1、水利部职称考试辅导教材水利知识编制单位:出版单位:出版日期:水利部职称改革领导小组办公室中国水利水电出版社二八年八月第 I 页目 录1. 自然地理 11.1. 地势地貌 11.2. 我国气候 11.3. 我国土壤、植被及土地利用 21.4. 我国水系 21.5. 例题解析 32. 水文水资源 62.1. 水文基础知识 62.2. 水文循环 62.3. 水资源及其特性 62.4. 水资源开发利用 72.5. 水资源节约与保护 72.6. 水资源可持续利用 82.7. 水能资源 82.8. 例题解析 83. 水利工程 113.1. 蓄水工程 113.1.1. 主要功能 113.1.2. 主要设施及
2、作用 113.2. 引(输)水工程 133.2.1. 引水枢纽 133.2.2. 输水建筑物 133.3. 提水工程 143.3.1. 进水建筑物 143.3.2. 泵房建筑物 143.3.3. 出水建筑物 143.4. 水力发电工程 153.4.1. 水电站的主要设施及作用 153.4.2. 水电站的基本布置型式 163.5. 例题解析 174. 水利政策与法规 214.1. 水行政 214.1.1. 水行政立法 214.1.2. 水行政执法 214.1.3. 水行政司法 214.1.4. 水行政责任 214.1.5. 水行政行为 224.1.6. 水行政许可 224.1.7. 水行政处罚
3、224.1.8. 水行政监督 224.1.9. 水行政复议 22第 II 页4.2. 中华人民共和国水法 224.3. 中华人民共和国防洪法 244.4. 中华人民共和国水土保持法 254.5. 中华人民共和国水污染防治法 254.6. 例题解析 26未完待续。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。第 1 页1.自然地理1.1.地势地貌我国地势西高东低,自西向东逐级下降,形成一个层层降低的阶梯状斜面,成为我国地貌总轮廓的显著特征。青藏高原是我国地势的第一级阶梯,平均海拔 4000m 以上,素有“世
4、界屋脊”之称的珠穆朗玛峰海拔 8844.43m,为世界第一高峰,其北部与东部边缘分布有昆仑山脉、祁连山脉、横断山脉,是地势一级、二级阶梯的分界线。地势的第二级阶梯上分布着大型盆地和高原,平均海拔 10002000m。跨过第二级阶梯东缘的大兴安岭、太行山、巫山和雪峰山,向东直达太平洋沿岸,是我国地势的第三级阶梯,此阶梯上分布着广阔的平原,间有丘陵和低山,海拔多在 500m 以下。我国地势、地貌特点对河流的影响最显著。我国著名的江河大都发源于第一、第二级地形阶梯上,自西向东流注,沟通了东西之间的交通,加强了沿海与内陆的联系。在地势呈阶梯状急剧下降的地段,河流下切,坡大流急,峡谷栉比,水力资源丰富,
5、适于大型水利水电枢纽工程的梯级开发。1.2.我国气候我国的大部分地区位于北温带,气候温和,四季分明,大陆性季风气候是我国气候的主要特点。每年 9 月至次年 4 月,干寒的冬季风从西伯利亚和蒙古高原吹来,寒冷干燥,南北温差大;每年的 49 月,暖湿的夏季风从东部和南部海洋吹来,普遍高温多雨,南北温差甚小。年降水量的空间分布规律是从东南沿海向西北内陆递减,各地区差别很大。大致是沿海多于内陆,南方多于北方,山区多于平原,山地迎风坡多于背风坡。800mm 等降水量线在淮河秦岭青藏高原东南边缘一线;400mm 等降水量线在大兴安岭张家口兰州拉萨喜马拉雅山东南端一线。塔里木盆地年降水量少于 50mm,其南
