關(guān)于對中國水資源概況和工程建筑物的初步探討

梁圣辰

摘 要：本論文通過文獻研究法、跨學科研究法、經(jīng)驗總結(jié)法等研究方法，分析了中國水資源概況和工程建筑物等相關(guān)問題，解決了眾多關(guān)于水資源和工程建筑物的相關(guān)問題。

中國水資源總量為2.8萬億立方米，排在世界第6位，而人均占有量非常少，才2240立方米，居世界第108位。為解決水資源問題和災(zāi)害的發(fā)生，興修高水平水利設(shè)施及加強人們對水資源及水利的認識是行之有效的方法。

在全國人民的共同努力下，水利建設(shè)取得了令人矚目的成就。特別是跨世紀特大型水利樞紐黃河小浪底、長江三峽工程的建設(shè)，治淮、治太等一大批重點水利工程的開工，水利投人的不斷增大，這一切都標志著水利將快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水資源；水利水電；工程建筑物；施工；管理

在此介紹中國水資源現(xiàn)狀及水利設(shè)施的建造及其功能以幫助人們對中國的水資源現(xiàn)狀有一個更好地認識，加強人們的節(jié)水環(huán)保的意識，并了解水利設(shè)施的建造及其作用。

1 中國水資源概況分析

1、中國水資源的主要特點：中國水資源現(xiàn)狀總量為28124億立方米。中國目前有16個?。▍^(qū)、市）人均水資源量（不包括過境水）低于嚴重缺水線，有6個省、區(qū)（寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇）人均水資源量低于500立方米。中國水資源地區(qū)分布也很不平衡，長江流域及其以南地區(qū)，國土面積只占全國的36.5%，其水資源量占全國的81%；其以北地區(qū)，國土面積占全國的63.5%，其水資源量僅占全國的19%。

2、中國水資源開發(fā)利用中存在的問題導致中國水資源面臨嚴峻的形勢與挑戰(zhàn)

（1）供需矛盾日益加劇 首先是農(nóng)業(yè)干旱缺水。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和氣候的變化，中國農(nóng)業(yè)，特別是北方地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱缺水狀況加重。目前，全國僅灌區(qū)每年就缺水300億立方米左右。其次是城市缺水。由于城市化發(fā)展，2030年城市化水平將達到40%左右，城市工業(yè)和生活用水比例將進一步提高，農(nóng)業(yè)用水基本維持現(xiàn)狀水平。據(jù)統(tǒng)計，在全國663個建制市中，有400個城市供水不足，其中110個嚴重缺水，年缺水約100億立方米，每年影響工業(yè)產(chǎn)值約2000億元。最重要的當然是人口的增長。2030年我國人口將達到高峰，接近16億，預(yù)測2030年城鎮(zhèn)生活用水定額為218升/人日，農(nóng)村生活用水定額114升/人日，則2030年生活用水量為951億立方米。

（2）用水效率不高 目前，全國農(nóng)業(yè)灌溉年用水量約3800億立方米，占全國總用水量近70%。全國農(nóng)業(yè)灌溉用水利用系數(shù)大多只有0.3-0.4左右。很多發(fā)達國家實現(xiàn)了科學化、自動化，灌溉水的利用系數(shù)達到0.7～0.8。其次，工業(yè)用水浪費也十分嚴重。目前我國工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量約80億立方米，是發(fā)達國家的10～20倍；我國水的重復(fù)利用率為40%左右，而發(fā)達國家為75～85%。

（3）水環(huán)境惡化 由于部分地區(qū)地下水開采量超過補給量，全國已出現(xiàn)地下水超采區(qū)164片，總面積18萬平方公里，并引發(fā)了地面沉降、海水入侵等一系列生態(tài)問題。

（4）水資源缺乏合理配置 華北地區(qū)水資源開發(fā)程度已經(jīng)很高，缺水對生態(tài)環(huán)境己造成了影響。目前黃河斷流日益嚴重，卻每年調(diào)出90億立方米水量接濟淮河與海河，因此，對水資源的合理配置和布局，區(qū)域間的水資源的調(diào)配要依靠包括調(diào)水工程在內(nèi)的統(tǒng)一規(guī)劃和合理布局。

