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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，内陆地区年际变化较大，而以内陆盆地年际变化最大。
干湿状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。
三、我国土壤、植被及土地利用
覆盖一个地区植物群落的总称叫做植被。
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、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。
四、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100km的河流达5万多条，流域面积超过1000km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，其名称及机关为上海市。
长江，全长6397km，发源于青藏高原唐古拉山湘、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
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，如鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖等。
鄱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，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。
水文水资源
一、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。
二、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，它们互相联系，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、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。
水文循环过程中某区域在任一时段内，输入的水量等于输出的水量与蓄水变量之和，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，是水文循环的一个环节，可分为水平输送（水汽输送的主要形式）和垂直输送（成云致雨的重要条件）。
三、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。
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最重要和最经常利用的水资源，全球江河年径流量约为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。
四、水资源开发利用
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
目前，对水资源承载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。
五、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
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。
我国节水型社会建设，重点是建立健全以水资源总量控制与定额管理为核心的水资源管理体系，与水资源承载能力相适应觉节水的社会行为规范体系。
水污染是指污染物进入水体，引起水体的物理、化学或生物特性的改变，影响水的正常用途或损害水环境质量，甚至危害人体健康、动植物安全的现象。
防治水污染的研究重点是对污染物在水中迁移与转化规律、污染物对人体和其他生物的健康影响、水质监测的新方法与新技术以及控制水污染的有效措施等领域的研究。
六、水资源可持续利用
可持续发展是指既满足当代人的需求又不损害后代人满足需求的能力。
换句话说，就是指经济、社会、资源和环境保护协调发展，它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。
为使水资源的可持续利用能保障环境和经济的可持续发展，应当注意近期效益与远景效益的兼顾，从而使水资源的开发利用在时间尺
