水力發電全世界可開發的水能資源約 22.6億kW，年發電量約9.8萬億kW·h。其中中國可開發水能資源約3.78億kW，年發電量約1.92萬億kW·h，居世界首位。

1950年，全世界水電站裝機容量約7120萬kW，水電站年發電量約3324億kW·h。到1986年,水電站總裝機容量已增加到5.67億kW,水電站年發電量約2.03萬億kW·h。與1950年相比,分別增加6.96倍和5.1倍。總的水能開發程度約20.7%（按發電量計）。瑞士、法國、意大利和英國的水能資源已開發90%以上。發展中國家水能資源較豐富，但開發程度較低，1980年不到10%。水電在電力生產中的比重，以挪威最高，達99%。此外，非洲的贊比亞、加納、烏干達和扎伊爾等發展中國家，雖然電力生產量不大，但98%以上依靠水電。預測在20世紀后15年,水電站裝機容量和發電量還可有較大增長,但發達國家除蘇聯外，預計常規水電站發展不會很大。

至1987年,全世界已建和在建的裝機100萬kW以上的常規水電站已有100余座，其中裝機150萬kW以上的66座，裝機400萬kW的15座（6座在蘇聯）。1991年世界上最大的常規水電站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水電站，設計裝機容量1260萬kW。已建的大型潮汐電站為法國1968年建成的朗斯潮汐電站，裝機24萬kW。

為配合火電站和原子能電站的建設，滿足電網調峰的需要,1950年特別是1960年以來,大型抽水蓄能電站發展很快。1960年全世界抽水蓄能電站總裝機只有350萬kW，到1985年，已增加到6500余萬kW，增加17.6倍。大型抽水蓄能電站主要分布在美國、日本和西歐一些國家。至1985年，裝機100萬kW以上的抽水蓄能電站已有 30余座，裝機150萬kW以上的有8座。最大的是美國巴斯康蒂抽水蓄能電站，裝機210萬kW。

水力發電的發展趨勢如下。①積極開發水電：世界各國在電力生產的發展中，都積極發展水電。但自60年代以來，發達國家如日本、意大利、美國等，因水電開發已較充分,增長較慢,水電在電力生產中的比重都不斷下降。②綜合利用、梯級開發：世界上一些大河流重視多目標梯級開發,以充分利用落差,并有利于航運。典型實例有美國和加拿大的哥倫比亞河、美國田納西河、法國羅訥河等。③擴建改建已有水電站：由于河流上游增建大水庫，更有效地調節徑流，使下游各梯級電站可擴大裝機。此外，為利用豐水期水量，有擴大裝機容量而減小運行小時的趨勢。老水電站一般設備陳舊，效率較低，60年代以來，紛紛改換新設備。為提高勞動生產率和設備的工作可靠性，發達國家水電站較多采用集中控制、遠距離調度方式。④發展大型水輪機和新型水輪機:隨著大型水電站的發展，水輪機單機出力也加大。50年代,一般混流式水輪機單機容量僅10萬kW。至80年代,最大已達70萬kW。為適應徑流電站和抽水蓄能電站的建設，60年代以來,發展了不少新型水輪機,如貫流式(燈泡式)、可逆式水輪機等。⑤發展小水電：在20年代中期，小水電曾提供世界電力需求的40%。但50年代后，已運行多年的大批小水電站被廢棄。自70年代中期開始,由于世界能源危機,以及大型水電站站址已大多開發,且大型水電站對環境影響大，因此不論在發達國家還是發展中國家，分散的小水電資源的開發又重新受到重視。許多國家準備恢復一批已關閉的小水電站。中國至1988年已建小水電站有6萬余座,總裝機1179萬kW，約占全國水電總裝機容量的三分之一。

灌溉全世界灌溉面積1950年為9600萬公頃，1985年為2.2億公頃，增長1.2倍。35年內增加的1.14億公頃中，8500萬公頃是1950～1960年的10年內增加的。60年代以后，增長比較緩慢。灌溉面積占耕地面積的比例由1950年的 7%增加到1985年的16%。灌溉農田的農產品產值約占全部農產品產值的一半。

世界上灌溉面積最多的國家為中國，其次為印度、美國、蘇聯和巴基斯坦。以上五個國家的總灌溉面積占全世界的65%。歐洲西部一些國家，因雨量較豐、分布較勻，灌溉設施一般較少。

20世紀后20年，預測人口將增加47%，而耕地只能增加4%。為滿足日益增長的人口對糧食的需求,主要靠提高單位面積產量。因此,發展灌溉是主要措施之一。但發展灌溉將受到水資源不足，以及經濟和自然條件、環境等因素的制約。