（5）經(jīng)濟發(fā)展與生產(chǎn)力布局考慮水資源條件不夠 在計劃經(jīng)濟體制下，過去工業(yè)的布局，沒有充分考慮水資源條件，不少耗水大的工業(yè)卻布置在缺水地區(qū)；耗水大的水稻卻在缺水地區(qū)盲目發(fā)展，人為加劇了水資源合理配置的矛盾。

3、中國水資源可持續(xù)利用對策

（一）節(jié)約用水 （二）保護水資源。 （三）全面規(guī)劃 （四）加強管理 （五）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) （六）跨流域調(diào)水 （七）控制工程 （八）科技創(chuàng)新 （九）市場機制 （十）知識與資金投入

2 縱談水利工程及水工建筑物

1.定義：水工建筑物是控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害、開發(fā)利用水資源的建筑物。水工建筑物是實現(xiàn)除害興利的各項水利工程的重要組成部分。

2.分類：

①通用性水工建筑物。主要有擋水建筑物，如各種壩、堤和海塘；泄水建筑物，如各種溢流壩、溢洪道、泄水隧洞、分洪閘；進水建筑物，也稱取水建筑物，如進水閘、深式進水口、水泵站；輸水建筑物，如引（供）水隧洞、渠道及輸水管道；河道整治建筑物，如丁壩、順壩、護岸、導流堤。

②專門性水工建筑物。主要有水力發(fā)電專用建筑物，如前池、調(diào)壓室、壓力水管、水電站廠房；灌溉和供水專用建筑物，如節(jié)制閘、沉沙池、沖沙閘；港口專用建筑物，如防波堤、碼頭、船塢、船臺；過壩專用建筑物及設(shè)施，如船閘、升船機、筏道及魚道等。上述兩類均屬于長期使用的建筑物，稱為永久性水工建筑物；另有一些僅在施工期短時間內(nèi)發(fā)揮作用的建筑物，如圍堰、導流隧洞等，稱為臨時性水工建筑物。有些水工建筑物的功能并非單一的，難以嚴格區(qū)分其類型，如各種溢流壩，既是擋水建筑物，又是泄水建筑物；有時施工導流隧洞可以改建成永久性的泄水或引水隧洞等。

3.水利建設(shè)成就：

自古以來中國人民就有治水的傳統(tǒng)，四川都江堰樞紐工程、陜西的鄭國渠灌溉工程、廣西的靈渠運河、京杭大運河等均始于公元前。公元年間相繼建有黃河大堤等各種水利工程。進入20世紀，尤其是新中國成立后，中國水利建設(shè)進入大發(fā)展時期。近50年來，興建了大量的水利基礎(chǔ)設(shè)施，截至2000年底，全國已修建8萬多座水庫，加固和新修堤防20多萬公里，農(nóng)田灌溉面積達到5.5萬公頃；水電裝機容量達到7600多萬千瓦。這些水利建設(shè)在防洪保安、城鄉(xiāng)供水、水力發(fā)電、內(nèi)河航運、水土保持、生態(tài)建設(shè)、海港、水產(chǎn)、娛樂等方面，為國民經(jīng)濟持續(xù)快速健康發(fā)展、社會安定、人民生活水平的提高、改革開放順利進行和國家經(jīng)濟安全提供了有力支撐，發(fā)揮了重要保障作用。同時，也為水利學研究提供了廣闊的發(fā)展空間。

4、作用

水利工程與國計民生息息相關(guān)，而水工建筑物又決定著水利工程能否安全有效地運行。大型或重要的水工建筑物失事，常會造成重大災(zāi)害。多年的生產(chǎn)和生活實踐經(jīng)驗證明，解決水資源在時間和空間上的分配不均勻，以及來水和用水的不相適應(yīng)的矛盾，最根本的措施就是興建水利利工程。水利工程的根本任務(wù)是除水害和興水利，前者主要是防止洪水泛濫和漬澇成災(zāi)；后者則是從多方面利用水資源為人民造福。

