水利

　　水利（water conservancy），人类社会为了生存和发展，而适应、利用、改造、开发和保护自然界中的水环境的活动。为此修建的工程称为水利工程。为此进行的各种工作称为水利事业。水利科学是从水利事业长期实践中总结出来的系统知识。它研究的主要对象是水和水利工程。水利工程是实现水利目标的主要手段。其主要作用是控制和调配地面水和地下水，达到除害兴利。自然界中水的运动存在或然性，并与其他环境要素互相影响 。因此，水利工程的工作条件十分复杂。大型水利工程的投资大、工期长，对社会、经济和环境都有很大影响，既可有显著效益，也可能因失误而造成损失甚至灾害。随着社会生产力的发展和人民生活水平的提高，水利愈益成为社会文明和经济繁荣的重要支柱。

简史

　　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，其中的“取水利”系指捕鱼之利。西汉史学家司马迁所写《史记》中的《河渠书》首次赋与该词以防洪、灌溉、航运等兴利除害的含义。水利的发展历史大致可分为古代、近代和现代3个时期。古代水利是指18世纪产业革命前的时期，水利建设主要凭经验进行，多使用当地建筑材料，用人力畜力和简单机械施工。人类的水利活动可以追溯至远古。公元前4000年埃及人已经利用尼罗河水漫灌。南美洲的秘鲁在公元前1000年已有灌溉。而中国今河南登封在公元前2800～前2000年已使用陶制排水管。公元前256～前251年在今四川省都江堰市修建的都江堰是世界现存最古老的无坝引水枢纽。中国古代水利经历了秦汉、隋唐宋和元明清的3次统一与和平时期，带来了3次水利的大发展和人口的大增长。近代水利是指18世纪开始的产业革命到第二次世界大战期间，一些国家进入以工业生产为主的社会，水利进入一个新的阶段。但中国从1840年鸦片战争后，却沦为半殖民地半封建社会，水利趋于停滞。这时期水利的基础科学开始建立，从而推动了水利应用科学在19世纪中叶之后的长足进步 ， 工业发达国家在水利建设上取得了重大突破，并使水利形成独立学科。1878年法国建成世界上第一座水电站。1936年美国建成高221米的胡佛坝，并创造性地发展了筑坝技术。

　　现代水利是指第二次世界大战结束之后的时期，随着电子计算机的广泛应用，试验手段、计算技术和自动化技术的发展，机械制造能力的提高，大型施工机械的使用和新材料的出现，水利工程数量急剧增加，规模日益扩大，新结构不断涌现，高坝和大型水库大量兴建，从而带来了巨大的经济效益 。1949年中华人民共和国建立后，水利事业蓬勃发展，取得了巨大成就。1986 年世界灌溉面积为2.33亿公顷，占耕地总面积的17％，其粮食产量占全世界总产量的40％。中国在80年代灌溉面积为0.48亿公顷，居世界之首。1986年全世界高15米以上的大坝共登记3.66万座 ，其中中国有1.88万座。当今世界最高的坝是前苏联（今塔吉克斯坦）于1980年建成的努列克坝，最大坝高300米。塔吉克斯坦正在施工的罗贡坝，最大坝高335米。中国大陆最高的坝是1989年在青海省黄河上建成的龙羊峡水电站重力拱坝，最大坝高178米。四川省正在施工的二滩双曲拱坝高240米 。世界已建最大的水电站是巴西和巴拉圭于1991年建 成的伊泰普水电站，装机1260万千瓦。中国最大的水电站是1988年竣工的葛洲坝水利枢纽，装机271.5万千瓦。1994年已经开工兴建的三峡水利枢纽工程计划装机容量为1768万千瓦，建成后是世界上最大的水电站。

学科体系

　　水利涉及范围很广。其研究内容主要有两方面：一是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；二是水利事业的先进技术、经济规律和管理措施。

　　其学科按服务对象分为：①防洪。研究洪水规律及其灾害防治的学科。②城镇供水和排水。研究按水质、水量、水压标准向城镇供给生活用水和工业用水，以及使废水在达到规定水质要求的情况下顺利排放或重复使用的学科。③灌溉和排水（见农田排水），又称农田水利。研究通过工程措施对农业水资源进行拦蓄、调控、分配和按质量标准适时适量地将水输送到农田、草场、林地，并将田地内多余的水适时排泄，以利植物生长的学科。④水力发电。研究将水能转换为电能的工程技术、经济和管理的学科。⑤航道和港口。研究船舶及排、筏安全航行的线路和设施，以及研究供船舶停泊、避风、供应燃料及物资、进行维修和客货转载作业的场所的学科。⑥水土保持。防治水土流失，保护、改良与合理利用山丘区或风沙区水土资源的学科。⑦海洋工程。研究海洋资源开发、海洋空间利用、海洋能利用和海岸防护的学科。⑧环境水利。研究环境与水利的相互关系和相互作用的学科。⑨水利渔业。研究利用水利工程进行水产养殖和发展捕捞业的学科。水利科学按水利工程的工作程序可分为：水利勘测、水利规划、水工建筑物设计、水利工程施工、水利管理等。其综合性学科有水利经济和水利史等。此外，水利科学的基础学科还有：水文学、水资源、水力学、固体力学、土力学、岩石力学、工程地质学、水文地质学、工程测量学及建筑材料等。

研究方法和建设程序

　　水利科学研究方法有5类：①总结历史和实践经验、教训；②理论分析法，包括推理、类比、分析、计算及数学模拟等；③模型试验，即根据相似原理将原型按相似比例缩小（或放大），在模型上复演原型上要研究的各种状态，并经观测获得数据，再将模型试验的成果换算运用到原型上去；④现场观测，又称原型观测或原型试验，如水工建筑物原型观测、水轮机原型试验等；⑤实地调查，如水文调查、对水库淹没损失和移民的调查等。

　　水利工程的建设程序大致分为下列阶段。①流域规划或地区水利规划。综合评价流域或地区内的水资源状况，提出治理水害的对策和开发利用水土资源的总体安排，包括重要工程或大型工程的布置和实施顺序等。②可行性研究。在规划的基础上，选定建设项目，进行工程建设地点的测量、工程地质勘察及水文、气象等自然资料和社会经济资料的调查和收集，进行综合的技术经济分析，确定工程承担的任务和规模。③设计。即进一步论证兴建该工程的技术经济合理性，确定工程地址，进行枢纽布置，提出各建筑物的结构、尺寸和构造，并进行经济财务计算。④施工，即按设计的要求将预想变为现实。⑤运行管理和养护维修。

展望

　　随着人类社会文明的高度发展和经济的繁荣，水利的作用将更趋重要。①经济繁荣、人口密集和财富增加，使防治水害的防洪和除涝渍工作更为迫切，城市水灾害防治尤显重要，非工程防洪措施将日益成为防洪的重要组成部分。②城镇用水和灌溉用水总量将继续增长。世界人口的增加，加剧了水资源的匮缺和水环境的恶化，因此除要继续修建江河径流调节工程和跨流域调水工程外，还要大力提倡节约用水，向节水型社会发展，同时要加强水资源的保护和管理，防治水环境的恶化，保证其良性发展。③在水能资源尚未充分开发的国家，水力发电将稳步增长。中国的水力发电将得到优先和较快的发展。④随着国际贸易的发展，新港口将增加，港口吞吐能力将进一步提高。中国的海港建设将会快速进展，内河航道标准将提高，通航里程亦将增加。⑤在世界范围内水土流失正日趋加剧，耕地不断减少，急需高度重视水土保持和水土资源的合理开发利用。