水资源规划及利用 Water Resources Planning and Development

1. 水资源规划及利用Water Resources Planning and Development • 授课：方国华 黄显峰 • 2014年10月6日

2. 水资源规划及利用Water Resources Planning and Development • 课程性质：主干专业课程，3学分 • 教材：水资源规划及利用，顾圣平、田富强、徐得潜主编，中国水利水电出版社，2009年 • 教学参考书：水利水能规划（第二版），周之豪等合编，中国水利水电出版社，1997年

3. 4 综合利用水库 2 水资源评价 5 防洪减灾 3 水资源开发利用 6 水能利用 1 绪 论 7 河流综合利用规划 8 水资源管理与保护 9 水资源系统分析

4. 1 绪论 1.1 水资源的涵义和特点 1.2 水利建设及水资源综合利用 1.3 我国的水资源和水能资源 1.4 我国水资源开发利用的成就和展望 1.5 本课程的任务和主要内容

5. 1.1 水资源的涵义和特点 一、水资源的涵义 二、水资源的特点

6. 1.1 水资源的涵义和特点 一、水资源的涵义 • 水——人类生活和生产劳动必不可少的重要物质；整个生态系统的重要组成要素——工农业生产、经济发展、人民生活和环境改善不可替代的自然资源 • 自然资源——参与人类生态系统能量流、物质流、信息流，保证系统的代谢功能得以实现，促进系统稳定有序不断进化升级的各种物质——对于人类的可利用性

7. 1.1 水资源的涵义和特点 一、水资源的涵义 • 联合国教科文组织（UNESCO）和世界气象组织（WMO）定义： 水资源——可以利用或有可能被利用的水源，具有足够的数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用——量、质 这一涵义为联合国经社理事会所采纳。 作为重要资源的水必须具有可以更新补充，可供永续开发利用这样一种不同于其他矿物资源的特点。

8. 1.1 水资源的涵义与特点 二、水资源的特点 流动性 可再生性 多用途性 ①农业生产用水；②工业生产用水；③城镇居民生活用水； ④水力发电用水；⑤船筏水运用水；⑥水产养殖用水； ⑦水利环境保护等。 公共性 利害两重性

9. 1．2 水利建设及水资源综合利用 一、水利建设 二、水资源综合利用

10. 一、水利建设 水利的涵义：人类在充分掌握水的客观变化规律的前提下，采用各种工程措施和非工程措施，以及经济、行政、法制等手段，对自然界水循环过程中的水进行调节控制、开发利用和保护管理的各项工作的总称 1．2 水利建设及水资源综合利用 水利建设的目的：避免或尽可能减轻水旱灾害，供给人类生活和生产活动必需的符合一定水质标准的水和可以直接利用或转换成电力后利用的动力，以及提供其他服务 水利事业——除水害兴水利——防洪治涝、水力发电、灌溉、航运、木材浮运、给水、渔业、水利环境保护等

11. 水利建设包括的范围是很广的，也包括水电建设。水利建设包括的范围是很广的，也包括水电建设。 鉴于水电建设有其特别的重要意义，故常并列称为水利水电建设。 有的工具书中将“利用工程所在地的水土资源开展的养殖业、种植业、旅游业等的开发建设”也包括在水利建设中。这样水利建设的涵义就更广泛了。 单用途水利工程 综合利用水利工程

12. 二、水资源综合利用 水利部门的用水特点 1．2 水利建设及水资源综合利用 按照规定的防洪标准，因地制宜地采用恰当的工程措施和非工程措施，以削减洪峰流量，或者加大河床的过水能力，保证安全渡汛 尽量阻止易涝地区以外的山洪、坡水等向本区汇集，并防御外河、外湖洪水倒灌；健全排水系统，使之能及时排除设计暴雨范围内的雨水，并及时降低地下水位，保证治涝区的生产和居民生活的正常进行。 防洪治涝