灌溉的發展趨勢如下。①灌溉方法仍以地面灌溉為主：地面灌溉的面積約占全部灌溉面積的90%。噴灌面積1980年約2000萬公頃,只占灌溉總面積的9%，主要分布在美國、蘇聯和羅馬尼亞等國。②提高用水效率：全世界灌溉渠系有效利用系數僅約0.37，美國大致約0.78，日本約0.6，蘇聯約0.5。為提高用水效率，一些國家采取襯砌渠道或改用管道輸水。此外，還發展節水灌溉技術，如噴灌、微灌等。③發展微灌技術：包括滴灌、微噴灌、滲灌和霧灌等。最主要的是滴灌。1982年全世界滴灌總面積約30余萬公頃，其中一半以上在美國。滴灌設備費用較高，管道易被堵塞。④鹽堿地改良：由于農田排水技術不良，在一些灌溉地區發生土壤鹽堿化。據估計,全世界受鹽堿影響的土地達9.5億公頃。為防止鹽堿化，改良土壤，主要采取排水措施。近年采用波紋塑料排水管，用無溝鋪管機鋪設，效率較高。⑤改進灌溉制度、提高自動化程度：70年代以來，對作物需水量的研究較多，根據實測土壤含水量和作物需水量確定灌溉制度，采用遙測系統提高灌溉自動化程度。

防洪按現代的科學技術和經濟水平，人類還不能完全控制洪水，只能在經濟開發地區減小洪災損失。半個多世紀以來，許多國家雖投入大量資金建設防洪工程，取得了巨大效益，但由于人類活動和社會經濟發展等因素的影響，洪水損失仍有增加趨勢。

防洪標準根據洪災造成的損失由經濟評價決定，隨國家和地區經濟發展水平和沿岸城市的重要性不同而差別很大。經濟發達國家，對特別重要的城市一般要求防200年一遇洪水;對重要城市,要求防100年一遇洪水；對農田一般只要求防10～20年一遇洪水，有的甚至只要求防3～7年一遇洪水。防洪工程從規模和效益上看，最典型的是密西西比河防洪系統。

防洪的發展趨勢如下。①工程措施和非工程措施相結合：70年代以前，防洪主要考慮工程措施，但仍經常發生超標準的洪水事件,造成洪災損失。70年代以后,許多國家重視工程措施與防洪非工程措施相結合，目的是使洪災損失盡可能減到最小。②重視城市防洪：城市的資產和人口最集中，是防洪的重點地區，防洪標準也較高。③洪水預報警報系統日趨完善：隨著新技術的發展，洪水預報警報系統已運用地球衛星和遙感技術等收集和處理、傳遞水文情報。洪水預報和警報已成為非工程防洪措施的重要內容。

海水淡化技術近年來發展較快，但耗能較多，費用約為常規供水方法的10倍。1980年全世界海水淡化總量約27億m，小于總用水量的1/1000。其中60%分布在阿拉伯半島等能源豐富而又嚴重缺水的國家。

人工影響天氣，催雨播云，自1946年首次試驗成功后，已試驗數百次，在增加水庫蓄水量、緩解旱情、撲滅森林火災等方面都起過一定作用。但因影響因素很多，要有一定的氣象條件，80年代仍處于試驗研究階段。

水資源開發的發展趨勢如下。①重視流域規劃：為充分利用水資源，現代水利建設要求以流域為單元，進行多目標水利規劃。70年代以前，流域規劃主要從工程技術經濟方面考慮。70年代以后，流域規劃除考慮工程技術經濟因素外，開始重視社會、環境等方面的問題及其長遠的影響。②重視生態環境問題：60年代以前，所關注的環境問題主要是水源污染。隨著水資源的大規模開發，70年代以后，開始注意整個流域生態環境不容忽視、而且不少是不可逆轉的影響。埃及阿斯旺高壩建成后，其環境影響引起全世界的關注和爭議。蘇聯為發展中亞地區的灌溉，引用阿姆河和錫爾河的大量徑流，使咸海海面從50年代末的6.4萬km縮減到80年代初的 4萬km，水位下降10m以上。為補充咸海水量，計劃從西伯利亞調水，但因可能對環境產生嚴重影響而遲遲不能決定。因此，對重大水利工程，需要事先作出對環境影響的評價，權衡利弊，才可決定。③提高用水效率、加強水資源管理：為緩解水資源匱乏現象，許多國家已重視水資源的管理，提高用水效率。農業節水潛力最大。工業方面主要是提高水的重復利用率。城鎮建筑采用節水型設備，并推廣中水道，使飲用水與雜用水的管道分開。在多水季節將多余的地表水人工補給地下含水層，建造地下水庫，是緩和水資源緊缺的經濟合理措施。原聯邦德國人工補給地下水的水量已占地下水抽取量的30%。