6、部边缘的一些地区降水量不足 20mm;吐鲁番盆地的托克逊平均年降水量仅 5.9mm,是我国的“旱极” 。我国东南部有些地区降水量在1600mm 以上,台湾东部山地可达 3000mm 以上,是我国的“雨极” 。第 2 页降水量的时间变化表现在两个方面,即季节变化和年际变化。季节变化是一年内降水量的分配状况,其分配特征是南方雨季开始早,结束晚,雨季长,集中在 510 月;北方雨季开始晚,结束早,雨季短,集中在 78 月。全国大部分地区夏秋多雨,冬春少雨。年际变化是年与年之间的降水分配情况,大多数地区降水量年际变化较大,一般是多雨区年际变化较小,少雨区年际变化较大;沿海地区年际变化较小,内陆地区年际
7、变化较大,而以内陆盆地年际变化最大。干湿情况是反映气候特征的指标之一,一个地方的干湿程度由降水量和蒸发量的对比关系决定,降水量大于蒸发量,该地区就湿润,降水量小于蒸发量,该地区就干燥。干湿状况与天然植被类型及农业等关系密切。我国各地干湿状况差异很大,共划分为 4 个干湿地区:湿润区、半湿润区、半干旱区和干旱区。1.3.我国土壤、植被及土地利用覆盖一个地区植物群落的的总称叫做植被。地球上植被分布主要取决于气候和土壤。因此,地球上的气候带、土壤带、植被带是相互平行的,彼此对应的。在大尺度的宏观范围内,植被的分布规律遵循着纬向地带性、经向地带性和垂直地带性的规律。我国的耕地、林地、水域和建设用地主要
8、集中在东部和中部地带,而牧草地、未利用土地主要集中在西部地带。1.4.我国水系据统计,我国河流总长度约为 42 万 km,流域面积超过 100 万 km2的河流达 5 万多条,流域面积超过 1000km2的河流有 1500 多条。这些河流由水利部的派出机构,即“七大流域机构”进行管理,其名称及机关所在地分别为:长江水利委员会机关所在地为湖北省武汉市;黄河水利委员会机关所在地为河南省郑州市;海河水利委员会机关所在地为天津市;淮河水利委员会机关所在地为安徽省蚌埠市;珠江水利委员会机关所在地为广东省广州市;松辽水利委员会机关所在地为吉林省长春市;太湖流域管理局机关所在地为上第 3 页海市。我国的第一
9、大河长江,全长 6397km,发源于青藏高原唐古拉山主峰 各拉丹冬雪山西南侧,干流流经青、藏、滇、川、渝、鄂、湘、赣、皖、苏、沪等 11 个省、自治区、直辖市,注入东海;黄河全长 5464km,为我国第二大河,发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地,流经青、川、甘、宁、内蒙古、晋、陕、豫、鲁等 9 省、自治区,在山东省注入渤海。我国淡水湖泊主要分布在长江和淮河中下游,如潘阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖等。潘阳湖位于江西省北部、长江的南岸,湖水主要依赖地表径流和湖面降水补给,是我国第一大淡水湖。咸水湖泊有青海湖、呼伦湖、纳木错等湖泊。湖泊具有蓄洪、供水、养殖、航运、旅游、维护生态多样性等多种功能
10、,在整个经济社会持续发展中起着重要作用。我国国际河流主要分布在东北、西北和西南三大片区,如流经中俄边境的黑龙江、乌苏里江;流经中朝边境的图们江和鸭绿江;流经中缅边境的澜沧江、怒江;流经中哈边境的伊犁河;流经中吉边境的阿克苏河等。注:涉及国际河流的九个省:黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、新疆、西藏、云南、广西、新疆兵团;四个流域:松辽委、黄委的西北片区、长江委的西南片区、珠江委的西江片区。1.5.例题解析(1)气候变化影响水分循环,改变降水时空分布及强度,极易造成极端气候异常事件的发生,导致干旱、洪水的频次及强度增加,影响水资源供需平衡。注:全球气候变化引起气温增高,使得高山冰雪融化加快,导致海平面