尺度上是可持续的；
要有助于促进该地区的经济社会发展与环境、生态保护的协调性，从而在发展目标间是可持续的；
要有助于促进总收益分配的社会公平性，从而在不同团体间是可持续的。
七、水能资源
广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋热能等资源；
狭义的水能资源是指河流水能资源。
在自然状态下，水能资源的能量消耗于克服水流阻力，冲刷河床、海岸，运送泥沙与漂浮物等。
采取一定的工程措施，可以将水能变为机械能或电能，为人类服务。
水力发电是将河流、湖泊或海洋等水体所蕴藏的水能转变为电能的工程技术，其原理
主要因素是流量与水头。
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水利工程
一、蓄水工程
1.蓄水工程的主要功能
天然情况下，江河来水量时空分布不均，它与人们用水在时间和水量分配上往往存在着矛盾，解决这种矛盾的主要措施是兴建蓄水工程，也称水库工程。
兴建水库是在江河适当地点修建挡水建筑物，拦截水流，抬高上游水位，形成具有一定库容的水库。
水库在其上游来水多时，把多余的水量蓄起来，然后根据各用水部门要求适时适量地供水；
在汛期还可以起到削减洪峰，减轻下游洪涝灾害的作用；
同时，也可以利用大量的蓄水和抬高水位来满足水力发电、航运以及水产等
和水量上重新分配的过程，称为水库的径流调节，以达到防洪、供水、发电、航运、水产等综合利用的目的。
2.蓄水工程的主要设施及作用
为满足综合利用要求，蓄水工程一般由挡水、泄水、输水、专门建筑物组成，它们各自具有不同的作用，但在工程运行中又彼此相互配合，形成一个以拦河坝为主体的多种水工建筑物组成的综合体，称为蓄水枢纽工程或水库枢纽工程，也称为水利枢纽工程。
挡水、泄水和输水建筑物是组成蓄水枢纽工程必不可少的一般性水工建筑物；
专道、鱼道等建筑物。
挡水建筑物用以拦截水流、抬高水位、形成水库，承载着巨大的水压力等荷载作用来维持自身及其地基的安全稳定和强度要求，如各种类型拦河坝。
拦河坝按其结构特点可分为重力坝、拱坝、支墩坝和土石坝；
按泄水条件分为溢流坝和非溢流坝；
按筑坝材料分为当地材料坝（如土坝、堆石坝、土石坝、浆砌石坝）和非当地材料坝（如混凝土坝、橡胶坝）；
按施工方法和结构形式又可分为多种坝型。
各种坝型尽管结构形式和材料不同，但在各种可能荷载组合下都应该是安全的，坝体各部位的应力应变均应是材料和结构所允许的。
作用在挡水建筑物的各种外力荷载，按其特性及出现概率大小分为基本荷载和特殊荷载两类。
出现概率大，经常起作用的称为基本荷载；
出现概率小，偶然起作用的称为特殊荷载。
有的荷载对于不同类型建筑物的作用是
横缝的重力坝设计中一般可不必考虑。
泄水建筑物是用以宣泄水库不能容纳的多余洪水或超过调蓄水位多余的水量，以保证工程安全运行，如各种溢洪道、溢流坝、泄洪隧洞等。
溢洪道可以与挡水建筑物相结合，位于河床中，称为河床溢洪道（或坝身溢洪道，即溢流坝），这种溢洪道是混凝土重力坝、拱坝常溢洪道外，还可以根据不同泄水功能要求，河岸溢洪道，河岸溢洪道从流态的区别可分为正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式溢洪道、虹吸式溢洪道。
各种不同型式的溢洪道各有其不同的特点和适用条件，在设计中结合河岸的地形、地质、进出口水流条件、泄量大小和技术经济综合分析比较，选择合适的泄水建筑物。
泄水隧洞是指水库枢纽中穿越河岸山
有压隧洞（沿隧洞全程以满洞有压流态过水的水工隧洞，圆形断面）和无压隧洞（洞内水流呈明流状态的水工隧洞，城门洞形或马蹄形）。
泄洪隧洞工作闸门和检修时挡水的检修闸门。
有压隧洞的工作闸门常设于出口，
门挡水时，洞内为无水状态，便于检查和维修。
检修闸门均设在进口，且位于工作闸门上游。
无压隧洞的洞身断面多采用圆拱直墙形，即城门洞形，当岩石条件较差时也可做成马蹄形断面。
有压隧洞水压力较大，为改善衬砌受力条件，一般都采用圆形断面。
二、引（输）水工程
引（输）水工程指从江河、湖泊等地表水源地引水并输送水到各用水地区，以满足灌溉、工业及生活用水需求的工程体系，主要包括引水枢纽和输水建筑物。
1.引水枢纽
引水枢纽或取水枢纽，是从河道取水的水利枢纽，其作用是获取符合水量及水质要求的河水，以满足各用水户的要求。
引水枢纽分为无坝引水和有坝引水两大类。
当河道枯水期的水位和流量能满足取水要求时，可直接在河岸修建引水枢纽，当不能满足上述要求时，则须修建雍水坝或拦河坝，用来抬高水位以满足取水要求。
