大学课程《水利工程概论》教学PPT课件：第1章 绪论

水利工程概论 水利工程概论 主讲人：XXX 教 授 专业带头人 高级工程师 一级建造师 土木工程师向家坝溪洛渡三 峡共29页 第1页 第二章 基础知识 第五章 取水建筑物 第六章 灌溉工程v本教材共有9个教学章：第四章 泄水建筑物 第七章 治河防洪工程 第三章 挡水建筑物 第一章 绪 论 第八章 水利工程施工 第九章 水利工程管理水利工程概论第一章 绪 论第一章 绪 论学习单元知识目标能力目标素质目标1.1 了解中国水资源的状况及特点；掌握水利工程的概念、类型原理；掌握各种类型水利工程的基本工作原理；具备独立思考、有效沟通与团队合作的能力；了解与本课程有关的时事议题，了解工程技术对环境、社会及全球的影响，了解本行业技术革新的信息；按时到课，遵守纪律，回答问题；认真完成练习布置任务，按时上交作业；养成科学严谨、实事求是的学习精神，具备一定的国际观及服务社会的信念与态度。1.2 了解水利工程建设成就与发展趋势；能例举一些古今中外著名的水利工程项目和它们的主要特征参数。1.3 了解水利建设基本程序和各阶段的主要任务。能够根据水利建设基本程序。共29页 第2页水利工程概论第一节 水资源与水利工程 第一节 水资源与水利工程一、水资源共29页 第3页水利工程概论地球水13.86亿km3海洋水13.38亿km3，占96.5%陆地水0.48亿km3，占3.5%陆地中淡水0.35亿km3，占总量2.52%可被利用的淡水资源0.047亿km3，占总量0.34%（一）地球水资源总量水资源包括自然界中所有的液态、气态和固态水。狭义：是指可供人们取用的、在一定时间内能够自然恢复和更新的地面及地下淡水。广义：北极冰川共29页 第4页第一节 水资源与水利工程水利工程概论1.总量多、人均少 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；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四分之一；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。（二）我国水资源的特点世界最大的淡水湖-苏必利尔湖共29页 第5页第一节 水资源与水利工程水利工程概论2.水资源在时间、空间上分布不平衡 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、淮、海流域，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。新疆 托克逊 年平均降雨量5.9 毫米台湾火烧寮年最大降雨量多达 8507毫米共29页 第6页第一节 水资源与水利工程水利工程概论区域水资源相对量人口相对量人均水资源量亩均水资源量长江以南81%54.7%4170 m3/人4134m3/亩北方地区14.443.2%938 m3/人454 m3/亩共29页 第7页第一节 水资源与水利工程水利工程概论3.水质污染和水土流失较为严重水质污染水土流失共29页 第8页第一节 水资源与水利工程水利工程概论二、水利工程 定义：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。分类（按其所承担的任务分）防洪工程 农田水利工程 水力发电工程 供水和排水工程 航道及港口工程 环境水利工程共28页 第9页第一节 水资源与水利工程水利工程概论上拦下排两岸分滞上拦长江三峡水库戴家洲河道 疏浚工程下排通过整治建筑物和其他措施，使河流满足防洪和兴利要求的工程1.防洪工程 “上拦”是在山地丘陵地区进行水土保持，拦截水土，有效地减少地面径流；在干、支流的中上游兴建水库拦蓄洪水，调节下泄流量不超过下游河道的过流能力。“下排”是疏竣河道，修筑堤防，提高河道泄洪能力，减轻洪水威胁。共29页 第10页第一节 水资源与水利工程水利工程概论上拦下排两岸分滞荆江分洪工程 “两岸分滞”是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，或者蓄于低洼地区（滞洪区），以保证河道两岸保护区的安全。共29页 第11页第一节 水资源与水利工程水利工程概论取水工程输水工程排水工程武都取水工程黄河打渔张取水工程 从河流、湖泊、水库、地下水等水源适时适量地引取水量，用于农田灌溉的工程称之为取水工程。2.农田水利工程：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。共29页 第12页第一节 水资源与水利工程水利工程概论取水工程输水工程排水工程人民胜利渠输水工程红旗渠分水闸 将一定流量的水流输送并配置到田间的建筑物的综合体称输水配水工程。共29页 第13页第一节 水资源与水利工程水利工程概论取水工程输水工程排水工程龙湾区蓝田排水闸杨家集排水沟 各级排水沟及沟道上的建筑物。其作用是将农田内多余水分排泄到一定范围以外，使农田水分保持适宜状态，满足通气、养料和热状况的要求，以适应农作物的正常生长。共29页 第14页第一节 水资源与水利工程水利工程概论万家寨水电站引水式水电站 通过筑坝或修引水道，集中流量和河段落差，并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，把电能输入到电网或用户。3.水力发电工程共29页 第15页第一节 水资源与水利工程水利工程概论城市排水管聊城东阿供水工程示意图 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；排水是指排除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。4.