11、上升,进而造成了水资源的三态(气态、液态和固态)变化,使水分循环发生了变化。气候变化不会使全球水分多少、水量大小发生变化,只会引起局部区域的一些变化。气候变化影响水分循环,改变降水时空分布及强度。(2)从山麓到山顶,温度、湿度、光照强度、风力、水分、土壤等随着海第 4 页拔的升高而发生变化。注:气候因素会影响土壤的变化,呈现出土壤垂直性地带规律。岩石的结构不会随海拔的升高而发生变化。(1)我国地势西高东低,自西向东逐级下降,形成一个层层降低的阶梯状斜面,将我国地形明显地分成第三级阶梯。(2)青藏高原属第一级阶梯,平均海拔约 4000m 以上,是世界上最高的大高原,号称“世界屋脊” 。(3)我国
12、的耕地、林地、水域和建设用地主要集中在东部和中部地带,而牧草地、未利用土地主要集中在西部地带。(4)地球上植被分布的地带性,不仅表现在因纬度和经度的不同而呈现的水平地带性,而且还表现在因海拔高度不同而呈现的垂直地带性。(5)一个国家或者地区水资源丰富还是匮乏,主要取决于降水,它是水资源的补给来源。(6)我国水资源时空分布与土地资源分布不相匹配,耕地面积的 1/2 以上处于水资源紧缺的干旱、半干旱地区。(7)我国约 1/3 的耕地面积位于洪水威胁的大江大河中下游地区,干旱和洪涝引发的自然灾害,是我国损失最为严重的自然灾害。(8)我国地处世界上最大的陆地欧亚大陆的东南部,地形复杂,疆土辽阔。(9)
13、秦岭、淮河以南属亚热带至热带地区,由于受到湿润季风的影响,气温和雨量自北而南递增,土壤带基本上随纬度变化,自北而南是黄棕壤、红壤和黄壤、砖红壤性红壤和砖红壤。(10)从山麓到山顶,随着海拔升高,温度逐渐下降,平均海拔每升高100m,温度下降 0.51 。(11)潘阳湖位于江西省北部、长江的南岸,是我国第一大淡水湖。第 5 页(12)我国的第一大河长江,全长 6397km,发源于唐古拉山主峰 各拉丹冬雪山西南侧,干流流经青、藏、滇、川、渝、鄂、湘、赣、皖、苏、沪等11 个省、自治区、直辖市,注入东海。(13)目前,在我国各大江河中泥沙含量最大的是黄河。(14)春季,海上暖湿空气开始活跃于我国沿海
14、,与内陆干冷空气相遇,常造成锋面雨和气旋降水。(15)纳木错湖位于我国西藏自治区境内。(1)我国三大平原分别为:东北平原、华北平原、长江中下游平原,它们分布在我国东部地势第三级阶梯上。由于位置、成因、气候条件等各不相同,在地形上也各具特色。(2)我国的丘陵较多,分布广泛,尤其东部地区较广。自北而南,有辽东丘陵、山东丘陵、江南丘陵和两广丘陵。(3)我国多种多样的温度带和干湿地区是气候复杂多样性重要标志。自北而南有寒温带、中温带、暖温带、亚热带、热带和独特的青藏高寒区。(4)气候变化将引起降水的地区、年内、时间、年际之间分布更加不平衡,将会使许多已经受到水资源胁迫的国家更加困难。(5)大陆性季风气
15、候显著的特点使我国夏季普遍高温、多雨、雨热同季。(6)我国从东南到西北受海洋季风和暖湿气流的影响程度逐渐减弱,依次有湿润区、半湿润区、半干旱区和干旱区。(7)我国七大江河是指:海河、辽河、松花江、黄河、淮河、长江、珠江。(8)目前正在建设的南水北调工程,将长江、黄河、海河、淮河 4 条水系连成四纵三横的供水网络。(9)我国主要的淡水湖有潘阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖。(10)流经中俄边境的国际河流有黑龙江和乌苏里江。第 6 页2.水文水资源2.1.水文基础知识水文学主要研究地球上水的形成、循环、时空分布、化学和物理性质以及水与环境的相互关系,为人类防治水旱灾害,合理开发和有效利用水资源,不断改善