无坝引水枢纽主要由进水闸、冲沙闸、沉沙池及上下游河岸整治等水工建筑物组成；
有坝取水枢纽通常由雍水坝（或拦河闸）、进水闸、冲沙闸等雍水、取水以及各种防沙设施组成。
2.输水建筑物
输水建筑物即输送水的建筑物，如输水渠道、输水隧洞、输水管道等。
各种不同类型的输水建筑物可根据地形、地质条件、地貌环境和输水规模合理选择。
对于长距离输水工程，有可能同时选用多种型式的输水建筑物，形成一个综合型的输水系统，
渠道、隧洞、管道俱全。
以输水渠道为代表，修建在渠道上的其他水工建筑物称为渠系建筑物。
按其作用主要分为三类：
（1水闸、量水堰、测流槽等。
（2）交叉建筑物。
渠道水流穿过山梁或跨越溪谷、河流、渠道、交通道路时所修建的建筑物，如隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞等。
（3）连接建筑物。
渠道通过落差集中处或坡度较陡地段所修建的建筑物，如跌水、陡坡等。
物及安全设施。
渠系建筑物的形式选择，应根据工程的目标任务，全面考虑地形、地质、建筑材料、施工条件、运用管理、安全经济等各种因素，通过综合比较确定。
三、提水工程
提水工程即泵站工程，是利用机电提水设备增加水流能量，通过配套设施将水体由低处提升至高处，以满足兴利除害要求的水利工程。
它被广泛地应用于防汛排涝、抗旱减灾、农业灌排、市政供排水、工业生产用水及跨流域调水等许多方面。
正在进行建设的南水北调东线工程，包括13个梯级泵站，总配套动力达36.6万kW,是目前我国最大的提水工程。
泵站工程一般由进水建筑物、泵房、出水建筑物、交通及附属建筑物等组成泵站枢纽。
其主要设施及作用：
1.进水建筑物
进水建筑物包括取水建筑物、引水建筑物、前池、进水池、进水管（流）道等。
取水建筑物建于水源岸边或水中，结构型式有取水头部、进水闸、进水涵洞等,其作用是取水、防沙、防洪、调节流量、控制水位及检修时截断水流。
引水建筑物有引水涵管、明渠等,其作用是自水源引水至前池，并创造良好的水流状态。
前池是引水建筑物与进水池的联结段，其作用是平稳水流，避免强烈的回流和漩涡出现。
进水池的作用是供水泵的进水管（流道）或水泵直接进水。
进水管（流）道包括进水管道、进水流道（大型泵站），其作用是从进水池平顺地引水，供给水泵。
2.泵房建筑物
泵房建筑物是安装主机组、辅助设备及电气设备的建筑物，它为机组运行和工作人员提供良好的工作环境。
主机组包括水泵、传动设备及动力机，是泵站的核心。
主机组将外来能量转换为提升水体的能量。
3.出水建筑物
出水建筑物包括出水管（流）道、出水池或压力箱涵,
水泵抽出的水体压向出水池，消除管口出流余能，使之平顺地流入输水管渠或容泄区，并设有防止停机倒流设备。
提水泵站的设计参数主要是设计流量和设计扬程,它们是水泵选型和泵站建筑物设计的依据,并直接影响到泵站规模、设备投资及泵站效益。
因此，设计流量和设计扬程的选择，也需要根据泵站功能，科学合理地分析计算后确定。
泵是一种流体机械，抽吸水体的泵称为水泵。
水泵的种类很多，性能范围十分广泛，按作用原理可分为叶片式泵、容积式泵以及射流泵、水锤泵等。
其中，叶片式泵是应用最广泛的水泵。
叶片泵按叶轮对液体的作用原理，又分为离心泵、轴流泵及混流泵三种基本泵型。
离心泵属于高扬程叶片泵，其扬程范围从十几米到数千米，流量相对较小。
轴流泵属于低扬程叶片泵，其扬程范围从一米到十几米，流量较大。
混流泵性能介于离心泵和轴流泵之间。
在设计中，泵型选择可根据设计扬程、设计流量、机组大小、台数、工作效率、水力特性、维修管理、工程投资、运行费用等综合分析比较选定。
合理地设计泵房，对节约工程投资，延长机电设备使用寿命，保证安全和经济运行都具有重要意义。
影响泵房结构型式的主要因素有水泵及动力机的类型与构造、水源水位变化、站址地基条件、枢纽布型泵房、块基型泵房、干室型泵房、湿室型泵房。
四、水力发电工程
水力发电工程是将河流中水体所蕴藏的水能转换为电能而修建的力发电站，简称“水电站”。
开发水电的主要措施是集中水头、调节径1.水电站的主要设施及作用
（1）挡水建筑物：
用于集中水头，调节径流的建筑物。
一般为坝或闸。
（2）引水建筑物：
用以将水源地用于发电的水量引送到水轮机室的建筑物。
一般有明渠、隧洞、管道等。
（3生产设施的建筑物，通常由主厂房和副厂房组成，小型水电站也可不设副厂房。
（4）水轮发电机组：
用于将水能转变为机械能再转化为电能的水力机械发电设备。
由水轮机、发电机及其机械、电气控制设备组成的成套水力发电设备。
（5）变压、配电设施：
用于安装变压器的变压器场及安装高压开关的开关站。
2.
