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【水利科普】水利工程概念、分类和特点

一、什么是水利工程



广义上的水利工程,是为防治水害和开发利用水资源而修建的工程,包含防洪、治涝、灌溉、供水、水力发电、航运、水资源保护、水土保持,以及水产、旅游和改善生态环境等项目中的涉水工程。



水利工程的效益分经济效益、社会效益和环境效益。



全世界唯一留存、年代最久无坝引水灌溉工程——都江堰



水利工程主要建筑物包括堤、坝、水闸、涵洞、渡槽、沟渠、井、泵站、管道、鱼道、码头、发电厂房,以及河道整治、水土保持、污水处理、水产养殖、旅游和环境保护中与水有关的工程设施。



现在,码头、航道、船闸归属于交通部门下的港口与航道工程,污水处理归属于市政工程。



长江上第一座大型水电站葛洲坝枢纽工程





二、工程项目分类



(1)防洪工程:为控制、防御洪水以减免洪灾损失所修建的工程。主要有堤防、河道整治工程、分洪工程、蓄滞洪工程等。



荆北平原防洪屏障——荆江大堤



(2)农田水利工程:通过对水资源的拦蓄、调控、分配和使用,达到农业高产稳产的目的。主要分为灌溉工程和排涝工程。



世界灌溉工程遗产——郑国渠



(3)水力发电工程:将水能转化为电能的工程。



中国第二大水电站——白鹤滩水电站



(4)航道及港口工程:为水运服务的港口、航道,以及相关配套设施。



货物吞吐量排全球第4位的港口——深圳港



(5)供水及排水工程:为生活和工业供水及废水收集和处理的工程。



城市自来水厂





三、水工建筑物根据功能分类



(1)挡水建筑物:是用来拦截江河,形成水库或壅高水位的建筑物,如各种坝、水闸以及堤防、海塘等。



坝高305米的锦屏一级水电站拱坝



(2)泄水建筑物:是用于宣泄洪水、排放泥砂和冰凌,以及为了人防、检修而放空水库、渠道等,如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道、水闸和泄水隧洞等。



新安江水库溢流坝段泄洪



(3)输水建筑物:是为了发电、灌溉和供水的需要,从上游向下游输水用的建筑物,如引水隧洞、引水涵管、渠道等。



白鹤滩水电站引水隧洞



(4)取(进)水建筑物:是输水建筑物的首部建筑物,如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、抽水站等。



目前亚洲最大的城市排水泵站群——武汉后湖排涝泵站



(5)渠系建筑物:如渠道上的节制闸、分水闸、渡槽、倒虹吸、沉沙池、冲沙闸、跌水、陡坡等。



渡槽



倒虹吸管



(6)河道整治建筑物:是用以改善河流的水流条件,调整河流水流对河床及河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物,如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。



丁坝



(7)专门建筑物:用于发电、通航、过木、过鱼等单一目的的建筑物,如水电站、船闸、升船机、鱼道、鱼闸、过木道(机)、筏道等。



水电站厂房



有些水工建筑物的作用并不是单一的。例如溢流坝既起挡水作用,又起泄水作用;水闸既可挡水,又能泄水,还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。



一项水利工程往往有几个不同作用的水工建筑物相互配合,协同运行,形成水工建筑物综合体,称之为水利工程枢纽,分为蓄水枢纽、取水枢纽(又称为引水枢纽、渠首工程)和提水枢纽等。





四、水工建筑物根据重要性分类



按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物。



1.永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。永久建筑物根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。



(1)主要建筑物:是指失事后造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物。例如:坝、泄水建筑物、输水建筑物及电站厂房等。



永久建筑物——三峡工程的混凝土重力坝



(2)次要建筑物:是指失事后不致造成下游灾害,或工程效益影响不大,易于恢复的水工建筑物。例如:失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。



2.临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物,如围堰、导流隧洞、导流明渠等。



临时建筑物——四川犍为航电枢纽三期围堰





五、水利工程的特点



●  有很强的系统性和综合性

水利工程,特别是一些大型水利工程,同时为防洪、供水、灌溉、发电、航运等多方面服务,功能之间存在对立统一的关系。兴建水利工程必须遵循全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合利用的原则。



●  对区域产生重大影响

一些大型水利工程的兴建,直接改变了区域水环境,对生态环境、自然景观、区域气候以及人类生活、社会经济等都会产生影响。



在有利方面,除上述除害、兴利的主要效益外,还可能绿化大地,改良土壤,改善气候,形成优美的旅游和休养场所。



在不利方面,水库蓄水将淹没耕地、城镇、文物古迹、居民点以及工矿、铁路、公路、通信线路等,需要妥善做好移民安置、淹没补偿和文物迁移,并对工矿、铁路、公路、通信线路等进行必要的迁建或改建;特别是堤坝等挡水建筑物万一失事,将给下游人民的生命财产带来灾难性的损失。



●  工作条件复杂

水工建筑物在施工、运行过程中,要承受水压力、浮力、渗透力以及侵蚀、冲刷、冰冻等作用,加之水工建筑物所在地区的水文、地形、地质条件各异,水工建筑物的设计、施工和运行管理也较为复杂。



●  其他特点

水利工程一般规模大,技术复杂,工期较长,投资多,兴建时必须按照基本建设程序和有关标准进行。