第一节 水资源与水利工程

一、水资源

水是自然界一切生命赖以生存不可替代的物质，地球上的总储水量约为13.86亿km³，其中海洋水为13.38亿km³，约占全球总水量的96.5%。在余下的水量中，能够被人类利用的淡水量（地表水和浅层地下水）仅为0.047亿km³，约占全球总水量的0.34%。其余的则以冰川、永久积雪和多年冻土的形式储存。

根据2009年公布的数据，中国多年平均水资源总量为2.8万亿m³，其中河川多年平均年径流量为27115.3亿m³，次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚，居世界第6位。但人均水资源量约为2000m³（根据2015年人口统计数据计算），不足世界人均水资源量的1/4。按照国际公认的标准，人均水资源低于3000m³为轻度缺水，人均水资源低于2000m³为中度缺水，人均水资源低于1000m³为严重缺水，人均水资源低于500m³为极度缺水。总体上说，中国属于缺水国家。

同时，中国水资源的时空分布很不均匀。就空间分布来说，长江流域及其以南地区，水资源约占全国的80%，但耕地面积只为全国的36%左右；黄河、淮河、海河流域，水资源只有全国的8%，而耕地则占全国的40%。从时间分配来看，中国大部分地区冬、春少雨，夏、秋雨量充沛，降水量大都集中在5—9月，占全年雨量的70%以上，且多为暴雨。此外，随着近几十年基础设施的大规模建设，工农业生产方式的变化，水质污染和水土流失现象均较为严重。

二、水利工程

对自然界的地表水和地下水进行控制与调配，以达到兴利除害目的而修建的工程，称为水利工程。水利工程按其承担的任务可分为：防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、给排水工程、航道及港口工程、环境水利工程等。

1.防洪工程

防洪措施是防止或减轻洪水灾害损失的各种手段和对策，现代防洪措施包括工程防洪措施和非工程防洪措施。

工程防洪措施主要通过“上拦下排、两岸分滞”的方式来达到防洪减灾的目的。“上拦”是防洪的根本措施，它包括在流域范围内采取水土保持措施，有效减少地面径流；兴建水库拦蓄洪水，减少下泄流量。“下排”是指采取疏浚河道、修筑堤防等河道整治措施，提高河道泄洪能力。“两岸分滞”是指在河道两岸适当位置修建分洪闸、引洪道、滞洪区等，将超过河道安全泄量的洪峰流量通过泄洪建筑物分流到该河道下游或其他水系，或者蓄于滞洪区，以保证保护区的安全。图1-1为荆江分洪工程示意图。

非工程防洪措施是通过行政、法律、经济和洪水监测预报等手段，调整洪水威胁地区的开发利用方式，加强防洪管理，以减轻洪灾损失，节省防洪投资和工程维护管理费用。

2.农田水利工程

农田水利工程就是通过工程措施调节和改变地区水利条件和农田水分状况，使之符合发展农业生产的需要，一般包括：取水工程、输配水工程和排水工程。

3.水力发电工程

水力发电工程通常是通过筑坝或修引水道，集中流量并利用河段落差，引导水流通过电站厂房中安装的水轮发电机组，将水能转换为机械能和电能，然后通过输变电线路，把电能输送到电网或用户。

4.给排水工程

给水是将水从天然水源中取出，经过净化、加压，再用管网输送到城市和工矿企业等用水部门；排水是指排出工矿企业及城市中的废水、污水和地面雨水。给水必须满足国家用水水质、水量、水压要求，排水必须符合国家规定的污水排放标准。

5.航道及港口工程

航道及港口工程是为发展水上运输而兴建的各种工程设施。航道分为天然航道和人工运河两大类；港口按所处地理位置可分为内河港、河口港和海岸港。

6.环境水利工程

环境水利工程是为保护和改善水环境而修建的工程设施，主要包括：过鱼建筑物，人工孵育场和人工产卵场，为改善水生物环境的蓄水或排水工程，改善鱼类洄游和河口环境的排沙防淤工程，污水深水排放工程，景观工程等。