本书主要介绍现代水利建设中涉及的一些工程问题。内容包括我国水资源现状、我国水利建设的发展与成就、现代水资源利用、现代水利工程、现代水工新技术与新工艺、现代水工新材料与新设备。

前言

学习情境一我国水资源现状

【学习目标】

【学习任务】

【任务分析】

【任务实施】

一、全球水资源总体状况

二、我国水资源概况

三、我国水系

四、我国水资源利用现状

五、我国水资源污染现状

六、甘肃水资源概况

学习情境二我国水利建设的发展与成就

【学习目标】

【学习任务】

【任务分析】

【任务实施】

一、古代水利建设成就

二、现代水利建设成就

学习情境三现代水资源利用

【学习目标】

【学习任务】

【任务分析】

【任务实施】

一、水力发电

二、生活用水

三、工业用水

四、节水灌溉

五、水产养殖

六、雨水集流工程

七、微咸水利用

八、废污水利用

九、海水利用

学习情境四现代水利工程

【学习目标】

【学习任务】

【任务分析】

【任务实施】

一、水力发电工程

二、城市供水工程

三、农业灌溉工程

四、河道整治及防洪工程

五、雨水集流工程

六、废污水处理工程

七、调水工程(南水北调工程)

八、海水利用工程

学习情境五现代水工新技术与新工艺

【学习目标】

【学习任务】

【任务分析】

【任务实施】

一、概述

二、碾压混凝土技术

三、高边坡加固技术

四、工程爆破技术

五、地基处理新技术

六、测绘新技术

七、安全监测和安全评价技术

学习情境六现代水工新材料与新设备

【学习目标】

【学习任务】

【任务分析】

【任务实施】

一、新型混凝土外加剂

二、聚合物改性水泥砂浆

三、灌浆新材料

四、水工混凝土修补新材料

五、土工栅格与土工膜

六、水利工程施工机械

七、水力机械

参考文献 2100433B

根据水利的内涵及其在经济、社会发展中的地位、作用，水利科技具有下列特点。

1．水利科技内涵的广泛性

水利科技既涉及探讨人与自然复杂关系的人文社会科学层面，又包含了江河湖泊的规划、开发、治理与保护及水利工程的勘测、设计、施工、运行与管理等所需要的各种基础科学、应用科学与应用技术体系。水利科技融合了自然科学、工程科学、环境科学、管理科学、经济学与社会学等众多学科的内容。

2．水利科技效益的公益性、全局性和长远性

水利科技服务于国家的发展目标与行业的发展规划，而江河流域治理方略的科学决策、重大水利工程体系的合理布局与运用等，往往影响到广阔的区域与大量的人口，涉及国计民生中利害关系的调整、公共安全的保障、人与自然的和谐。正确的决策，往往会带来整体与长远的巨大效益；而决策的失误，也可能造成长期难以挽回的恶果，甚至陷入恶性的循环。

3．水利科技特点的区域性和流域性

人类的治水活动既要适应经济社会的发展规律，又要符合自然界的演变规律。对于不同特性的河流，治水的措施不能千篇一律；同一条河流的不同河段，治水的重点不会完全相同；即使同一条河流或同一个区域，在经济社会发展的不同阶段，治水的目标、要求、投入能力与管理水平也处于动态的变化之中。因而，水利科技必须依据流域、区域的特点来发展，切忌不同条件的照搬照抄。

4．水利科技的自主创新性

发达国家最近的治水理念，是在他们已经达到了经济高度发展，水资源得到充分利用和环境治理得到重视的条件下提出来的，我国与发达国家有着较大的差距。我国尚处于工业化时期，经济起点低，发展不平衡，人口与粮食需求极大，城市化进程异常迅猛，这些都使得我国水利科技遇到了比发达国家更为复杂、更为艰巨的新问题。因此，我国水利科技的发展，既要与时俱进，从发达国家的治水经历中吸取有益的经验，少走国外已经走过的弯路；也要坚持从基本国情出发，坚定地走自主创新之路。

5．水利管理科学的重要性

水的有效分配和利用，需要一个健全的管理体系，这需要国家为之付出很高的管理成本，市场经济改革进一步提高了这一成本。由于维持行政分配体系所需的管理成本严重不足，导致水的开发利用在很多情况下缺少制度约束，产生上、下游水冲突、水超采、水污染、水浪费和低效利用等结果，这些后果的累积和叠加就是所谓的“水危机”。因此，克服“水危机”的根本出路在于水治理模式的转型，即从过度依赖工程建设和扩大供给为主转向制度建设和激励节水为主，从以“控制”为核心的传统治理模式，转向以“良治”为目标的现代治理模式。例如防洪减灾从“控制洪水”向“洪水管理”的转变，水资源管理中的“供水管理”向“需水管理”“综合管理”的转变等。这就给水利科技提出了更为复杂的任务。