5.設(shè)計

水工建筑物設(shè)計包括：①選址，即壩址、閘址、洞線、渠線等的選擇；②選型，即選定建筑物的結(jié)構(gòu)形式，如壩型可在各種混凝土壩、土石壩以及其他合適的形式中進行選擇比較，而對某一種壩型還需在各種不同的形式中進行遴選；③樞紐布置，即確定樞紐中各個建筑物之間的合理位置；④水力計算，即校核過流能力、計算水面曲線或壓坡線等；⑤結(jié)構(gòu)計算，即計算建筑物的強度、穩(wěn)定和剛度等；⑥進行工程細部設(shè)計、確定地基處理方案和觀測設(shè)計等。對大中型工程還應(yīng)有水力模型試驗和結(jié)構(gòu)試驗配合驗證。

在進行結(jié)構(gòu)計算之前，需要確定建筑物承受的荷載。作用在水工建筑物上的荷載主要有：自重（包括建筑物自身和永久設(shè)備的重量）、靜水壓力、揚壓力、動水壓力、冰壓力、 泥沙壓力、 浪壓力、地震力、溫度荷載、土壓力等。設(shè)計時，需要根據(jù)實際情況，按其出現(xiàn)的機率進行不同的組合。設(shè)計不同類型的水工建筑物對荷載的考慮不盡相同。如溫度荷載，在重力壩設(shè)計中除施工期的溫度控制措施外，一般可以不予考慮，而在拱壩設(shè)計中，則必須列為一項主要荷載。

3 結(jié)語

總之，在水資源方面我國還是應(yīng)該采取重視的態(tài)度，并且多多興建水利工程及水工建筑物，只有這樣我國才會在水利方面蒸蒸日上！

參考文獻

[1]《中國水利水電工程網(wǎng)》 《全球分析網(wǎng)》 《中國水利網(wǎng)》

[2]李宗坤 孫明權(quán) 郝紅科 吳澤寧《水利水電工程概論》 黃河水利出版社 2005.1

[3]王臘春 史運良 王棟 張興奇 《中國水問題》，東南大學出版社 2007.1

[4]天津大學祁慶和主編 《水工建筑物》，第2版，水利電力出版社，北京，1986

[5]Μ.Μ.格里申 水利水電科學研究院譯《水工建筑物》，上冊、下冊，水利電力出版社，北京，1984、1986。

梁圣辰

摘 要：本論文通過文獻研究法、跨學科研究法、經(jīng)驗總結(jié)法等研究方法，分析了中國水資源概況和工程建筑物等相關(guān)問題，解決了眾多關(guān)于水資源和工程建筑物的相關(guān)問題。

中國水資源總量為2.8萬億立方米，排在世界第6位，而人均占有量非常少，才2240立方米，居世界第108位。為解決水資源問題和災(zāi)害的發(fā)生，興修高水平水利設(shè)施及加強人們對水資源及水利的認識是行之有效的方法。

在全國人民的共同努力下，水利建設(shè)取得了令人矚目的成就。特別是跨世紀特大型水利樞紐黃河小浪底、長江三峽工程的建設(shè)，治淮、治太等一大批重點水利工程的開工，水利投人的不斷增大，這一切都標志著水利將快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水資源；水利水電；工程建筑物；施工；管理

在此介紹中國水資源現(xiàn)狀及水利設(shè)施的建造及其功能以幫助人們對中國的水資源現(xiàn)狀有一個更好地認識，加強人們的節(jié)水環(huán)保的意識，并了解水利設(shè)施的建造及其作用。

1 中國水資源概況分析

1、中國水資源的主要特點：中國水資源現(xiàn)狀總量為28124億立方米。中國目前有16個?。▍^(qū)、市）人均水資源量（不包括過境水）低于嚴重缺水線，有6個省、區(qū)（寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇）人均水資源量低于500立方米。中國水資源地區(qū)分布也很不平衡，長江流域及其以南地區(qū)，國土面積只占全國的36.5%，其水資源量占全國的81%；其以北地區(qū)，國土面積占全國的63.5%，其水資源量僅占全國的19%。

2、中國水資源開發(fā)利用中存在的問題導致中國水資源面臨嚴峻的形勢與挑戰(zhàn)

