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水利指对自然界的水进行控制、调节、治导、开发、管理和保护,以防治水旱灾害,并开发利用水资源的各项事业和活动。

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    1历史沿革

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    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》是中国第一部水利通史。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。

    2水利现状

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    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、信息论等新理论和电子计算机、遥感等新技术的出现,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。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。

    3水利发展

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    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、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,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。

    4作用

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    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。

    5中国水利

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    历代发展

    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。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

    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

    隋唐北宋五百余年间,是中国水利的鼎盛时期。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,以及利用水力的碾碨、水碓等都有较大的发展。水利法规、技术规范已经出现。

    元明

    从元明到清中期,中国水利又经历了六百年的发展。元代建都北京,开通了京杭运河。黄河自南宋时期夺淮改道以来,河患频繁。明代大力治黄,采用"束水攻沙",固定黄河流路,修建高家堰,形成洪泽湖水库,"蓄清御黄"保证漕运。这些措施对明清的社会安定和经济发展起了很大作用,但也为淮河水系留下严重的后患。在长江中游,强化荆江大堤,并发展洞庭湖的圩垸,促进了两湖地区的农业生产。珠江流域及东南沿海的水利建设也有很大发展。但从整体而论,自16世纪下半叶起,中国水利事业的发展已趋缓慢。

    清朝

    清末民国时期,内忧外患频繁,国家无力兴修水利,以致河防失修、灌区萎缩、京杭运河中断,水利处于衰落时期。但是海禁渐开,西方的一些科学技术传入中国,成立了河海工程专门学校等水利院校,培养水利技术人才。各地开始设立雨量站、水文站、水工试验所等;研究编制了《导淮工程计划》、《永定河治本计划》等河流规划。在这一期间也修建了一些工程,如1912年在云南建成了石龙坝水电站,20年代修建了珠江的芦苞闸,30年代修建了永定河屈家店闸、苏北运河船闸和陕西的关中八惠灌溉工程等。但在全国范围内,水旱灾害日益严重,整治江河、兴修水利,已成为广大人民的迫切要求。

    建国后

    1949年中华人民共和国成立后,水利进入飞跃发展时期。经过40年的努力,取得了远远超过前代的成就。对黄河、 淮河、 海河等江河开始了全面的整治。全国整修加固堤防约20万km,修建了大、中、小型水库共8万多座,总库容4500亿立方米。普遍提高了江河的防洪能力,初步解除了大部分江河的常遇水害,并为工农业和城市供水4700亿立方米。农田水利方面,建成了万亩以上的灌区5300多处,配套机井250多万眼,全国灌溉面积由1949年的2.4亿亩猛增到80年代的7.2亿亩,居世界各国的首位。与此同时,中国水利建设的科技水平也有很大提高,在修建高坝大库、大型灌区、整治多沙河流、农田旱涝盐碱综合治理和小水电开发等许多方面已接近或达到世界先进水平。

    地理位置

    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,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28100亿立方米,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。

    未来发展

    进入20世纪90年代,人类面临突出的问题是人口急剧增长,水资源日益紧张和水环境的日趋恶化。随着人口增长和经济的发展,对水的需求将大大增加。向节水型社会发展,将成为世界性的发展趋势。随着人类利用自然和改造自然的能力的提高,自然界也受到不同程度的影响和破坏。展望未来,人类必须更加自觉地加强水资源的管理,防治水土资源的恶化,保证水环境的良性发展。中国是人口大国,又是发展中国家。全国人口已超过11亿,预计到20世纪末将增至12亿以上。在人口持续增长的情况下,缺水形势将更加严峻。我们必须从自己的国情出发,使水利为实现国民经济和社会发展的战略目标提供全面服务。要继续巩固提高江河的防洪能力,特别是保证人口密集和经济发达的广大平原的防洪安全。要发挥水运的优越条件,增加内河航运在交通运输中的比重。在综合开发利用水资源的同时,还要加强水土保持、防治水质污染、改善城乡的供水条件;利用水利设施发展水产和旅游事业等。

    6世界水利

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    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。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577万亿立方米。其中降落在陆地上以径流为主要形式的水量,多年平均为47万亿立方米。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。

    亚洲

    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,汛期的连续暴雨常造成江河泛滥。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。

    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。

    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。

    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。

    北美洲

    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。

    7相关研究

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    水利科学涉及范围较广,需要研究的课题很多。主要有两方面:一是研究自然界中水的运动规律及与自然环境、社会环境之间的相互关系;二是研究水利事业的先进技术、经济规律和管理措施。水利科学的研究方法,主要有:1、总结历史和实践经验;2、理论分析和计算;3、野外查勘和定点观测;4、原型观测;5、物理模型试验等。前四者与其他相近学科的研究方法基本相同,后者应用近似模拟理论,制作水工模型,可取得原型观测或定点观测等方法难以得到的技术资料,优点很多,适用范围也广。

    水利科学是一门人类社会改造自然的科学,涉及到自然科学和社会科学许多门类的知识。主要有:气象学、地理学、农学、林学、机械学、环境科学等。当代水利科学中所包含的分支学科,按性质可分为四类:

    基础学科

    包括水文学、水资源学、水力学、河流动力学、岩石力学等。

    专业学科

    包括防洪、灌溉和排水、水力发电、航道和港口、水土保持等。

    按工作程序划分

    包括水利勘测、水利规划、水利工程施工、水利管理等。

    综合性分支

    包括水利史、水利经济学等。

    8相关事件

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    成都发现最早史前水利设施

    成都博物院了解到,在四川成都温江区红桥村宝墩文化晚期遗址中,发现一处距今4000年左右的护岸堤,比都江堰水利工程要早近2000年,这是目前在成都平原发现的最早的史前水利设施。据了解,这处护岸堤为宝墩文化三期的遗存。目前能找到的护岸堤长约147米,大体呈西北—东南走向,剖面呈梯形,底宽14米,顶宽12米,现存高约1.3米。据红桥村新石器遗址发掘队领队刘雨茂介绍,遗址建筑方法为夯筑,中间平夯,两侧堆筑,和同时期宝墩文化城墙的建造方法比较一致,最大的区别在于护岸堤上发现8道人工开挖的沟槽,内有较为密集的柱洞,表明在建造的时候曾经在沟槽内安插木桩,起到了加固作用。此前,在护岸堤东侧发现一处宝墩文化的聚落,清理出灰坑200多个,房屋5座,还有由54座墓葬组成的家族墓地。成都博物院副院长江章华认为,该护堤的主要作用是保护这一聚落所在的台地。此次发现的护岸堤,与传说中的大禹治水年代相当,比战国时期李冰在都江堰主持的水利工程要早近2000年,和此前发现的良渚文化水坝均为目前国内已知最早的史前水利设施。

    参考资料

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    [1].成都发现最早史前水利设施
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