水利作为国民经济的基础设施和基础产业有了很大发展，为水利科技的发展提供了重要机遇。以三峡、小浪底工程为代表的大型水利枢纽的设计论证工作，提出了在极为复杂的地质、水流和泥沙等条件下建造巨型、大型水利枢纽的一系列高难度课题，带动了结构、岩土、水力学、机电、自动化等学科分支的长足发展。我国防洪减灾的艰巨任务，又为高新技术在灾害预报、监测及评估方面的应用，提供了广阔的发展空间。水利科技成就表现为以下两方面：

1．研究方向、内容和手段变化巨大

(1)研究内容既包括工程建设关键技术难题，又有水资源可持续利用宏观战略决策。

(2)科学研究组织从单一学科向交叉、综合、边缘学科发展，联合攻关。加强了科技成果的组装和集成。

(3)研究方法突破了以试验为主的传统方法，采用了试验、计算和现场观测相结合的技术路线。计算机技术得到了广泛的应用。

(4)科技成果转化率全面提高，周期缩短。水利科技开始面向经济、社会，实行全方位服务。

2．取得一系列重大成果

(1)水文水资源研究。水文测验技术的流量测验和雨量、水位观测技术全面改进，自动化程度和观测精度提高。泥沙测验技术和设备进步明显。水文基本数据采集取得进展，为建立国家水文数据库奠定了基础。在水文分析计算上，发展了洪峰、洪量和洪水过程随机模拟的综合分析法。在水资源研究上，探索了人类社会发展与生存环境演化过程中水供需矛盾的合理解决途径。

(2)水利水电工程建设。经过几十年的建设，我国的水利水电工程建设已在勘测、设计、科研、施工和安全监测等方面，建立了完整的技术体系，形成了具有中国特色的筑坝技术，许多技术取得突破性进展。

(3)防洪减灾研究。在暴雨洪水研究上，小尺度天气系统及大尺度气候环境的暴雨洪水分析和数值模拟取得大量成果。开展了旱情预报、土壤墒情监测技术、风暴潮、山洪、泥石流等灾害原因、机理、预报和对策等方面专题研究。

(4)节水灌溉和区域开发治理研究。从“六五”开始，节水灌溉技术开发及推广一直是水利科技的重点课题。农业高效节水技术包括工程措施、农业技术措施和管理措施三大类。工程措施包括，渠道防渗新型材料和结构，高效低耗防渗衬砌机械。

(5)水土保持研究。利用遥感和地理信息系统等高技术手段对我国西北部的黄土高原地区进行水土流失监测，基本掌握了土壤侵蚀的基本规律。在治理措施方面，结合群众经验，总结出由单一治理、局部治理，发展到以小流域为单元的综合治理体系，取得了丰富的经验。

(6)河流泥沙与河道整治研究。我国大部分河流的挟沙量较大，特别是黄河等北方河流，其挟沙量为世界罕见。通过长江、黄河等国家重点项目的泥沙试验研究，推动了河工模型试验技术发展。

水利科技是水利科学与水利技术的总称，随着水利科学与水利技术的不断发展，两者之间相互渗透，界线越来越模糊，以致很难准确地说出哪些是水利科学，哪些是水利技术。

一般而言，水利科学偏重于对与水相关的自然界的探究，如水文学、水力学、河流动力学等；水利技术偏重于与水相关的资料收集，兴建水利工程等，如水文自动测报技术、遥测技术、物理勘探技术、水利工程施工技术、防渗技术等。

20世纪以来，随着水利建设不断发展，规模不断扩大，水利与社会经济、自然环境的关系越来越密切，影响也越来越大，水利科技得到了长足的进步，逐渐成为相对独立的一类科学技术。

水利科技涉及勘测、规划、水力计算、水文计算、结构设计、施工、工程管理、大坝监测等各个方面，近十多年来又延伸到社会经济、生态环境等新领域。所以，水利科学技术是综合了自然科学、社会科学、工程技术许多方面的综合的科学技术。

水利事业的实践是水利科技发展的基础，水利科技又给予水利事业发展以强大的推动作用。要确保水资源的可持续利用，必须依靠水利科学技术的不断进步，不断开拓发展新的领域，不断取得新的成果。