13. 二、水资源综合利用 水利部门的用水特点 1．2 水利建设及水资源综合利用 先将天然状态下水体中分散消耗的水能集中起来，并尽量减少其无益消耗，然后，引取集中了水能的水流去转动水轮发电机组，在机组转动的过程中，将水能转变为电能 水力发电

14. 二、水资源综合利用 水利部门的用水特点 1．2 水利建设及水资源综合利用 灌 溉 在旱季雨水稀少时，或在干旱缺水地区，用人工措施向田间补充农作物生长必需的水分

15. 二、水资源综合利用 水利部门的用水特点 1．2 水利建设及水资源综合利用 航 运 利用天然河流、湖泊、水库或运河等陆地内的水域进行船、筏浮运

16. 二、水资源综合利用 水利部门的用水特点 1．2 水利建设及水资源综合利用 给 水 为工业企业和居民生活供水

17. 二、水资源综合利用 水利部门的用水特点 1．2 水利建设及水资源综合利用 渔 业 利用河、湖、库形成的养鱼场所，发展水产养殖

18. 二、水资源综合利用 水利部门的用水特点 1．2 水利建设及水资源综合利用 水利环境保护 防治水域污染、生态保护及与水利有关的自然资源合理利用和保护等

19. 二、水资源综合利用 水资源综合利用 1．2 水利建设及水资源综合利用 • 使同一河流或同一地区的水资源，同时满足几个部门的需要，并且将除水害和兴水利结合起来统筹解决 • 开发水资源的方式——可能性 • 水利建设的重要原则——必要性

20. 我国大多数大中型水利工程在不同程度上实现了水资源的综合利用我国大多数大中型水利工程在不同程度上实现了水资源的综合利用 • 例如，汉江的丹江口水利枢纽就是一个例子。它具有防洪、灌溉、水力发电和航运等综合效益。 • 由于人们认识上的局限性、片面性，以及囿于局部利益等原因，我国有些大中型水利工程，尽管很具备水资源综合利用的有利条件，却仍然在这方面存在某种缺陷。 • 例如，有些拦河闸坝忽视了过船、过木、过鱼的需要；有些水电站的水库没有兼顾灌溉或下游防洪的要求；等等。

21. 二、水资源综合利用 1．2 水利建设及水资源综合利用 水资源综合利用 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，从经济、社会、环境的综合效益最大的角度来考虑，因时因地制宜地来制定水资源综合利用规划。切忌凭主观愿望盲目决定，尤其不应只顾局部利益而使整个国民经济及社会发展遭受不应有的损失 统筹兼顾、“先用后耗”，力争“一水多用、一库多利” 分清主次、合理安排，保证主要部门、适当兼顾次要部门

22. 在许多水利工程中，常有可能实现水资源的综合利用。然而，各水利部门之间，也还存在一些矛盾。例如：在许多水利工程中，常有可能实现水资源的综合利用。然而，各水利部门之间，也还存在一些矛盾。例如： （1）当上中游灌溉和工业供水等大量耗水，则下游灌溉和发电用水就可能不够。 （2）许多水库常是良好航道，但多沙河流上的水库，上游末端常可能淤积大量泥沙，形成新的浅滩，不利于上游航运。 （3）疏浚河道有利于防洪、航运等，但降低了河水位，可能不利于自流灌溉引水；若筑堰抬高水位引水灌溉，又可能不利于泄洪、排涝。 （4）利用水电站的水库滞洪，有时汛期要求腾空水库，以备拦洪，削减下泄流量，但却降低了水电站的水头，使所发电能减少。 （5）为了发电、灌溉等的需要而拦河筑坝，常会阻碍船、筏、鱼通行。等等。 • 不但兴利、除害之间存在矛盾，在各兴利部门之间也常存在矛盾，若不能妥善解决，常会造成不应有的损失。