16、人类生存和发展的环境条件提供科学依据。水文学既是地球科学中一门独立的基础科学,并与气象学、地质学、地理学、生态学等有着密切的联系;又是一门应用科学,广泛地为水利、农业、林业、城市、交通等部门服务。2.2.水文循环水文循环是指地球上的水分通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流等过程不断转化、迁移的现象。水文循环由一系列复杂的过程和路径组成,由海洋的、大陆的以及各种不同尺度的局部循环系统组成,它们相互联系,周而复始,形成庞大而复杂的动态系统。水文要素是构成某一时间的水文情势的主要因素,是描述水文情势的的主要物理量,包括各种水文变量和水文现象。降水、蒸发和径流是水文循环的基本要素。同时,把水位、流速、
17、流量、水温、含沙量、冰凌和水质等列为水文要素。水文要素通常由水文站网通过水文测验加以测定。水文循环过程中某一区域在任一时段内,输入的水量等于输出的水量和蓄水变量之和,即水量平衡。水汽输送为大气中的水分被气流从一个地区输送到另一地区,或从低空输送到高空的现象吗,是水文循环的一个环节,可分为水平输送和垂直输送,前者是水汽输送的主要形式,后者是成云致雨的重要条件。2.3.水资源及其特性地球上各种形态的天然水,包括大气中的水汽和水滴,海洋、湖泊、水库、河流、土壤、含水层和生物体中的液态水,冰川、积雪和永久冻土中的固态水,岩石中的结晶水。人类大量利用的是大气降水、河流、湖泊和水库水、土壤水和地下淡水。第
18、 7 页地球上水的储量很大,但 97.5%是海水,只有 2.5%的是淡水。而 2.5%的淡水中可供人类利用的淡水资源在数量上是有限的,不足世界淡水储量的 1%,即相当全球水储量的 0.007%。从我国水资源特点来看,主要有人均占有水量低、区域分布不均匀、与耕地和人口的分布不相匹配、年际变化大等特点。江河径流量是人类的重要和最经常利用的水资源,全球江河年径流量为46.8 万亿 m,我国约为 2.7 万亿 m。水资源可以通过水循环不断得到更新。水的更新周期将地球上水的储量分为:永久储量和可以更新的储量。可更新的储量包括大气降水、河流水、湖泊水、土壤水和浅层地下水,也是常指的可利用水资源。2.4.水
19、资源开发利用水资源开发利用是指通过各种措施对天然水资源进行治理、控制、调配、保护和管理等,在一定时间和地点供给符合质量要求的水量,为国民经济各部门所利用。开发利用水资源的基本原则之一就是合理配置水资源。目前,对水资源承载能力没有一个统一公认的定义,一般认为水资源承载力是指在一定流域或区域内,其自身的水资源能够持续支撑经济社会发展规模,并维系良好的生态系统的能力。这种承载能力不是无限的,必须要在保持可持续发展,也就是保证生态用水和环境用水的前提下,再去谈经济发展用水。水资源承载力是决定水资源可持续利用的先决条件,在发展经济的过程中,首先必须考虑水资源承载力,否则就会由于经济的发展而导致生态环境的破坏,最终影响经济的发展和人类的生存。2.5.水资源节约与保护水资源缺乏对我国经济社会发展的制约日趋明显,人们不得不改变过去单一的开源的做法,而采取节流、开源、保护并举的综合性措施,来满足经济社会对水的需求。因此,对水资源节约也就成为经济社会发展的客观需要。节水型社会是贯彻科学发展观、构建社会主义和谐社会、促进人与自然和谐发展的必然要求,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要组成部分。我