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水库

水库,一般的解释为“拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物,可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼。”它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后,可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。有时天然湖泊也称为水库(天然水库)。水库规模通常按库容大小划分,分为小型、中型、大型等。

水库三大件:是指大坝、溢洪道、放水建筑物。

1 水库的防洪作用

水库是我国防洪广泛采用的工程措施之一。在防洪区上游河道适当位置兴建能调蓄洪水的综合利用水库,利用水库库容拦蓄洪水,削减进入下游河道的洪峰流量,达到减免洪水灾害的目的。水库对洪水的调节作用有两种不同方式,一种起滞洪作用,另一种起蓄洪作用。

(1)滞洪作用

滞洪就是使洪水在水库中暂时停留。当水库的溢洪道上无闸门控制,水库蓄水位与溢洪道堰顶高程平齐时,则水库只能起到暂时滞留洪水的作用。

(2)蓄洪作用

在溢洪道未设闸门情况下,在水库管理运用阶段,如果能在汛期前用水,将水库水位降到水库限制水位,且水库限制水位低于溢洪道堰顶高程,则限制水位至溢洪道堰顶高程之间的库容,就能起到蓄洪作用。蓄在水库的一部分洪水可在枯水期有计划地用于兴利需要。

当溢洪道设有闸门时,水库就能在更大程度上起到蓄洪作用,水库可以通过改变闸门开启度来调节下泄流量的大小。由于有闸门控制,所以这类水库防洪限制水位可以高出溢洪道堰顶,并在泄洪过程中随时调节闸门开启度来控制下泄流量,具有滞洪和蓄洪双重作用。

2 水库的兴利作用

降落在流域地面上的降水(部分渗至地下),由地面及地下按不同途径泄入河槽后的水流,称为河川径流。由于河川径流具有多变性和不重复性,在年与年、季与季以及地区之间来水都不同,且变化很大。大多数用水部门(例如灌溉、发电、供水、航运等)都要求比较固定的用水数量和时间,它们的要求经常不能与天然来水情况完全相适应。人们为了解决径流在时间上和空间上的重新分配问题,充分开发利用水资源,使之适应用水部门的要求,往往在江河上修建一些水库工程。水库的兴利作用就是进行径流调节,蓄洪补枯,使天然来水能在时间上和空间上较好地满足用水部门的要求。

一、为附近的地区提供自来水及灌溉用水;

二、利用水坝上的水力发电机来产生电力;

三、运河系统的一部份;

四、水库的防洪效益;

五、对库区和下游进行径流调节;

六、其他的用处包括渔业。

1. 增加灾害发生的频率

兴建水库可能会诱发地震,增加库区及附近地区地震发生的频率。山区的水库由于两岸山体下部未来长期处于浸泡之中,发生山体滑坡、塌方和泥石流的频率会有所增加。

2.造成库区泥沙淤积

由于受水坝的拦截,受水势变缓和库尾地区回水影响,泥沙必然会在水库内尤其是大坝和库尾(回水的影响)淤积。

3.使土壤盐碱化

不断的灌溉又使地下水位上升,把深层土壤内的盐分带到地表,再加上灌溉水中的盐分和各种化学残留物的高含量,导致了土壤盐碱化。

4.恶化水质

库区水面面积大,大量的水被蒸发,土壤盐碱化使土壤中的盐分及化学残留物增加,从而使地下水受到污染,提高了下游河水的含盐量。

5.河水的水质的改变

由于水质的恶化及水流流速的减慢,使水生植物及藻类到处蔓延,不仅蒸发掉大量河水,还堵塞河道灌渠等等。这些水生植物不仅遍布灌溉渠道,还侵入了主河道。它们阻碍着灌渠的有效运行,需要经常性地采用机械或化学方法清理。这样,又增加了灌溉系统的维护开支。

6. 对下游河道的影响

由于水势和含沙量的变化,还可能改变下游河段的河水流向和冲积程度,造成河床被严重冲刷侵蚀,入河(海)口向陆地方向后退。

7.增加发病率

由于水流静态化导致下游血吸虫病等流行病的发病率增加。

8.移民影响

由于水位上升使库区被淹没,需要进行移民。并且由于兴建水库导致库区的风景名胜和文物古迹被淹没,需要进行搬迁、复原等。

9.对气候的影响

库区蓄水后,水域面积扩大,水的蒸发量上升,因此会造成附近地区日夜温差缩小,改变库区的气候环境。

10.外交上的影响

在国际河流上兴建的水库,等于重新分配了水资源,间接的影响了水库所在国家与下游国家的关系。

11、价值的损失

淹没文物古迹或造成原有自然景观观赏价值的损失。

就面积而言,世界十大水库:

加纳的沃尔特水库(Lake Volta)总面积约为8482平方公里,于1961~1963年在峡谷筑坝以后形成的,这个大坝叫做阿科松博坝(Akosombo Dam)。科松博坝位于加纳东部地区沃尔特(Volta)河上,是一座多目标开发沃尔特河水资源的工程,具有发电、防洪、灌溉、航运、渔业等多种效益。心墙堆石坝,最大坝高141米,水库总库容1480亿立方米,电站总装机容量88.2万千瓦,年发电量56.25亿千瓦时。工程于1961年5月开工兴建。1966年投入运行。 在1967年Volta水库完全建成时,在其淹没的区域住有8000人,占当时全国人口的1%。水域覆盖面积8500平方公里,几乎是国土面积的4%。

水坝水力发电厂的发电量9.12亿瓦特,这些电力用於几内亚湾特马(Tema)港的炼铝厂,也供应加纳境内其他电力需求。大坝西端建立发电站,装机90万千瓦,使加纳的发电量突增9倍,供应全国绰绰有余。70%的电力被外国设在加纳的铝公司利用,它们主要进口几内亚的廉价铝土,再用加纳的廉价水电炼铝,年产值2亿美元,而加纳得到电费1700万美元。电力还向邻国多哥,贝宁,科特迪瓦出口。

古比雪夫水库(Samara Reservoir),俄罗斯最大水库,因建伏尔加水电站而形成。在伏尔加河中游。坝长4400米,高80米。水库长650公里,最宽处27公里,面积6450平方公里,库容580亿立方米,有效库容340亿立方米。水位变幅7.5米。1950年开建。电力供乌拉尔、伏尔加河流域及莫斯科。兼有通航、渔业、灌溉及城市供水之利。沿岸重要城市有乌里扬诺夫斯克、喀山等。

加拿大的斯莫尔伍德水库(Smallwood Reservoir),总面积约5698平方公里

卡里巴水库是一个位于赞比亚首都东南约300公里处的水库,面积约为5580平方公里。它横跨赞比亚和津巴布韦两国边境。在卡里巴水坝竣工后,自1958年至1963年完成水库蓄水。现时它是赞比亚的著名的旅游景点之一。

哈萨克斯坦的布赫塔明水库(Bukhtarma Reservoir),总面积约为5490平方公里

布拉茨克水库(Bratsk Reservoir)位于俄罗斯的叶尼塞河支流安加拉河上,于东经75°115°和北纬48°~73°之间,是世界上蓄水量最多的人工湖。总面积5426平方公里,总库容1694亿立方米,有效库容482亿立方米。它的东南部是由深成结晶岩构成的贝加尔山和贝加尔湖附近的褶皱带,在高达2000多米的山脉中这里是很干的盆地,而且经常发生地震。库区包括布拉茨克以上的安加拉河及其支流奥卡河、伊亚河两岸。

赛尔水库(Lake Nasser),埃及尼罗河上的重要水库,位于上埃及和苏丹北部,由亚斯文高坝拦截尼罗河水而形成。水坝建於1960年代,1971年落成。其总面积5248平方公里,总蓄水量1689亿立方米,增加灌溉面积324000公顷,并把大面积洪区改造成灌溉区。水库的2/3(北部)在埃及境内,其余的1/3在苏丹境内,称为努比亚(Nubia)水库。

雷宾斯克水库(Rybinsk Reservoir),又称雷宾斯克海(俄语:Рыбинское водохранилище),俄罗斯最大水库之一。在伏尔加河上游。位于俄罗斯特维尔州、沃洛格达州以及雅罗斯拉夫尔州内,是世界第八大,欧洲第二大人工湖。水库沿河延伸204公里,最宽60公里,面积4580平方公里。库容254亿立方米,有效库容167亿立方米。平均水深5.6米,水位变幅4-5米。1935年建大坝, 1941年起发电。装机容量33万千瓦,年平均发电11.6亿度,向莫斯科、雅罗斯拉夫尔和特维尔供电。并有航运、渔业之利。水库启用时,一共663座村庄以及雅罗斯拉夫尔州的莫洛加古城被淹没。约15万当地居民同时被疏散。

加拿大的卡尼亚皮斯科水库(Caniapiscau Reservoir),面积约为4318平方公里

古里水库(Lake Guri),委内瑞拉卡罗尼河上的水库。1963年起在卡罗尼河中游内奎马峡谷修建古里大坝和水电站。坝高162米,水库面积4250平方公里,库容1400亿立方米,装机容量1030万千瓦。1986年11月工程全部竣工,成为迄今世界建成的装机容量最大的水电站之一。


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