關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、經驗總結法等研究方法，分析了中國水資源概況和工程建筑物等相關問題，解決了眾多關于水資源和工程建筑物的相關問題。

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害的發生，興修高水平水利設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，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展。

關鍵詞：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狀及水利設施的建造及其功能以幫助人們對中國的水資源現狀有一個更好地認識，加強人們的節水環保的意識，并了解水利設施的建造及其作用。

1 中國水資源概況分析

1、中國水資源的主要特點：中國水資源現狀總量為28124億立方米。中國目前有16個省（區、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（寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇）人均水資源量低于500立方米。中國水資源地區分布也很不平衡，長江流域及其以南地區，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，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

（1）供需矛盾日益加劇 首先是農業干旱缺水。隨著經濟的發展和氣候的變化，中國農業，特別是北方地區農業干旱缺水狀況加重。目前，全國僅灌區每年就缺水300億立方米左右。其次是城市缺水。由于城市化發展，2030年城市化水平將達到40%左右，城市工業和生活用水比例將進一步提高，農業用水基本維持現狀水平。據統計，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，每年影響工業產值約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，預測2030年城鎮生活用水定額為218升/人日，農村生活用水定額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，全國農業灌溉年用水量約3800億立方米，占全國總用水量近70%。全國農業灌溉用水利用系數大多只有0.3-0.4左右。很多發達國家實現了科學化、自動化，灌溉水的利用系數達到0.7～0.8。其次，工業用水浪費也十分嚴重。目前我國工業萬元產值用水量約80億立方米，是發達國家的10～20倍；我國水的重復利用率為40%左右，而發達國家為75～85%。

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

（4）水資源缺乏合理配置 華北地區水資源開發程度已經很高，缺水對生態環境己造成了影響。目前黃河斷流日益嚴重，卻每年調出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，區域間的水資源的調配要依靠包括調水工程在內的統一規劃和合理布局。

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

3、中國水資源可持續利用對策

（一）節約用水 （二）保護水資源。 （三）全面規劃 （四）加強管理 （五）調整產業結構 （六）跨流域調水 （七）控制工程 （八）科技創新 （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節水流、防治水害、開發利用水資源的建筑物。水工建筑物是實現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。主要有水力發電專用建筑物，如前池、調壓室、壓力水管、水電站廠房；灌溉和供水專用建筑物，如節制閘、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發揮作用的建筑物，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.水利建設成就：

自古以來中國人民就有治水的傳統，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，中國水利建設進入大發展時期。近50年來，興建了大量的水利基礎設施，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。這些水利建設在防洪保安、城鄉供水、水力發電、內河航運、水土保持、生態建設、海港、水產、娛樂等方面，為國民經濟持續快速健康發展、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濟安全提供了有力支撐，發揮了重要保障作用。同時，也為水利學研究提供了廣闊的發展空間。

4、作用

水利工程與國計民生息息相關，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，常會造成重大災害。多年的生產和生活實踐經驗證明，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是除水害和興水利，前者主要是防止洪水泛濫和漬澇成災；后者則是從多方面利用水資源為人民造福。

5.設計

水工建筑物設計包括：①選址，即壩址、閘址、洞線、渠線等的選擇；②選型，即選定建筑物的結構形式，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結構計算，即計算建筑物的強度、穩定和剛度等；⑥進行工程細部設計、確定地基處理方案和觀測設計等。對大中型工程還應有水力模型試驗和結構試驗配合驗證。

在進行結構計算之前，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。設計時，需要根據實際情況，按其出現的機率進行不同的組合。設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，而在拱壩設計中，則必須列為一項主要荷載。

3 結語

總之，在水資源方面我國還是應該采取重視的態度，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》 《全球分析網》 《中國水利網》

[2]李宗坤 孫明權 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。