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水库

英国Nant-y-moch水库

水库是指人工造出的淡水水体,规模较大的称为人工湖,而较小的则称为水塘塘坝蓄水池。大多数水库都修建于内陆,一般的形成方法是在河流的中上流建造堤坝,河水受阻后把河谷淹没后便形成人造湖泊;不过也有的水库是建于海上的,例如香港船湾淡水湖。水坝一般都建于狭窄的谷地,因为两岸的山坡可以作为水库的天然围墙,而水坝的动工长度也可大大缩短。兴建之前,将被水淹地带的民居古迹铁路公路等设施和建筑物需要被移到其他地方。

功能

  • 发电:利用水坝上的水力发电机来产生电能
  • 灌溉:利用水库来水的季节差、年度差,蓄积、抬高水位,保证下游灌区农业用水。
  • 供水:蓄积水量,确保城市饮用水工业用水。
  • 防洪:调节库容,削峰平谷,在汛期将上流的洪峰水量用缓慢可控的节奏逐步释放,提高下游地区的防洪能力。
  • 航运:提高水深,淹没险滩及暗礁,有利于库区与上游的航运。水库有计划的调整下泄流量,可控制下游航道的枯水期适航性。
  • 养殖:水库可以用来发展养殖渔业
  • 旅游:水库多位于植被茂密的山区,形成人工湖后,成为当地一景,可发展旅游业
  • 拦蓄泥沙:减轻下游河道淤积。通过“蓄清排浑”,甚至可用丰水期来水冲刷下游河道,降低下游河道标高。

其中蓄水、灌溉、发电、防洪是大多数水库的主要目的,而养殖及旅游多为附属功能,有些水库为确保水质而不提供养殖及旅游,例如翡翠水库。一般水库建设多着眼于其中部分功能,如三峡水库主要目的在于发电、防洪及航运,小湾水电站主要目的在于发电、防洪,万宜水库则为了提供饮用水源。

水库造成温室气体排放

任何陆上水体都会因为附近的植物掉入水中后发生无氧腐烂产生温室气体,其中甲烷二氧化碳温室效应高八倍。水库因为在建造过程中会淹漫大量之前已存在的陆生植被,因此温室气体排放比一般的天然湖严重,热带地区的水库又会比温带地区排放更多温室气体。

全球估计的水体温室气体排放量对比如下(毫克/平方米/):

地点 二氧化碳 甲烷
700 9
一般区域水库 1500 20
热带区域水库 3000 100

对人类的影响

水库会导致下游国家的水量减少。

不良影响

1975年8月河南“75·8”水库溃坝洪水淹没范围
  • 破坏和改变流域生态系统特有的功能和结构。
  • 库区水质富营养化或毒化。
  • 改变泥沙的自然输出,造成河口海湾洪泛平原的缩小以及海岸线遭侵蚀。
  • 大坝下游河道下切、河岸遭侵蚀及河、海口水中盐分增加。
  • 有可能诱发地震及库区塌方、滑坡
  • 灌溉引起土壤肥力损失、加重盐碱化
  • 导致植被或生物种的减少或毁灭。
  • 促进外来物种的侵入导致生态危害。
  • 淹没文物古迹或造成原有自然景观观赏价值的损失。
  • 冲击当地的传统文化。
  • 诱发与水体有关的若干传染病。
  • 大洪水造成的漫坝从而坝体溃决;或高水位长期浸泡坝体导致管涌、坝体滑坡。1975年8月河南省南部淮河流域特大洪水造成板桥水库漫坝溃堤后,中国的大中型水库进行以防御可能最大降水的保坝工程建设。21世纪以来,水利部主持全国病险水库排查与加固工程。

水库死亡

水库上游的土地开发导致水库淤泥变多,面临死亡。

命名

水库的名字可分为两部分,如曾文水库,“曾文”为第一部分,“水库”为第二部分。

对于第一部分的命名多遵循以下几个原则:

对于第二部分,大多数水库都称为“水库”,以发电为主要功能的称为“水电站”或“电站”,以防洪为主要功能的称为“水利枢纽工程”,也有称为“大坝”或“水坝”、“淡水湖”者,但往往根据使用语境相互通用。

分级

水库类型 总库容
小型水库
- 小(二)型
- 小(一)型

10—100万立方米
100—1000万立方米
中型水库 1000万立方米-1亿立方米
大型水库
- 大(二)型
- 大(一)型

1—10亿立方米
大于10亿立方米

水位

由低到高依次为:

  • 死水位(设计低水位):在正常运用情况下,允许消落到的最低水位。低于死水位的蓄水无法用于供水。
  • 汛限水位(防洪限制水位):水库在汛期防洪运用时,允许兴利蓄水的上限水位。汛限水位以上用于防洪库容拦蓄洪水,保护水库下游防洪目标。要兼顾防洪和兴利两方面的需要。汛期内不同时段的洪水特征有明显差别时,可考虑分期采用不同的防洪限制水位。常见的有普通汛期防洪限制水位、主汛期防洪限制水位、秋汛期防洪限制水位。
  • 正常蓄水位(正常高水位、兴利水位、设计蓄水位):水库在正常运用情况下,为满足兴利要求在开始供水时应蓄到的水位。是允许长期维持的最高蓄水位,也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。
  • 防洪高水位:决定了下游防护对象的设计防洪标准。是水库用于正常防洪时的水位上限。
  • 设计洪水位:水库遇到大坝的设计洪水时,在坝前达到的最高水位。是水库在正常运用情况下允许达到的最高洪水位。
  • 校核洪水位:水库遇到大坝的校核洪水时,经水库调洪后,在坝前达到的最高水位。是水库在非常运用情况下,允许临时达到的最高洪水位,是确定大坝顶高及进行大坝安全校核的主要依据。

库容

  • 死库容(垫底库容):死水位以下的库容。
  • 汛限库容:汛限水位以下的库容。
  • 兴利库容:死水位到正常水位之间的库容,可用于引水、发电等。
  • 防洪库容:汛限水位到防洪高水位之间的库容,可用于汛期的拦蓄洪水,应对突发洪水等。
  • 重叠库容(共用库容):汛限水位到正常蓄水位之间的库容。在汛期,这部分库容必须腾空,用于应对入库洪水。
  • 拦洪库容:汛限水位到设计洪水位之间的库容,用于在大洪水时拦蓄洪峰。
  • 调洪库容:汛限水位到校核洪水位之间的库容,用于应对非常特大洪水。
  • 总库容:校核洪水位以下的水库容积。

最大的水库

就面积而言,世界上的十大水库:

  1. 加纳沃尔特水库(8482平方千米
  2. 俄罗斯古比雪夫水库(6450平方千米)
  3. 加拿大斯莫尔伍德水库(5698平方千米)
  4. 赞比亚卡里巴水库(5580平方千米)
  5. 哈萨克斯坦的布赫塔明水库(5490平方千米)
  6. 俄罗斯布拉茨克水库(5426平方千米)
  7. 埃及纳赛尔水库(5248平方千米)
  8. 俄罗斯雷宾斯克水库(4580平方千米)
  9. 加拿大卡尼亚皮斯科水库(4318平方千米)
  10. 委内瑞拉古里水库(4250平方千米

外部链接

参见


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