（1）坝式水电站：
其水头由拦河坝来集中，并直接从坝前取水发站。
（2
引水道是否有压，又可分为无压引水式水电站和有压引水式水电站。
（3）混合式水电站：
由拦河坝和引水道共同集中水头的水电站。
防洪抗旱
一、洪灾及涝灾1.洪水灾害成因及特征
洪水是一种峰高量大、水位急剧上涨的自然现象。
洪水一般包括江河洪水、城市暴雨洪水、海滨河口的风暴潮洪水、山洪、凌汛等。
就发生的范围、强度、频次、对人类的威胁性而言，我国的大部分地区以暴雨洪水为主。
天气系统的变化是造成暴雨，进而引发洪水的直接原因，而流域下垫面特征和兴修水利工程可间接或直接地影响洪水的特征及其特性。
洪灾具有以下四个特征：
不确定性、共沾性或社会性、地域性和损失多样性。
2.涝灾成因
农田的涝或渍是一定的气候、水文、土壤、地形、土地利用的综合结果。
高强度或长历时的雨量产生的径流，上游地区下泄的水量，河道决堤或漫溢，均可以造成地面积水成涝。
当地下水位高、土壤入渗率低、地势低洼、排水条件差时，涝灾情况尤为严重。
二、洪水预报与防汛管理
洪水预报一般分为河段洪水预报和降雨径流预报。
河段洪水预报方法是以河槽洪水波运动理论为基础，预报河段下游某站的水位和流量的方法。
降雨径流预报方法则是按降雨径流形成过程的原理，利用流域内的降雨资料，预报出流断面的洪水的方法。
洪灾不但造成物质财富损失，还可能威胁到人民生命，在相当一个时期内产生一系列不良后果，打乱社会秩序。
因此，当汛期来临时，有关部门都把防汛工作放在各项工作的首位。
由于洪水发生的大小及其发生时间具有随机性，要彻底防止洪灾是不可能的。
因此，防洪的目的主要在于防止某一防洪标准下的洪水灾害和减少超标洪水的损失。
防洪工作实行全面规划、统筹兼顾、预防为主、综合治理、局部利益服从全局利益的原则。
国务院水行政主管部门在国务院的领导下，负责全国防洪的组织、协调、监督、指导等日常工作。
国务院水行政主管部门在国家确定的重要江河、湖泊设立的流域管理机构，在所管辖的范围内行使法律、行政法规规定和国务院水行政主管部门授权的防洪协调和监督管理职责。
国务院建设行政主管部门和其他有关部门在国务院的领导下，按照各自的职责，负责有关的防洪工作。
县级以上地方人民政府水行政主管部门在本级人民政府的领导下，负责本行政区域内防洪的组织、协调、监督、指导等日常工作。
县级以上地方人民政府建设行政主管部门和其他有关部门在本级人民政府的领导下，按照各自的职责，负责有关的防洪工作。
三、旱灾
1.旱灾成因
植物耗水多于吸水，导致植物体内水分过度亏缺而受害的现象称为干旱。
其主要原因是长时期降水偏少，造成气候干燥，土壤缺水，使农作物体内水分发生亏缺，影响正常生长发育，从而造成农业减产。
2.抗旱
农田旱情是农业生产中至关重要的因素，而土壤水分含量则是农田旱情的重要指标。
旱情监测主要是对土壤水分进行监测，用以判断作物缺水状况。
土壤水分的测定方法很多，但大致可分为取样测定法和定位测定法两大类。
取样测定法常用的主要是烘干法，定位测定法包括非放射性方法和放射性方法。
近年来，遥感技术也应用到土壤水分的监测中。
