍惜每一滴水，从我做起，为水环保做出希望大家珍惜每一滴水，从我做起，为水环保做出自己的每一点努力！自己的每一点努力！其它国家的大型调水工程1、以色列历时11年的北水南调工程，把课外查阅课外查阅1 1、从科学发展观的视角，谈我国的防洪抢险、从科学发展观的视角，谈我国的防洪抢险 工作的展开。工作的展开。2 2、水电、火电、核电的利弊分析与比较。、水电、火电、核电的利弊分析与比较。3 3、水力发电在我国电力工业中的地位和发展、水力发电在我国电力工业中的地位和发展 前景。前景。课外查阅1、从科学发展观的视角，谈我国的防洪抢险