水利

1994年水利部审查通过了《南水北调中线工程可行性研究报告》，在《审查意见》中指出：“下阶段应抓紧进行必要的补充工作，编制总干渠总体设计和丹江口水库续建等单项工程初步设计分别报审”。根据这一要求，长江委和总干渠沿线有关省市开展了初步设计工作。勘测工作：目前已完成初设阶段全线的外业工作，渠线带状地形测图，大型河渠交叉建筑物地质勘察报告已组织专家审查验收，地质勘察、测量成果已提交设计使用。水文工作：进行了大量的外业调查、观测、测量及内业分析计算工作，汉江水资源评价及丹江口加高库区回水水面线复核，陶岔渠首的施工设计洪水、总干渠交叉河流设计洪水，穿黄工程设计洪水及施工期洪水等分析计算均已完成，初设水文专题报告已通过专家审查验收。科研工作：针对中线工程中的重点、难点技术问题，如丹江口高坝加高新老砼结合试验，穿黄隧洞结构试验等。根据设计要求开展了大量的设计科研和特殊科研。使新材料、新工艺、新技术、新方法得以在设计中应用。规划设计工作：编制完成了《南水北调中线工程总干渠总体布置》。总体布置确定了总干渠渠道线路、总干渠分段流量规模及分水口门流量规模、建筑物工程总布置、总干渠沿线特征水位及水头分配、总干渠工程等级及设计标准等。同时还完成了渠道工程设计及大部分单项建筑物的初步设计，尚未组织审查验收和汇总。丹江口枢纽加高初步设计已在1994年前完成待审。穿黄工程也已完成不同方案的初步设计工作。水利一词最早见于战国末期问世的《吕氏春秋》中的《孝行览•慎人》篇，但它所讲的“取水利”系指捕鱼之利。约公元前104～前91年,西汉史学家司马迁写成《史记》，其中的《河渠书》（见《史记•河渠书》）是中国第一部水利通史。该书记述了从禹治水到汉武帝黄河瓠子堵口这一历史时期内一系列治河防洪、开渠通航和引水灌溉的史实之后,感叹道：“甚哉水之为利害也”,并指出“自是之后，用事者争言水利”。从此,水利一词就具有防洪、灌溉、航运等除害兴利的含义。现代由于社会经济技术不断发展,水利的内涵也在不断充实扩大1933年，中国水利工程学会第三届年会的决议中就曾明确指出：“水利范围应包括防洪、排水、灌溉、水力、水道、给水、污渠、港工八种工程在内。”其中的“水力”指水能利用,“污渠”指城镇排水。进入20世纪后半叶,水利中又增加了水土保持、水资源保护、环境水利和水利渔业等新内容，水利的含义更加广泛。因此，水利一词可以概括为：人类社会为了生存和发展的需要，采取各种措施，对自然界的水和水域进行控制和调配，以防治水旱灾害，开发利用和保护水资源。研究这类活动及其对象的技术理论和方法的知识体系称水利科学。用于控制和调配自然界的地表水和地下水，以达到除害兴利目的而修建的工程称水利工程。水利与人类水是一切生命的源泉，是人类生活和生产活动中必不可少的物质。在人类社会的生存和发展中，需要不断地适应、利用、改造和保护水环境。水利事业随着社会生产力的发展而不断发展，并成为人类社会文明和经济发展的重要支柱。原始社会生产力低下，人类没有改变自然环境的能力。人们逐水草而居，择丘陵而处，靠渔猎、采集和游牧为生，对自然界的水只能趋利避害，消极适应。进入奴隶社会和封建社会后，随着铁器工具的发展，人们在江河两岸发展农业,建设村庄和城镇,遂产生了防洪、排涝、灌溉、航运和城镇供水的需要，从而开创和发展了水利事业。18世纪开始的产业革命，带来了科学和技术的发展。一些国家开始进入以工业生产为主的社会。水文学、水力学、应用力学等基础学科的长足进步，各种新型建筑材料、设备、技术，如水泥、钢材、动力机械、电气设备和爆破技术等的发明和应用，使人类改造自然的能力大为提高。而人口的大量增长，城市的迅速发展，也对水利提出了新的要求。19世纪末，人们开始建造水电站和大型水库以及综合利用的水利枢纽，水利建设向着大规模、高速度和多目标开发的方向发展。水利工程曾包括在土木工程学科之内，与道路、桥梁、公用民用建筑并列。