供水和排水工程共29页 第16页第一节 水资源与水利工程水利工程概论京杭大运河淮安段三峡永久船闸 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。5.航道与港口工程共29页 第17页第一节 水资源与水利工程水利工程概论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。过鱼道景观工程第二节 水利工程建设成就与发展第二节 水利工程建设成就与发展一、水利工程建设成就1.古代水利工程：都江堰、京杭大运河共29页 第18页水利工程概论都江堰水利枢纽工程京杭大运河共29页 第19页水利工程概论2.大江大河治理建设成就显著：三峡、小浪底、溪洛渡、向家坝等黄河干流工程分布图长江流域工程分布图小浪底工程三峡工程第二节 水利工程建设成就与发展共29页 第20页水利工程概论 3.调水工程：南水北调，引滦入津、入唐，引黄济青、入晋南水北调工程路线图都江堰水利工程 南水北调渠道工程 京杭大运河工程第二节 水利工程建设成就与发展共29页 第21页水利工程概论 4.2011年中央1号文件关于加快水利改革发展的决定，标志民生水利全面展开。5.根据2013年第一次全国水利普查资料，全国整修、新建各类江河堤防、海塘总长度为41.4万km（约为需修建堤防长度的1/3；水库9.8万座（10万m3以上），总库容9323亿m3；灌溉面积10.02亿亩；水电站4.68万座，装机容量3.33亿kw（为世界第一位），分别占水能理论蕴藏量6.94亿kw、技术可开发装机容量5.42万kw的48.0%和61.4%；水闸26.8万座（过闸流量1m3/s以上；泵站42.4万座；建成农村供水工程5887.46万处，总受益人口达8.12亿人；水土保持措施面积为99.16万km2，约为土壤侵蚀总面积的1/3。第二节 水利工程建设成就与发展共29页 第22页水利工程概论二、水利工程的发展方向 1.完善防洪减灾体系建设；2.加强水资源保障和农田水利基础设施建设；3.加大节水设施和水污染防治工程建设力度；4.提高水土保持与河湖生态修复工程建设水平；5.健全水法规体系，增强水利科技创新能力。第二节 水利工程建设成就与发展第三节 水利工程建设程序 第三节 水利工程建设程序共29页 第23页水利工程概论 基本建设程序是指工程从计划决策到竣工验收交付使用的全过程中，各项工作必须遵循的先后顺序。水利工程的建设程序，一般可分为项目建议书、可行性研究报告、初步设计、施工准备（包括招标设计）、建设实施、生产准备、竣工验收、后评价等8个工作阶段。建设基本程序见图1-3。共29页 第24页第三节 水利工程建设程序水利工程概论一、项目建议书阶段一、项目建议书阶段 项目建议书是对拟建项目有了初步设想后，向国家提出建设该项目的建议性文件。其主要作用从宏观上衡量分析项目建设的必要性和可能性，即分析其建设条件是否具备，是否值得投入资金和人力。即向国家推荐建设项目，供国家选择并确定是否进行下一步工作。项目建议书的编制一般由政府委托具有相应资格的设汁单位承担，并按国家规定的审批权限向主管部门申报审批。项目建议书一经批准，该项目即被列入围家或地方中长期发展规划，政府可组建项目筹备机构，进行可行性研究工作。共29页 第25页第三节 水利工程建设程序水利工程概论二、可行性研究报告阶段二、可行性研究报告阶段 可行性研究是指在工程项目决策之前，通过调查、研究等手段，对拟建项目在技术上是否可行、经挤上是否合理等进行科学地分析论证，并提出可行性研究报告和设计任务书，作为项目决策、筹措资金、初步设计等工作的基础和依据，可行性研究报告一般由项目法人或项目筹备机构组织编制，并应按国家规定的审批权限报批，可行性研究报告经有关部门审批通过后，拟建项目正式立项，可进入初步设计阶段。共29页 第26页第三节 水利工程建设程序水利工程概论三、初步设计阶段三、初步设计阶段 一般工程采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计；重大项目和技术复杂项目，可采用三阶段设计，即增加技术设计阶段。水利工程一般在初步设计完成之后（不需要等到施工图设计全部完成，但至少应满足3个月施工的要求），即可进行工程招投标。初步设计阶段是在可行性研究报告批准后，项目法人选择具备相应资质的勘测设计单位，以批准的设计任务书为依据，进行工程项目勘测，并对主要建筑物和设备的布置、结构形式、控制性尺寸、施工方案、移民安置及工程量计算等作初步设计，提出相应的设计文件，并编制项目的总概箅。技术设计是针对初步设计中的重大技术问题而进一步开展的设计工作。它是在进行科学研究、设备试制后取得可靠数据和资料的基础上，具体地确定初步设计中所采用的工艺、土建方面的主要技术问题，并编制修正概算。施工图设计是按初步设计或技术设计的设计原则、结构方案和控制尺寸，根据建筑安装工作的需要，分期分批地编制施工详图设计，使设计达到施工安装的要求。共29页 第27页第三节 水利工程建设程序水利工程概论四、施工准备阶段四、施工准备阶段 施工准备的任务是创造有利的施工条件，从技术、物质和组织等方面做好必要的准备，使建设项目能连续、均衡、有节奏地进行。主要工作内容有：征地、拆迁和场地平整；完成施工用水、电、路等工程；组织设备、材料订货；准备必要的设计图纸；组织施工招投标，择优选择施工单位。五五、建设实施阶段、建设实施阶段 在施工准备工作完成，建设工程具备开工条件并取得施工许可证后，主体工程方可正式开工，即进入建设实施阶段。建设实施阶段是指项目建设单位按照批准的建设文件组织工程建设，保证项目建设目标（质量、进度、成本）实现的过程。水利工程建设必须按照有关规定认真执行项目法人负责制、招标投标制、工程监理制等管理制度，确保工程质量。共29页 第28页第三节 水利工程建设程序水利工程概论六、生产准备阶段六、生产准备阶段 生产准备是工程项目投产前的一项