抽取地下水是最古老的用水方式。80年代估計全世界總用水量中約 1/5取自地下含水層。許多地區因地下水超采嚴重，已引起地下水位大幅度下降、地面下沉和沿海地區海水入侵地下含水層的現象。為緩解這些現象，許多國家一方面限制抽取地下水，另一方面采取向地下含水層人工回灌的技術。

為解決干旱缺水地區用水需要，世界上已有10多個國家進行跨流域調水。規模較大的有：①巴基斯坦的印度河調水工程；②蘇聯從額爾齊斯河向奴拉河調水工程；③美國加利福尼亞州調水工程。有些國家還計劃或設想建更大規模的調水工程，如蘇聯計劃從西伯利亞向中亞細亞調水，美國設想調阿拉斯加的水經加拿大到美國本土。這些計劃或因環境和社會問題，或因投資問題，在近期內很難實現。

現代水資源開發強調綜合利用，防洪、灌溉、發電、航運、供水、漁業和旅游業等多目標開發。開發途徑主要是：①在河道上筑壩蓄水，調節徑流；②建跨流域引水工程，調節水資源在地區上的分布不均；③開發地下水。其中以第一種途徑最主要。

至1986年,全世界已建成庫容1億m以上的水庫2700余座，總庫容逾6.4萬億m,約占全世界陸地年平均河川徑流量的14%。36年來，水庫總庫容約增加了10倍。庫容 1億m以上的水庫約80%以上是1950年后建成的。已建和在建的100億m以上的大水庫約100座,總庫容約3.5萬億m;庫容500億m以上的特大水庫19座,總庫容約1.7萬億m，其中6座在蘇聯、5座在加拿大。至1989年，世界上最大的水庫為蘇聯1967年建成的布拉茨克水庫，總庫容約1694億m。

第二次世界大戰后,世界科學技術發展突飛猛進。隨著工農業生產的快速發展，以及為滿足日益增長的人口的需要，世界上許多國家投入大量資金發展水利，在整治河道、提高防洪能力、擴大灌溉面積、建設大水庫和大水電站、 改善航運條件、 跨流域引水、防治水污染、保護水源以及結合水利工程發展旅游等方面，都取得了較大成就，使水資源的開發、利用和保護達到了較高水平。

但由于降水在地理上和時間上分布不均，人類尚無能力充分控制和調節，尚未充分掌握其規律，致使許多地區的水旱災害仍不斷發生。此外，由于工農業和城鎮居民需水量不斷增長，人口向都市集中，使世界上許多地區，特別是城市地區，水資源不敷使用。水體污染繼續蔓延，以及管理不善，加劇了水資源的供需矛盾。

水資源開發依靠水文循環，地球上每年再生淡水資源的體積大體上是不變的。降水形成的多年河川徑流量約為44.5萬億m。其中約 2/3在洪水季節直接流入海洋，河川天然基流僅約14萬億m。為保持生態平衡和工程技術方面的原因，可利用的水資源更少。

據估計，1950年全世界工業、農業和城鎮居民用水總量約1萬億m，至1980年已增加到3.5萬億m，預計到1990年將增加到4萬億m。全世界總用水量中,農業用水占最大份額，約70%，其次是工業用水，約25%，其余5%為城鎮用水。

航道和港口水運是一種最古老的運輸方式，二次世界大戰結束后，有明顯發展。世界上通航里程較長的內河航運系統主要在下列國家和地區。①美國：航道總長逾4萬km，其中約一半的水深超過2.74m，48%在密西西比河干支流上，可與五大湖相通；②蘇聯：有保證航運水深的航道逾8萬km,伏爾加航運系統總長6000km，上達莫斯科,下通黑海和里海；③歐洲：多瑙河-萊茵河航運系統,在80年代德國開始興建的美因-多瑙運河完成后，東至里海，西至北海,橫貫歐洲大陸,航道全長約3000km,可通航3000t船隊;④中國：1988年底有可通航的河道約10.9萬km，其中約7萬km分布在長江水系,但大部分水深和通航能力不大。

