水利工程好處多

水利工程是用於控制和調配自然界的地表水和地下水，達到除害興利目的而修建的工程；也稱為水工程。水和水力是人類生產和生活常見或常用的寶貴資源，但其自然存在的狀態並不完全符合人類的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪澇災害，並進行水量的調節和分配，以滿足人民生活和生產對水資源的需要。現代綜合水利工程一般具有灌溉、防洪、發電、航運、供水、養殖、旅遊等功能；但區域不同、目的或服務對象不同，會導致水利工程側重不同，下面筆者從不同區域、目的或服務對象對古今中外水利工程的主要功能進行介紹：

01

灌溉和排水工程

該工程主要以防止旱、澇、漬災為農業生產服務的農田水利工程。我國四川都江堰是該類型水利工程的典型代表（見圖1），距今兩千多年來一直發揮著灌溉防洪的作用，使成都平原由早先的水、旱之地，變為了沃野千里的"天府之國"，灌區已達30餘縣市、面積近千萬畝。工程充分利用當地西北高、東南低的地理條件（見圖2），根據江河出山口處特殊的地形、水脈、水勢，乘勢利導，無壩引水，自流灌溉，使堤防、分水、泄洪、排沙、控流相互依存，共為體系，保證了防洪、灌溉、水運和社會用水綜合效益的充分發揮。其工程樞紐主要由魚嘴、飛沙堰、寶瓶口三大主體工程構成；都江魚嘴是岷江峽內用石塊砌成石埂，也是一個分水的建築工程，它把岷江水流一分為二。東邊的叫內江，供灌溉渠用水；西邊的叫外江，是岷江的正流。又在灌縣城附近的岷江南岸築了離堆，離堆就是開鑿岩石後被隔開的石堆，夾在內、外江之間。離碓的東側是內江的水口，稱寶瓶口，具有節制水流的功用。夏季岷江水漲，都江魚嘴淹沒了，離堆就成為第二道分水處。內江自寶瓶口以下進入密佈於川西平原之上的灌溉系統， 旱則引水浸潤，雨則杜塞水門。

02

防洪工程

該工程主要為控制、防禦洪水以減免洪災損失所修建的工程。一條河流或一個地區的防洪任務，通常是由多種工程措施相結合，構成防洪工程體系來承擔，對洪水進行綜合治理，達到預期的防洪目標。一般防洪工程主要包括堤防工程、防洪牆、涵閘、撇洪渠、電排站、泵站等。

堤防工程（見圖3）是指沿河、渠、湖、海岸或行洪區、分洪區、圍墾區的邊緣修築的擋水建築物；

防洪牆（見圖4）保證城鎮和重要工礦企業、沿江河、海岸區（部分海塘）的防洪安全或其他特殊要求所採用的一種混凝土或圬工擋水建築物，又稱防汛牆。防洪牆的作用與堤相同。

涵洞（見圖5）是堤、壩內的泄、引水建築物，用於水庫放水、堤垸引泄水。

電排站（見圖6）是防旱排澇的水利設施。多布設在平原地帶，在雨季，通過水泵排除低洼地帶的積水，防止內澇的發生的水利設施；在旱季，通過水泵引水灌溉等，防止乾旱發生的水利設施。

泵站（見圖7）：設置水泵機組、電氣設備和管道、閘閥等房屋主要分為雨水泵站、污水泵站、河水泵站。

03

發電工程

水能是一種可再生的清潔能源，現代被廣泛開發利用。為有效利用天然水能，需要人工修築能集中水流落差、調節流量的水工建築物及發電裝置，如大壩、進水口、引水管涵、發電機、水輪機等（見圖8）。

因此工程投資大、建設周期長、移民多。但水力發電也具有效率高，發電成本低，機組啟動快，調節容易的優點。因此水力發電是水資源綜合開發、治理、利用系統的一個重要組成部分。世界上已建的絕大多數水電站都屬於利用河川天然落差和流量而修建的常規水電站。20世紀60年代以來，抽水蓄能電站（見圖9）發展較快；它可將電網負荷低時的多餘電能，轉變為電網高峰時期的高價值電能，還適於調頻、調相，穩定電力系統的周波和電壓，且宜為事故備用，還可提高系統中火電站和核電站的效率。

04

航運工程

水運是使用船舶運送客貨的一種運輸方式。因為其載重量大、運價低等優點，從古到今都是一種重要的交通方式；但由於水（河流、湖泊等）受地理環境的影響較大，其分布、形態、特徵等變化較大，因此人們需要引導、疏通、改造天然河流、湖泊等水體，已滿足人們對航運的需要，如修建大壩、挖掘人工運河等。我國的京杭大運河、巴拿馬運河就是以連接區域，溝通航運為主的水利工程。

巴拿馬運河位於中美洲國家巴拿馬，橫穿巴拿馬地峽，連接太平洋和大西洋，是重要的航運要道，被譽為世界七大工程奇蹟之一的「世界橋樑」。該運河採用水閘來調整船隻航行水位（見圖10），加通湖的湖水注入水閘；船由大西洋進入，依次經過1、2、3號水閘，將船隻升高到26米(78英尺)，連通加通湖，然後經過4、5、6號水閘，下降至太平洋洋面。

圖10巴拿馬運河通航原理示意圖

05

供水工程

水是人類社會賴以生存和發展不可替代的自然資源，但不同國家或區域的水資源分布可能存在著地區和時間差異。以我國為例，從地區分布來看，南方水多，北方水少；東部水多，西部水少。從時間分配來看，夏秋降水多，水資源豐富；冬春降水少，水資源較貧乏。基於水資源的地區分布不均，南水北調工程（見圖11））在我國應運而生。

圖11我國南水北調工程的輸水線路示意圖

06

旅遊功能

「仁者樂水，智者樂山」，在中國文化中，「山水」就是風景的代名詞。水不僅能夠為一個區域賦予靈秀之氣，更是人們賴以生存的必要元素。這裡所說的「水」，不只包括天然湖泊，更有那些融入了人們無數汗水和智慧的水利工程。它們為我們抵禦洪險旱災、提供能源的同時，也因其生態環境的美好或歷史文化內涵，承擔了越來越多的休閑觀光功能。如黃河小浪底工程，它不僅是世界級水利工程；也因它能呈現「黃河之水天上來」的盛景，體現黃河「險」、「壯」、「美」的特徵，吸引著越來越多的遊客親近光臨。

07

養殖功能

水利工程通過建築大壩；攔截江河，一般會其形成水庫水域；該水域面積大，流速慢，適合發展水產品養殖業；為滿足人類對水產品日益增加的消費需求，在水庫區開展網箱養殖、圍攔養殖、增殖放流、庫灣養殖等水產品養殖生產活動，是當前發展漁業產業的主要措施。

總之，現代水利工程通常具有發電、航運、供水、灌溉、養殖、防洪、旅遊等功能；但區域不同，其側重點不同，應具體區域具體對待；如黃河中游的水利工程主要功能是為治理黃河泥沙，而西北河流的水利工程卻強調水資源的合理利用；並且不是所有水利工程的都具有全部的功能，歐洲的水利工程一般會缺少水產養殖功能（歐洲人較少吃淡水魚）；隨著時間的推移以及人們對環境的重視，部分水利工程的作用也有可能發生改變甚至廢棄。水利工程給人類帶來了巨大的效益，但同時也會帶來一定的環境問題，學習時我應辯證看待。

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