第1章中国水资源.ppt
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水利水电工程概论,主要内容,中国水资源概况水利工程及水工建筑物挡水建筑物泄水建筑物取水输水建筑物水电站及水电站建筑物防洪治河工程农业水利工程(略)水利水电工程施工水利水电工程管理(略),第1章中国水资源概况,1.1水与水资源,水是人类生活和生产劳动所必须的,能由大气降水补给的自然资源。
它具有循环性和有限性,时空分布不均匀性,有利性和有害性。
全球总量约15亿km3,可利用的淡水总量约0.38亿km3,仅占全球总量的2.5%,其中约有0.3亿km3的淡水储藏在极地和冰山冰川之中;另外相当大的部分埋藏于地下。
对人类起着重要作用的江河湖泊地表水资源,其水量的总和约为47万亿m3。
1.1.1世界水资源概况,世界七个水资源总量丰富国家比较,我国径流总量居世界第6位,人均则为世界平均水平的1/4,排名在110位之后。
1、水资源的自然属性:
1.1.2水资源的特点,流动性可再生性是指水资源在水量上的损失(如蒸发、流失、取用等)后和(或)水体被污染后,通过大气降水和水体自净(或其他途径)可以得到恢复和更新的一种自我调节能力。
影响水循环的因素1、气象因素:
风向风速温度湿度2、下垫面因素:
地形地质土壤植被3、人类活动:
水利措施农林措施,有限性,我国水资源总量丰富,约28124亿m3,居世界第6位;人均占有量少,约2200m3,相当于世界人均占有量的1/4,被联合国列为13个贫水国之一。
时空分布不均匀(世界),不可替代性,有的自然资源,是可以替代的或者说可以部分替代。
例如,石油、煤炭缺乏的国家,可以多发展核电,以替代石化能源。
木材缺乏,可以用塑料、钢铁替代。
但是,水对于人类生活,对于工农业生产,是一种须臾不可缺少的自然资源,是无法替代的。
水是生命的摇篮,是一切生物的命脉。
水在维持人类生存和生态环境方面是不可代替的,是比石油、天然气、煤更加宝贵的自然资源。
因此,保护水资源、节约用水是一项事关子孙后的极端重要的事情。
2、水资源的社会属性:
社会共享性利与害的两重性多用途性商品性,调控水资源的季节分配不均,兴修水库,人们需要清洁的饮用水,1.2河流水系与湖泊,中国水系,外流河外流区内流河内流区水系分水岭,最终流入海洋的河流,外流河的集水区域(流域),最终未流入海洋的河流,内流河的集水区域,由干流和支流构成的排水系统,分隔两大水系的山岭或高地,几组基本概念,水系流域,流域面积,流域面积流域面积是河流水系获得补给的地面集水区。
流域面积主要受地形影响,内流区,外流区,分界线:
大兴安岭-阴山-贺兰山-祁连山(东端)-巴颜喀拉山-冈底斯山,内流区中的外流区:
外流区中的内流区:
额尔齐斯河,鄂尔多斯高原松嫩平原,注意,我国内流区与外流区的分界线,内流区与外流区比较,内流区面积占全国总面积的1/3,河流水量占全国总水量不到5%。
外流区面积占全国总面积的2/3,河流水量占全国总水量95%以上。
河流水文特征分析:
流量:
大、小以雨水补给的河流,看降水量的多少;流域面积大,一般流量大水位:
决定于河流补给类型,以雨水补给的河流,水位变化由降水特点决定;冰川融水补给的河流,水位变化由气温特点决定含沙量:
大、小决定于流域内地面植被状况结冰期:
有(长、短)、无决定于最冷月月均温,中国一月份0等温线以北有冰期东北纬度高,中温带,寒温带,结冰期长;秦淮以北位于暖温带,结冰期短;秦淮以南流经亚热带,冬季气温在O以上,无结冰期流速:
地形,水量6、汛期(春汛、夏汛),水系特征,水系是指由河流干流和支流组成的水网系统。
水系特征是指河流河道的特征。
表述角度一般可从:
河流的流向、长度;流域面积;支流的多少、河网密度;水系形状;落差或峡谷的分布;河道的宽窄、弯曲、深浅等。
水系特征与河流所在地形地势关系最为密切。
水系形状是指河流的干、支流组成的形态特征,主要有向心状(刚果盆地、四川盆地);扇形状(淮河、海河);树枝状(长江、亚马孙河);放射状水系(多发育在中间高、四周低的地区,河流由中间向四周分流,如海南岛);格子状:
干支流沿着两组垂直相交的构造线发育而成(闽江水系)。
例如长江的水系特征可以分段描叙:
上游多峡谷、多支流、落差大、水能丰富。
中游河道弯曲、部分河段为地上河、多支流。
下游江面开阔、水深、多沙洲。
全长6300千米,仅次于尼罗河、亚马孙河,年径流量近1万亿立方米,仅次于亚马孙河、刚果河,流域面积约180万平方千米,占我国国土面积的20%,长度,水量,流域面积,中国第一大河-长江,1、概况,
(1)长度、水量、流域面积,东海,
(2)长江源头和注入的海洋,嘉陵江,乌江,汉江,湘江,赣江,雅砻江,南京,上海,重庆,武汉,洞庭湖,鄱阳湖,太湖,(3)支流和湖泊,大渡河,岷江,葛洲坝,三峡,沅江,东海,(4)长江干流流经省级行政区,流经11个省、自治区,(7)长江各河段水文特征,下游:
江阔水深,水流缓,少支流,江海相连,航运便利,上游:
落差大,多峡谷,水能丰富,中游:
多曲流,多支流,多湖泊,长江水系流域面积大、多支流、降水多、汛期长;中游没有足够的调洪滞洪场所,河道弯曲,泄洪能力不足。
由于乱砍滥伐,长江流域植被覆盖率下降,水土流失加剧,使得流域涵养水源、调节径流的能力下降,泥沙入江使河道不畅;围湖造田、泥沙淤积,导致湖泊面积减少,调节能力下降。
长江中下游水患的形成原因及其对策,自然原因:
人为原因:
对策:
a、工程措施加固堤防修建水库和分洪、蓄洪工程重点治理荆江河段(裁弯取直)b、生态措施长江中上游的防护林工程退耕还湖、退耕还林,治理长江水患的措施,现在,防洪成为综合治理长江的首要任务。
新中国成立以来,加固了江防大堤,兴建了一批分洪、蓄洪工程,修建了许多水库,并重点治理了荆江河段。
这些工程措施,对于调蓄洪水,减轻中下游洪水威胁发挥了巨大的作用。
近年来,又实施了长江上游防护林工程;已建成的长江三峡工程,将在防洪方面发挥重要作用。
资料集锦,长江三峡工程,发电量为葛洲坝水电站发电量的6倍。
三峡工程的效益,三大主要的效益:
防洪、发电、航运其次是:
灌溉、水产养殖、旅游等效益,三峡工程防洪效益:
控制长江上游全部来水和来沙荆江河段百年一遇,缓解对沿江大城市的威胁,减轻洞庭湖的淤积,减少分洪造成的损失。
长江的主要的水电站,二滩,龚嘴,铜街子,安康,五强溪,丹江口,三峡,葛洲坝,隔河岩,全长5500千米,年径流量580亿m3仅为珠江的1/7,流域面积约75万平方千米,长度,流量,流域面积,中国第二长河-黄河,1、概况,
(1)长度、流量、流域面积,渤海,
(2)黄河的发源地和注入的海洋,黄河干流像一个巨大的“几”字,黄河源头之约古宗列曲,渤海,(3)黄河流经的省区,2、黄河的贡献,丰富水能:
尤其是黄河的上游,塑造平原:
黄河是华北平原的主要塑造者之一,并在干旱的宁夏、内蒙古境内,塑造了具有“塞上江南”美称的宁夏平原和河套平原。
灌溉水源:
黄河流经地区,一般降水不足。
黄河水,使一块块干涸的土地展现了生机。
“塞上江南”河套平原、宁夏平原,根治黄河黄河之害,在于下游决口改道。
究其根源,是大量泥沙入河并在下游河道沉积。
所以,治黄的关键在于治沙。
黄河泥沙90来自中游,因此,加强中游黄土高原地区的水土保持是治黄的根本。
目前,开展水土保持工作,采取的途径是:
植树种草(使土不下坡,清水长流)打坝淤地(拦泥蓄水;既扩大耕地面积又改变交通条件)修筑梯田(缓坡;既扩大耕地面积,又保持水土,以减少入河的泥沙)经过近几年的综合治理,现在晋、陕境内的黄土高原地区,每年流入黄河的泥沙减少了2亿吨。
水土保持工作,不可能在短时间内改变黄河的多沙面貌。
修建水库使治沙和防洪并举,也是治黄的重要手段。
已建的三门峡水利枢纽工程除发电、灌溉外,在防洪、减淤等方面也发挥了显著作用。
现在,已建设了一座重要防洪工程河南小浪底水利枢纽工程。
小浪底水利枢纽与三门峡水利枢纽联合使用,可使黄河下游河床20年不淤,并使黄河的防洪能力由现在抵御60年一遇的大洪水提高到千年一遇。
下游加固大堤,一条条绿沟、一片片果树、一坡坡草灌、一层层梯田,山西省河曲县60多万公顷的黄土高坡被装扮得绿油油的。
全县得到治理的地区,基本上达到了水不下山,土不出沟。
但是过去的河曲县却是另一番景象:
植被稀少,黄土裸露,每遇下雨,泥沙俱下,水流变成泥流,每年地表流失肥土1厘米。
经过十多年大规模综合治理,现在水土流失已基本得到控制,每年减少入黄泥沙600多万吨。
黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市以北黄河干流,以防洪、减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电,蓄清排浑,除害兴利,综合利用。
水库总库容126.5亿m3,正常蓄水位时枢纽最大泄流量17327m3s;工程主要由壤土斜心墙堆石坝、泄洪排沙系统和引水发电系统组成,工程总投资3149500万元。
小浪底水库进行调水调沙时开闸放水的壮观场面,松辽水系,包括辽河和松花江二大水系。
黑龙江、松花江、乌苏里江、绥芬河、图们江、辽河、鸭绿江。
南方大河珠江,南方大河珠江,1、组成:
珠江由西江、北江和东江汇合而成,西江是珠江的主流。
流域面积453万平方千米,河长2214千米。
2、珠江的水文特征及成因。
大,长,较小,流域植被保护较好,流经湿润地区,降水充足,受夏季风影响,雨季长,3、水能比较丰富水能资源主要集中在西江上中游,包括南、北盘江与红水河。
目前,国家正在加强对珠江流域水能资源的开发,将桂、滇、黔三省区交界处的南盘江、北盘江、红水河的水电资源开发出来送往广东,形成“西电东送”南部通道。
4、珠江水运发达内河年货运量仅次于长江,居全国第二位。
西江梧州以下航运条件较好,珠江三角洲航运最为发达,这里水网密布,沟通海洋。
海河水系,海河流域包括海河、滦河和徒骇马颊河三水系。
海河水系:
蓟运河、潮白河、北运河、永定河、大清河、子牙河、漳卫河;滦河水系:
滦河、冀东沿海诸河;徒骇马颊河水系。
淮河水系,淮河水系以废黄河为界,分淮河及沂沭泗河两大水系,二水系通过京杭大运河、淮沭新河和徐洪河贯通。
主干和主要支流如下:
淮河、白露河、史灌河、淠河、东淝河、池河、洪汝河、沙颍河、西淝河、涡河、漴潼河、新汴河、奎濉河、沂沭泗水系、沂河、沭河、泗河、东鱼河、洙赵新河、梁济、运河。