目前世界上最大的海港是荷蘭的鹿特丹港，吞吐量以1973年最大，達3億t以上。二次大戰后集裝箱碼頭發展很快。

航道和港口的發展趨勢如下。①渠化航道（見渠化工程）：為提高通航能力，改善通航條件，主要是疏浚和進行河道整治,并結合水資源的開發,建船閘和升船機，渠化航道。80年代,全世界已渠化的航道長約17000km以上。航道水深一般要求大于2.74m。密西西比河可通過載重量逾6萬t的頂推船隊。②擴大港口吞吐能力：為提高港口的吞吐能力，主要是開辟深水航道和開挖深水港池，發展海河聯運，擴大碼頭裝卸設備的能力，發展集裝箱碼頭。集裝箱貨運量的比重日益增加。

水土保持由于自然條件不利、濫伐森林、過度墾殖和放牧,以及耕作制度不合理,水土流失嚴重。80年代初,全世界土壤侵蝕面積約達2500萬km，占全世界陸地面積的18.5%。總的每年侵蝕土壤約600億t。中國、美國、蘇聯和印度四個國家合計土壤流失量約占全世界的一半。不少國家已成立專門機構治理水土流失。

水土保持的發展趨勢如下。①小流域綜合治理：以小流域為單元，進行規劃，綜合治理。②工程措施與林草、農業耕作措施相結合：70年代以來，許多國家重視工程措施與林草、農業耕作措施相結合，治理水土流失。水土保持農業耕作措施已被證明是控制水土流失的有效措施之一。

大壩工程據國際大壩委員會登記，1950年，全世界15m以上的大壩約有5200座，到1986年已增加到3.6萬余座，其中中國有1.88萬余座，占全世界的一半以上。

1951～1974年,世界上大壩建設發展速度最快,此后逐漸減慢。已建大壩中，土石壩約占82%,高30m以下的低壩約占78%，高100m以上的高壩總數只占1.14%。目前有高200m以上的高壩24座。高100m以上的高壩，絕大多數是二次世界大戰結束后建成的。

當前世界上最高的土石壩是蘇聯1989年建成的羅貢壩，高335m；最高的重力壩是瑞士1962年建成的大迪克桑斯壩，高285m；最高的拱壩是蘇聯1980年建成的英古里壩，高272m。

大壩建設的發展趨勢如下。①高土石壩和薄拱壩發展較快：1950年100m以上的高土石壩只有13座，到1986年已增加到 174座。1950年100m以上的高拱壩也只有13座,到1986年已增加到126座。高土石壩發展快的原因是：土力學的發展；大型施工機械和施工技術發展，使土石壩在施工速度和造價上可與混凝土壩競爭；土石壩對壩基條件要求較低；對筑壩用的土石料的要求放寬，可充分利用當地材料；高土石壩的抗震性能較好，在高烈度地震區建土石壩較安全;地下工程技術的發展,使土石壩的導流和泄洪布置比較方便；深覆蓋層的防滲技術的發展，使地基處理比較可靠。高薄拱壩發展較快的原因是地基處理技術的發展，使原來認為不宜建拱壩的壩址可建拱壩;高強度混凝土的發展,使拱壩的容許應力可以提高;拱壩可在壩頂和壩身泄洪；計算技術的發展,使用高速電子計算機可在較短時間內比較幾種設計方案，予以優化。②新壩型發展較快：30多年來發展較快的新壩型有鋼筋混凝土面板堆石壩、瀝青混凝土面板堆石壩、瀝青混凝土心墻堆石壩、定向爆破法筑堆石壩、碾壓混凝土壩等。③重視壩的安全:自1959年法國高66m的馬爾帕塞雙曲拱壩失事后，大壩的安全引起各國重視。隨著許多壩的老化，大壩的安全問題也越加突出。不少國家制訂了大壩安全檢查的法令，加強壩體狀態的觀測，安裝大壩安全自動監控系統以及加強大壩管理。大壩安全檢查中發現的主要問題是壩基和壩體的滲漏，壩體和壩基的抗震穩定性，以及土石壩的泄洪能力不足等。2100433B

水資源與現代水利課程定位

水資源與現代水利屬于科學和文化素質教育課程，走進“水資源與現代水利”，了解中國的治水歷史，感受水與人類文明，共創水利輝煌。

水資源與現代水利適應對象

水資源與現代水利主要面向低年級水利類專業及非水利類專業本科生和社會大眾。

• 預備知識

學習水資源與現代水利需要具有中等專業或高中畢業的文化知識基礎。

水資源與現代水利分六講，課程講授圍繞著水循環特點，水在生產和生活中重要性，面臨著“水多”“水少”和“水臟”三大水問題的成因危害和解決這些問題的思路、主要的工程和非工程措施方法，現代水利發展新形勢、新思路和新任務的主線展開。6講的標題分別是水與人類文明，面臨的水問題，水資源開發利用，洪澇災害防治，水生態環境保護與修復，水利之未來。