23. 在研究水资源综合利用的方案和效益时。要重视各水利部门之间可能存在的矛盾，并妥善解决。在研究水资源综合利用的方案和效益时。要重视各水利部门之间可能存在的矛盾，并妥善解决。 上述矛盾，有些是可以协调的，应统筹兼顾、“先用后耗”，力争“一水多用、一库多利”。 （1）水库上游末端新生的浅滩妨碍航运，有时可以通过疏浚航道、或者洪水期降低水库水位，借水力冲沙等方法解决。 （2）发电与灌溉争水，有时可以先取水发电，发过电的尾水再用来灌溉。 （3）拦河闸坝妨碍船、筏、鱼通行的矛盾，可以建船闸、筏道、鱼梯来解决，等等。

24. 一、水资源和水能资源 1．3 我国的水资源和水能资源 二、特点

25. 径流量2.8万亿m3 地表水2.7万亿m3 地下水0.1万亿m3 水能资源 理论值6.94亿kW 6.08 万亿kWh 可开发量4.02亿kW 1.75 万亿kWh 潮汐能1.1亿 1．3 我国的水资源和水能资源 一、水资源和水能资源 水资源大体上包括江河、湖泊、井泉以及高山积雪、冰川等可供长期利用的水源； 河川水流、沿海潮汐等所蕴藏的天然水能；江河、湖泊、海港等可供发展水运事业的天然航道以及可用来发展水产养殖事业的天然水域等等。 其中天然水能又专门称为水能资源，它是一种重要的廉价能源。

26. 1．3 我国的水资源和水能资源 一、水资源和水能资源 • 水运 • 内河航道16万km海岸线2万km及深水良港 • 水域 • 养殖水面7万km2； • 海岸养殖场 • 其他

27. 水资源分区 以水资源三级区套地级行政区界线，全国共划分为1062个计算分区，作水资源规划的基本单元 各流域和省级行政区进一步细化为4000多个计算单元

28. 全国各流域片（分区）年降水量、径流量统计表全国各流域片（分区）年降水量、径流量统计表 流域片名称 平均年降水量(mm) 平均年径流深(mm) 50%保证率年径流量(108m3) 75%保证率年径流量(108m3) 径流均值占全国百分数(%) 黑龙江流域片 495.5 129.1 1119.0 863.0 4.3 辽河流域片 551.0 141.1 472.0 380.0 1.8 海河、滦河流域片 559.8 90.5 268.0 199.0 1.1 黄河流域片 464.4 83.2 642.0 563.0 2.4 淮河流域片 859.6 225.1 689.0 496.0 2.7 长江流域片 1070.5 526.0 9417.0 8656.0 35.1 珠江流域片 1544.3 806.9 4640.0 4120.0 17.3 浙闽台诸河片 1758.1 1066.3 2507.0 2097.0 9.4 西南诸河片 1097.7 687.5 5853.0 5380.0 21.6 内陆诸河片 153.9 32.0 1060.0 1004.0 3.9 额尔齐斯河流域 394.5 189.6 97.0 78.0 0.4

29. 全国各地区水能资源蕴藏量及可能开发量统计表全国各地区水能资源蕴藏量及可能开发量统计表

30. 二、特点 水资源特点1：总量并不丰富，人均占有量更低 特点2：年内年际分配不均，旱涝灾害频繁 特点3：地区分布不均，水土资源不相匹配 水能资源特点1：总量丰富，开发不足 特点2：地区分布不均，与经济发展不匹配 特点3：江河来水量时间分布不均

31. 1．4 我国水资源开发利用的成就和展望 一、历史 二、成就 三、展望

32. 一、历史 我国历史悠久，通过长期的生产斗争，逐步积累了大量兴水利、除水害的宝贵经验，陆续兴建了不少举世闻名的水利工程。 例如：四川岷江上的都江堰、纵贯南北的大运河和沟通湘江与漓江的灵渠等。 在水能的利用方面，早在2000～3000年前，在我国已经出现了用来磨粉和提水灌溉的水磨、筒车等古老的水力机械。 但几千年的封建制度极大地阻滞了我国水利科技事业的发展。