水利工程具有下列特点：水工建筑物受水作用，工作条件复杂；施工难度大；各地的水文、气象、地形、地质等自然条件有差异，水文、气象状况存在或然性，因此大型水利工程的设计，总是各有特点,难于划一；大型水利工程投资大、工期较长,对社会、经济和环境有很大影响，既可有显著效益，但若严重失误或失事，又会造成巨大的损失或灾害。由于水利工程具有自身的特点，以及社会各部门对水利事业日益提出更多和更高的要求，促使水利学科在20世纪上半叶逐渐形成为独立的科学。二次世界大战以后,随着各国经济的恢复和发展,以及系统论、控制论、信息论等新理论和电子计算机、遥感、微波通信等新技术的出现，水利事业进入蓬勃发展的新时期。但是在某些地方由于对水土资源的过量开发，或未能有效地进行保护，已造成恶果。例如：大量侵占江河湖泊水域,降低了防洪能力；滥伐滥垦森林草原,加剧了水土流失；工矿排放有毒废水，污染了水源；超量开采地下水，造成了水源危机等。因此，水利又面临许多新的课题。通观历史，人类与水一直存在着既适应又矛盾的关系。随着人类社会的不断发展，人与水的矛盾也在不断变化，需要不断地采取水利措施加以解决，而每一次大规模的成功的水利实践，都会进一步提高水利在人类发展过程中的重要地位。世界水利地球上的水量是丰富的，但是淡水量仅占2.5％,而参与全球水循环的动态水量又仅为淡水量的1.6％,约为577万亿m其中降落在陆地上以径流为主要形式的水量，多年平均为47万亿m。这部分水量逐年循环再生，是人类开发利用的主要对象。然而这部分水量中约有三分之二是以暴雨和洪水形式出现,不仅难以大量利用,且常带来严重的水灾。世界上不同地区因受自然地理和气象条件的制约，降雨和径流量有很大差异，因而产生不同的水利问题。非洲是高温干旱的大陆。水资源按面积平均在各大洲中为最少,不及亚洲或北美洲之半,并集中在西部的扎伊尔河等流域。除沿赤道两侧雨量较多外，大部分地区少雨,沙漠面积占陆地的三分之一。解决缺水问题,为非洲多数国家的首要任务。非洲有世界上最长的河流─尼罗河。尼罗河的水资源哺育了埃及的古文明，至今仍与埃及经济息息相关。亚洲是面积大、人口多的大陆，雨量分布很不均匀。东南亚及沿海地区受湿润季风影响,水量较多,但因季节和年际变化雨量差异甚大，汛期的连续雨常造成江河泛滥。如中国的长江、黄河，印度的恒河等都常为沿岸人民带来灾难。防洪问题成为这些地区的沉重负担。中亚、西亚及内陆地区干旱少雨,以致无灌溉即无农业,必须采取各种措施开辟水源。北美洲的雨量自东南向西北递减，大部分地区雨量均匀，只有加拿大的中部、美国的西部内陆高原及墨西哥的北部为干旱地区。密西西比河为该洲的第一大河，洪涝灾害比较严重，美国曾投入巨大的力量整治这一水系，并建成沟通湖海的干支流航道网。在美国西部的干旱地区，修建了大规模的水利工程，对江河径流进行调节，并跨流域调水，保证了工农业的用水需要。在加拿大和美国境内，水能资源丰富，开发程度也较高。南美洲以湿润大陆著称，径流模数为亚洲或北美洲的两倍有余，水量丰沛。北部的亚马孙河是世界第一大河，流域面积及径流量均为世界各河之冠，水能资源也较丰富，但流域内人烟较少，水资源有待开发。其他各河水量也较充裕,修建在巴拉那河上的伊泰普水电站,装机容量为1260万kW，为世界最大的水电站。欧洲绝大部分地区具有温和湿润的气候，年际与季节降雨量分配比较均衡，水量丰富，河网稠密。欧洲人利用优越的自然条件，发展农业、开发水电、沟通航运，使欧洲的经济有较快的发展。长期以来，世界各地的人们，在不同的历史时期和不同的自然条件下，为着不同的目的，修建了大量的各种类型的水利工程。特别是第二次世界大战之后，在短短几十年中所修建的工程之多，速度之快,规模之大,技术水平之高，均超过以往的历史阶段，并取得巨大的效益。在许多江河上建成了数以万计的水库,总库容达6万亿m，大大增加了对径流的调节能力。通过水库、堤防、河道整治、分蓄洪水等综合措施，提高了许多江河的抗洪能力。如中国的黄河素以善淤善决善徙著称，过去平均每三年两次决口，灾害频繁，被称为“中国的忧患”。经过整治,已四十余年安澜。