（1）供需矛盾日益加劇 首先是農(nóng)業(yè)干旱缺水。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和氣候的變化，中國農(nóng)業(yè)，特別是北方地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱缺水狀況加重。目前，全國僅灌區(qū)每年就缺水300億立方米左右。其次是城市缺水。由于城市化發(fā)展，2030年城市化水平將達到40%左右，城市工業(yè)和生活用水比例將進一步提高，農(nóng)業(yè)用水基本維持現(xiàn)狀水平。據(jù)統(tǒng)計，在全國663個建制市中，有400個城市供水不足，其中110個嚴重缺水，年缺水約100億立方米，每年影響工業(yè)產(chǎn)值約2000億元。最重要的當然是人口的增長。2030年我國人口將達到高峰，接近16億，預(yù)測2030年城鎮(zhèn)生活用水定額為218升/人日，農(nóng)村生活用水定額114升/人日，則2030年生活用水量為951億立方米。

（2）用水效率不高 目前，全國農(nóng)業(yè)灌溉年用水量約3800億立方米，占全國總用水量近70%。全國農(nóng)業(yè)灌溉用水利用系數(shù)大多只有0.3-0.4左右。很多發(fā)達國家實現(xiàn)了科學化、自動化，灌溉水的利用系數(shù)達到0.7～0.8。其次，工業(yè)用水浪費也十分嚴重。目前我國工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量約80億立方米，是發(fā)達國家的10～20倍；我國水的重復(fù)利用率為40%左右，而發(fā)達國家為75～85%。

（3）水環(huán)境惡化 由于部分地區(qū)地下水開采量超過補給量，全國已出現(xiàn)地下水超采區(qū)164片，總面積18萬平方公里，并引發(fā)了地面沉降、海水入侵等一系列生態(tài)問題。

（4）水資源缺乏合理配置 華北地區(qū)水資源開發(fā)程度已經(jīng)很高，缺水對生態(tài)環(huán)境己造成了影響。目前黃河斷流日益嚴重，卻每年調(diào)出90億立方米水量接濟淮河與海河，因此，對水資源的合理配置和布局，區(qū)域間的水資源的調(diào)配要依靠包括調(diào)水工程在內(nèi)的統(tǒng)一規(guī)劃和合理布局。

（5）經(jīng)濟發(fā)展與生產(chǎn)力布局考慮水資源條件不夠 在計劃經(jīng)濟體制下，過去工業(yè)的布局，沒有充分考慮水資源條件，不少耗水大的工業(yè)卻布置在缺水地區(qū)；耗水大的水稻卻在缺水地區(qū)盲目發(fā)展，人為加劇了水資源合理配置的矛盾。

3、中國水資源可持續(xù)利用對策

（一）節(jié)約用水 （二）保護水資源。 （三）全面規(guī)劃 （四）加強管理 （五）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) （六）跨流域調(diào)水 （七）控制工程 （八）科技創(chuàng)新 （九）市場機制 （十）知識與資金投入

2 縱談水利工程及水工建筑物

1.定義：水工建筑物是控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害、開發(fā)利用水資源的建筑物。水工建筑物是實現(xiàn)除害興利的各項水利工程的重要組成部分。

2.分類：

①通用性水工建筑物。主要有擋水建筑物，如各種壩、堤和海塘；泄水建筑物，如各種溢流壩、溢洪道、泄水隧洞、分洪閘；進水建筑物，也稱取水建筑物，如進水閘、深式進水口、水泵站；輸水建筑物，如引（供）水隧洞、渠道及輸水管道；河道整治建筑物，如丁壩、順壩、護岸、導流堤。

②專門性水工建筑物。主要有水力發(fā)電專用建筑物，如前池、調(diào)壓室、壓力水管、水電站廠房；灌溉和供水專用建筑物，如節(jié)制閘、沉沙池、沖沙閘；港口專用建筑物，如防波堤、碼頭、船塢、船臺；過壩專用建筑物及設(shè)施，如船閘、升船機、筏道及魚道等。上述兩類均屬于長期使用的建筑物，稱為永久性水工建筑物；另有一些僅在施工期短時間內(nèi)發(fā)揮作用的建筑物，如圍堰、導流隧洞等，稱為臨時性水工建筑物。有些水工建筑物的功能并非單一的，難以嚴格區(qū)分其類型，如各種溢流壩，既是擋水建筑物，又是泄水建筑物；有時施工導流隧洞可以改建成永久性的泄水或引水隧洞等。