33. 一、历史 • 新中国成立以前： 仅有大型水库6座，中小型水库17座 灌溉面积1600 hm2 江河堤防和海堤总长4.2万km，残破，防洪标准低 水电装机容量仅16.3万kW

34. 二、成就（截至2011年底） • 水库88605座，总库容7201亿m3 其中大型544座，库容5506亿m3，占76.5% 中型3259座，库容921亿m3，占45.2% • 水闸各类水闸43300座（大型1062座） • 堤防30万km • 供水 蓄、引、提等水利工程供水量5998亿m3 • 灌排 有效灌溉面积60348万hm2；30万亩以上大型灌区433处

35. 二、成就（截至2011年底） • 水电站装机2.31亿kW，年发电量6626亿kW.h， 占电力总装机21.83%。 • 其他 水土流失综合治理面积达到110万km2

36. 二、成就 丹江口水库枢纽位于长江第一大支流——汉江上，河南省淅川县和湖北省丹江口市交界处，于1958年始建，1973年竣工，总库容81亿m3，是亚洲最大的人工湖，也是南水北调中线的水源地，近期输水95亿m3 ，远期130亿m3 。

37. 二、成就 新安江水电站位于浙江省建德市，1957年4月开工，1959年大坝合拢蓄水，1960年4月，第一台机组并网发电，装机容量为85.5万kW，它是我国自己设计、自制设备建设起来的第一座大型水力发电站。

38. 二、成就 荆江大堤，位于湖北省荆州市，是上起枝城下至湖南城陵矶约340km的长江堤防。大堤直接保护荆北平原500万人口和800万亩耕地，以及许多城镇和其他重要资源的防洪安全，1954年险情2440处，1998年90处。1984年到现在共完成投资约7亿元。

39. 二、成就 京密引水渠，建成于20世纪60年代，是北京供水的大动脉。起自密云水库白河主坝，下游经颐和园的昆明湖，在海淀区罗道庄与永定河引水渠相汇合，构成北京市完整的输水系统,全长112.7km，每年向北京市区输送饮用水3.3亿m3。

40. 三、展望 1、水资源规划及利用方面的问题 （1）洪水灾害依然频繁，并有加重的趋势 （2）水资源供需矛盾依然突出，制约社会经济的发展 （3）水体污染依然严重，水环境状况仍不乐观 （4）水土流失尚未得到有效控制，生态脆弱 （5）基础设施还不完善，资源开发程度尚不高

41. 三、展望 2、前景 三峡、小浪底 南水北调（东、中、西线） 西部巨型水电工程 西电东送（南、中、北线）

42. 1.5 本课程内容与任务 1.课程性质水利水电工程专业的一门专业课 2.课程任务在掌握工程水文内容的基础上学习水资源规划及利用的基本理论、基本知识，初步掌握这方面的分析计算方法，毕业后，经过一段生产实际的锻炼能从事这方面的技术和管理工作。

43. 1.5 本课程内容与任务 • 3.课程内容资源水利 ——水资源开发、利用、治理、节约、配置、保护 主要内容 • 根据国民经济发展对开发利用水资源提出的实际要求以及水资源本身的特点和客观情况，并根据《中华人民共和国水法》的规定，研究如何经济合理地综合治理河流、综合开发水资源，确定水利水电工程的合理开发方式、开发规模和可以获得的效益，以及拟订水利水电工程的合适运用方式等。

44. 1.5 本课程任务和主要内容 3.课程内容水资源及其综合利用的基本概念（第一章） 水资源评价（第二章） 水资源综合规划内容、水资源供需平衡分析（第三章） 综合利用水库兴利调节计算（第四章） 防洪减灾规划（第五章） 水能利用及水电站主要特征参数选择（第六章） 河流综合利用规划及水库群水利水能计算（第七章） 水库调度及水资源管理与保护（第八章） 水资源系统分析的基本知识等（第九章）