旱情预报是对农作物耕作层土壤水分的增长和消退程度进行预报，目前常用的方法多为探求土壤含水量的变化规律及其与主要影响因素之间的关系，预报单站或区域未来土壤水分的增减情况及其对作物生长的影响程度。
我国北方地区在缺乏灌溉的条件下，土壤“水库”的主要水源几乎全部来自于大气降水，如土壤不能充分保住雨季的降水，就会发生土壤干旱。
通过加强农田水利基本建设、改良土壤、改进耕作栽培技术、运用秸秆、地膜覆盖保墒和田间集水保墒等措施可以减少旱情对农业的影响。
农村水利
一、农田灌溉
1.土壤水与土壤含水量
吸附于土壤颗粒上和存在于土壤孔隙中的水，称为土壤水。
土壤水有吸湿水、薄膜水、毛管水、重力水等四种类型。
土壤水是循环水的一部分，也是作物需水的基本来源。
土壤水主要来源于大气降水和灌溉等。
大气中的水汽凝结和借毛管力上升的地下水，也可成为土壤水。
研究土壤水的变化规律，对农田灌溉、除涝防渍、治理盐碱地和改善生态环境有一定作用。
土壤含水量是研究土壤水运动和变化规律的基础数据。
土壤含水量常用重量含水量和容积含水量表示。
孔隙全部被充满水的田间土壤，经过一定时间排水后所能持留的水量叫田间持水量，通常以该土层内的平均土壤含水量表示。
它是有效土壤水范围的上限。
在灌溉管理中以田间持水量作为控制灌水定额的允许最大土壤含水量。
这种情况下不产生深层渗漏。
土壤允许最小含水量应大于凋萎系数，一般取田间持水量的60％。
2.作物需水与灌溉制度
作物全生育期或某一时段内正常生长所需要的水量叫做作物需水量。
由于构成作物组织的水量很少，可以忽略不计，常以作物蒸腾与株间蒸发量之和，即蒸发蒸腾量作为作物需水量。
作物需水量是决定作物灌溉制度、灌溉用水量和灌溉引水流量的基本参数，也是制定水
过实测途径取得。
缺乏实测资料时，也可采用水面蒸发量等气象因子通过经验公式计算得出。
根据作物需水量特性和当地气候、土壤、农业技术及灌水技术等因素制定的灌水方案叫灌溉制度。
灌溉制度主要包括灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额。
灌溉制度是规划和设计灌溉工程的基本资料，也是编制和执行灌区用水计划的重要依据。
制定灌溉制度有3种方法：
一是根据当地灌溉实践经验；
二是依据灌溉试验资料；
三是利用农田水量平衡原理分析计算。
3.灌水技术
灌水技术是指把渠道或管道中的灌溉水分配到田间各地块所采取的技术措施，也叫灌水方法。
灌水技术大致可分为两类，第一类是地面灌溉，它是把水引进畦田，灌水沟或格田，让水在地面流动过程中或停留一段时间渗入土壤。
旱作物采取的沟灌、畦灌、草场的漫灌，水稻采用的格田灌溉都属于这类方法。
由于这种方法简便，是目前应用最普遍的一种灌水技术。
第二类是用管道把具有一定压力的灌溉水输送到田间，再采用喷头或灌水器把水喷洒（滴）到作物根系集中区的土壤，包括喷灌、微喷、滴灌等，它属于机械化、半机械化或自动化灌水技术。
具有省工、省地、省水、有利于促使作物增产等多种优点。
作为与现代农业相配套的灌水技术，逐步推广应用。
二、农业节水
水、田间灌溉过程的节水、作物生长水分转化过程的节水、用水管理的节水和农艺措施的节水等
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