3.水利建設(shè)成就：

自古以來中國人民就有治水的傳統(tǒng)，四川都江堰樞紐工程、陜西的鄭國渠灌溉工程、廣西的靈渠運河、京杭大運河等均始于公元前。公元年間相繼建有黃河大堤等各種水利工程。進入20世紀，尤其是新中國成立后，中國水利建設(shè)進入大發(fā)展時期。近50年來，興建了大量的水利基礎(chǔ)設(shè)施，截至2000年底，全國已修建8萬多座水庫，加固和新修堤防20多萬公里，農(nóng)田灌溉面積達到5.5萬公頃；水電裝機容量達到7600多萬千瓦。這些水利建設(shè)在防洪保安、城鄉(xiāng)供水、水力發(fā)電、內(nèi)河航運、水土保持、生態(tài)建設(shè)、海港、水產(chǎn)、娛樂等方面，為國民經(jīng)濟持續(xù)快速健康發(fā)展、社會安定、人民生活水平的提高、改革開放順利進行和國家經(jīng)濟安全提供了有力支撐，發(fā)揮了重要保障作用。同時，也為水利學研究提供了廣闊的發(fā)展空間。

4、作用

水利工程與國計民生息息相關(guān)，而水工建筑物又決定著水利工程能否安全有效地運行。大型或重要的水工建筑物失事，常會造成重大災(zāi)害。多年的生產(chǎn)和生活實踐經(jīng)驗證明，解決水資源在時間和空間上的分配不均勻，以及來水和用水的不相適應(yīng)的矛盾，最根本的措施就是興建水利利工程。水利工程的根本任務(wù)是除水害和興水利，前者主要是防止洪水泛濫和漬澇成災(zāi)；后者則是從多方面利用水資源為人民造福。

5.設(shè)計

水工建筑物設(shè)計包括：①選址，即壩址、閘址、洞線、渠線等的選擇；②選型，即選定建筑物的結(jié)構(gòu)形式，如壩型可在各種混凝土壩、土石壩以及其他合適的形式中進行選擇比較，而對某一種壩型還需在各種不同的形式中進行遴選；③樞紐布置，即確定樞紐中各個建筑物之間的合理位置；④水力計算，即校核過流能力、計算水面曲線或壓坡線等；⑤結(jié)構(gòu)計算，即計算建筑物的強度、穩(wěn)定和剛度等；⑥進行工程細部設(shè)計、確定地基處理方案和觀測設(shè)計等。對大中型工程還應(yīng)有水力模型試驗和結(jié)構(gòu)試驗配合驗證。

在進行結(jié)構(gòu)計算之前，需要確定建筑物承受的荷載。作用在水工建筑物上的荷載主要有：自重（包括建筑物自身和永久設(shè)備的重量）、靜水壓力、揚壓力、動水壓力、冰壓力、 泥沙壓力、 浪壓力、地震力、溫度荷載、土壓力等。設(shè)計時，需要根據(jù)實際情況，按其出現(xiàn)的機率進行不同的組合。設(shè)計不同類型的水工建筑物對荷載的考慮不盡相同。如溫度荷載，在重力壩設(shè)計中除施工期的溫度控制措施外，一般可以不予考慮，而在拱壩設(shè)計中，則必須列為一項主要荷載。

3 結(jié)語

總之，在水資源方面我國還是應(yīng)該采取重視的態(tài)度，并且多多興建水利工程及水工建筑物，只有這樣我國才會在水利方面蒸蒸日上！

參考文獻

[1]《中國水利水電工程網(wǎng)》 《全球分析網(wǎng)》 《中國水利網(wǎng)》

[2]李宗坤 孫明權(quán) 郝紅科 吳澤寧《水利水電工程概論》 黃河水利出版社 2005.1

[3]王臘春 史運良 王棟 張興奇 《中國水問題》，東南大學出版社 2007.1

[4]天津大學祁慶和主編 《水工建筑物》，第2版，水利電力出版社，北京，1986

[5]Μ.Μ.格里申 水利水電科學研究院譯《水工建筑物》，上冊、下冊，水利電力出版社，北京，1984、1986。