1.2.2湖泊1、数量我国幅员辽阔,湖泊众多,天然湖泊就有2000多个。
2、类型根据湖泊所在的流域特点,可将湖泊分为内流湖和外流湖。
内流湖(以叫非排水湖)在内流区,基本上是咸水湖(盐度1);外流湖(又叫排水湖)在外流区,属淡水湖(盐度1)。
3、分布从中国地形图上看,我国湖泊的分布范围广而又相对集中。
主要有两大湖泊分布区。
青藏高原湖区这是世界上最大的高原湖泊群分布区。
全区湖泊面积约占我国湖泊总面积的一半,仅西藏自治区就有大小湖泊1000多个。
星罗棋布的湖泊与闪闪发光的冰川,交相辉映,形成青藏高原特有的自然景色。
本区的青海湖是我国最大的湖泊。
青海湖位于青海省,是我国面积最大、水容量最大的湖泊。
虽属咸水湖,但含盐度较低,蕴藏着丰富的生物资源。
湖中的鸟岛(现已与岸边相连,成为半岛)是候鸟栖息的优越场所。
每年46月,多种成群的候鸟飞来,在岛上产卵孵雏。
青海湖鸟岛,东部平原湖区:
主要分布在长江中下游平原、淮河下游和山东南部。
这是我国淡水湖最集中的地区。
全区湖泊面积约占全国湖泊总面积的三分之一。
我国主要的淡水湖鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖都分布在这一地区。
我国五大淡水湖的形状、面积比较示意图(单位;平方千米),青藏高原湖区,东部平原湖区,湖泊,洞庭湖,鄱阳湖,太湖,洪泽湖,青海湖,巢湖,4、湖泊成因分类,(4)湖泊成因分类,1.3中国的水资源特点及存在问题,1.3.1水资源量及其特点,特点一:
总量并不丰富,人均占有量更低,降雨主要集中在汛期;常有连续丰水或干旱年。
特点二:
年内年际分配不均,旱涝灾害频繁,特点三:
地区分布不均,水土资源不相匹配,南丰北缺,东多西少,地区分布不均匀,长江下游江苏扬州附近。
利用京杭大运河提水北送。
一路向北经黄河隧洞至山东,河北,天津;一路向东,经济南到烟台、威海,大,差,从长江中游丹江口水库和三峡库区引水,从长江北岸的支流汉江加坝扩容的丹江口水库引水,跨越了长江、黄河、淮河、海河、沿京广铁路西侧北上,至北京、天津,较大,较好,从长江上游支流雅砻江、大渡河上游,金沙江调水,开凿穿过巴颜喀拉山的输水隧洞引水入黄河上游,较小,最好,我国主要河流多年平均径流量分布图,中国主要河流的径流特征值,1.3.2中国水资源开发利用中存在的问题,防洪安全缺乏保障资源紧缺与浪费并存水质污染严重水资源开采过度,环境问题严重人口、经济增长,供需矛盾突出,75,黄河以善淤积、善决口、善迁徙而闻名于世。
在公元前602年公元1938年的2000多年内共决口1590次,三年两决口,大改道26次。
长江每10年有一次大水灾。
1860年、1931年、1954年、1991年、1998年的特大水灾,造成重大人员伤亡和经济损失。
全国七大江河均遭受过洪水的肆虐,76,1886年洪水,77,90年代洪水,78,1975年河南驻马店垮坝事故,1975年8月5日,7503号台风在河南停滞少动,引发特大暴雨,5-7日3天最大暴雨量1605.3mm,大于1000毫米的降水区集中在京广铁路以西板桥水库、石漫滩水库到方城一带8日1时,板桥水库垮坝,0时30分,水库漫过防浪墙0.4m,石漫滩水库大坝溃决竹沟、田岗两座中型水库,58座小型水库数小时内相继垮坝溃决。
死亡2.6万人。
