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。