又如美国的密西西比河,洪水经常泛滥,经过修建一系列防治工程,使1973年和1983年发生大洪水时，减少洪灾损失各在百亿美元以上。在灌溉和排水方面，战后发展较快。1950年世界的灌溉面积为14.4亿亩，占世界耕地总面积的7％,到1986年已增至35亿亩，占耕地总面积的17％，其粮食产量占全世界总产量的40％，其产值达全世界农业总产值的一半。水力发电在20世纪初仍为新兴事业。1950年全世界水电装机约为7120万kW，到1986年已增至5.67亿kW，占世界可能开发的水能资源总数22.6亿kW的25％，但开发程度很不平衡。西欧一些发达国家如瑞士、法国、意大利、英国等，水能开发程度都已超过90％；而水能资源较丰富的发展中国家，开发程度还很低。水运是世界上较早开发的运输方式，受到各国的重视。如苏联的伏尔加河、北美的密西西比河、中国的长江、欧洲的多瑙河等，内河航运均较发达。19世纪后半叶和20世纪初，苏伊士运河和巴拿马运河先后通航，大大缩短了大西洋和印度洋及太平洋之间的海运航程，促进了世界水运的发展。当代世界第一大港荷兰的鹿特丹港，年吞吐量已达3亿t。在筑坝技术方面,战后发展很快,坝高和坝体规模都大大突破了过去的水平。据国际大坝委员会1986年登记，坝高15m以上的大坝约为3.6万座，其中坝高在200m以上的有26座。世界最高的坝是苏联于1989年建成的罗贡坝，坝高335m。与此同时，许多国家对于水土保持、水资源保护以及结合水利工程发展渔业和旅游业等均较重视，并取得不同程度的效益。水利在中国中国位于亚洲东部，地势西高东低，季风气候明显。降水季节集中，年际变化很大，地区分布不均。东南沿海地区年雨量约1800mm,西北内陆不及200mm。水资源主要来自大气降水，年平均总量为28100亿m,居世界第六位。中国雨热同步的气候条件、江河的丰沛水资源及江河中下游的广大冲积平原，都给中华民族的繁衍发展带来了有利条件。但水土资源的开发也伴随着与水旱灾害的斗争。人口的增长又增加了对水土资源开发的压力。至20世纪80年代，因人口众多，人均占有水资源量仅为世界人均值的四分之一。特别是水资源与土地资源的分布不相协调,南方水多而耕地少,北方水少而耕地多。如长江及其以南地区，江河径流量占全国的83％，但耕地只占33％；长江以北地区，耕地占全国的67％，但江河径流量仅占17％。这些都成为今后发展的制约因素。水利在中国有着重要地位和悠久历史。历代有为的统治者，都把兴修水利作为治国安邦的大计。传说早在公元前21世纪，禹即主持治水,平治水土，疏导江河,三过家门而不入，一直为后人所崇敬。及至春秋战国时期，中国已先后建成一些相当规模的水利工程。其中如淮河的芍陂和期思陂等蓄水灌溉工程，华北的引漳十二渠灌溉工程，沟通江淮和黄淮的邗沟和鸿沟运河工程，以及赵、魏、齐等国修建的黄河堤防工程，都是这一时期的代表性水利建设。战国末期，秦国国力殷实，重视水利，及至统一中国，生产力更有较大发展。四川的都江堰、关中的郑国渠（郑白渠）和沟通长江与珠江水系的灵渠，被誉为秦王朝三大杰出水利工程。国家的昌盛，使秦汉时期出现了兴修水利的高潮。汉武帝瓠子堵口，东汉王景治河等都是历史上的重大事件。在甘肃的河西走廊和宁夏、内蒙古的黄河河套，也都兴建了引水灌溉工程。隋唐北宋五百余年间，是中国水利的鼎盛时期。社会稳定、经济繁荣，水利建设遍及全国各地，技术水平也有提高。隋朝投入巨大人力，建成了沟通长江和黄河流域的大运河，把全国广大地区通过水运联系起来，对政治、经济、文化的发展产生了深远影响。唐代除了大力维护运河的畅通，保证粮食的北运外，还在北方和南方大兴农田水利，包括关中的三白渠、浙江的它山堰等较大的工程共250多处。唐末以后,北方屡遭战乱，人口大量南移，使南方的农田水利迅速发展。太湖地区的圩田河网、滨海地区的海塘和御咸蓄淡工程，以及利用水力的碾、水碓等都有较大的发展。水利法规、技术规范已经出现，如唐《水部式》、宋《河防通议》等。从元明到清中期，中国水利又经历了六百年的发