京广线被冲毁数十公里,79,世界垮坝一览表,1864年英国戴尔戴克水库在蓄水中发生裂缝垮坝,死250人1889年,美国约翰斯敦水库洪水漫顶垮坝,死400010000人1959年,西班牙佛台特拉水库发生沉陷垮坝,死144人1959年,法国玛尔帕塞水库因地质问题发生垮坝,死亡421人1960年,巴西奥罗斯水库在施工期间被洪水冲垮,死亡1000人,1961年,苏联巴比亚水库洪水漫顶垮坝,死亡145人1963年,意大利瓦伊昂拱坝水库失事,死亡2600人1963年,中国河北刘家台土坝水库失事,死亡943人1967年,印度柯依那水库诱发地震,坝体震裂,死亡180人1979年,印度曼朱二号水库垮坝,死亡500010000人,我国水库垮坝大事记,1963年,河北刘家台土坝水库垮坝,死亡943人1979年,甘肃党河水库因垮坝失事,造成4人死亡1979年5月,水库晴天垮坝,垮坝后1个多小时竟无人知晓1995年青海沟后水库垮坝后,管理人员骑着摩托车到有关部门报告,耽误了下游人员转移时间,造成重大人员伤亡2001年,四川会理县大路沟水库垮坝,导致16人死亡,失踪10人,冲毁770亩良田2004年5月27日17:
49,位于鄂西恩施市城郊的湖北清江大龙潭水电站上游围堰,被清江上游下来的并不大的洪峰冲垮,14人死亡、4人失踪,干旱1,干旱2,干旱3,干旱缺水(水少)(08年底-09年初),我国水资源短缺主要表现在:
农业缺水、城市缺水和生态缺水。
1.农业缺水:
我国全部耕地中只有40%能够确保灌溉,全国正常年份农业缺水量达300亿立方米(全国总缺水量为近400亿立方米)。
有关资料显示,每年农业因缺水造成的损失超过1500亿元。
原因:
水资源分布与耕地分布不匹配,2.城市缺水:
全国600多个城市中,有400多个城市存在供水不足,其中比较严重的缺水城市达110个,全国城市缺水总量为60亿立方米。
在32个百万人口以上的特大城市中,有30个城市长期受缺水困扰。
原因:
人口增加、城镇化和经济社会发展加快。
3.生态缺水:
原因:
经济用水挤占生态用水,生态补水工程:
扎龙湿地补水、白洋淀补水等。
91,水污染已成为我国当前最大的公害之一随着工业的发展,长江、黄河、淮河、太湖等流域的水污染日益严重,已引起国家的高度重视。
2005年,七大水系的411个地表水监测断面中有27为劣类水质,基本丧失使用功能。
重点流域40以上的断面水质没有达到治理规划的要求。
流经城市的河段普遍受到污染,一些地区出现了“有河皆干、有水皆污”的现象,近岸海域赤潮和三峡库区支流“水华”现象接连发生。
全国排放污水情况:
70年代:
30004000万吨1980年:
7500万吨1998年:
10000万吨,92,水污染,全球有200吨/天垃圾倒进河流、湖泊和小溪每升废水会污染8升淡水20世纪人口增加了2倍,而用水量增加了5倍世界12人用水短缺,30亿人缺乏卫生设施到2006年底,全国661个城市中,污水处理厂1274座,污水处理率70单厂处理规模达到100万立方米/天,污染,1.4中国的水能资源,中国水能资源:
河川水能资源蕴藏量6.67亿kW,可开发利用的约3.78亿kW,居世界各国之首。
但分布不均,西南地区占70,西北占12,中南占9.5,华北、华南、东北仅占8。
水资源的特点自然属性:
流动性;可再生性;有限性;时空分布不均匀性;不可替代性。
社会属性:
社会共享性;利与害的两重性;多用途性;商品性。
中国水能资源的分布-按地区划分,中国水能资源的分布-按流域及水系划分,
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