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关于水利知识及水利工作的一些科普,及解答朋友们对水利工作的一些误解

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发表于 2017-12-25 01:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 shlove1976 于 2017-12-25 01:37 编辑

应某些同志要求,科普一下水利知识,也顺便说一下黄河为什么这么黄,可能有些谈起来比较枯燥,随性而谈,我尽量写得简明扼要一些。前些时间因为工作原因,加上自己比较慵懒,没能写成,现在闲一些了,慢慢写,慢慢思考怎么写,希望给大家带来最基础的水利知识,当然也算实现自己当初对朋友们的承诺。这不是教科书,可能有些说得不对,大家可以讨论。也可以提问,在我知识能力范围内,我会解答。本来打算发在刀大贴内,但考虑可能不能一次写完,就单独发贴。
一、河是怎么来的
河是怎么来的?总的来说,是地球重力造就的,就是水往低处流。天上降雨,从点滴汇聚,然后越汇越大,从小溪到大江大河,最后入海,蒸发后天空中运移到陆地,再降雨,往复不息。其中的重点是,降雨量大小,集雨面积大小。这两个因素越大的河,流量越大。水的运动,会带走地表泥沙,也会侵蚀地表,所以水会重新塑造地形。水、风(空气循环)和地质运动共同打造着我们的地球面貌。你们所看到的山、平原都是这个过程,并且还不是最终结果。最终结果应该是,全是平原,没有山。在重力条件下,山和水其实是死对头,严格说水最恨有高差,有高差水就会把他拉平。河流,是水循环的重要组成部分,没有水循环,就无从谈生物的生存。
二、地表运动
地球的地表圈每天都是新的,都是与前一天不一样的,处于不断变化中。如果有一天地表圈不再变化了,也宣告了生物圈的结束,生物圈所需要的各种元素不再运移,整个世界就是死的。所以,大江大河是整个有活力的动物界的母亲。好在咱们地球有一颗热的地核,能够促使地表运动,有足够大的体积保持重力,使地表保持侵蚀状态,也因此才有了元素丰富的适宜人类生存的地形和元素的聚集。我们的很多元素,其实存在于地底的地幔,因为地质运动,他们通过火山才来到地面的。
而中华民族的母亲河,黄河,正是地质运动的结果。地球是一个封闭但又相对内部活跃的星球,因为有地质运动和水、大气的流动。正因为这种活跃,才造就了适宜于现在地球生物可以存在的条件。

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 楼主| 发表于 2017-12-25 01:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlove1976 于 2017-12-25 03:24 编辑

三、地质运动对河道的影响
地球,从大的来说分三层,可以想象为一个鸡蛋,地核是蛋黄,地幔是蛋清,地表是蛋壳。从比例来说,地壳(qiao,四声)比蛋壳薄得多。从地壳开成时,就有地壳的板块运动,因为有颗热的地核,有足够大的动力,促使地幔在缓慢流动。地幔的流动,导致地表跟随其运动,然后聚集成陆地,地壳板块相互碰撞,形成山和高地,请大家想象几十上百公里的地壳碰撞时,那一定会造成地壳隆起,从而形成高山,比如喜马拉雅山、欧洲的阿尔卑斯山、美洲的安第斯山脉等。这都是地壳碰撞带来的最直接的后果。

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 楼主| 发表于 2017-12-25 02:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlove1976 于 2017-12-25 02:41 编辑

先科普一个基础知识,地球的地壳,岩石分为三大类。
第一类,是沉积岩,就是水、风带来的砂、土沉积而成,经过好长长的岁月(以百万年计),不断沉积和地壳沉降,高压力后,变成岩石。我们所见的大多数地表都是沉积岩。这类岩石的特征是,原来水风运来的什么就是什么,但胶结程度高(所谓胶结就是细的和粗的结合),也就是内部的物质通过物理化学作用都连成一体了。大家常见的分层的岩石,都是沉积岩。
第二类是变质岩,沉积岩如果沉到一定深度,会由于地底的高温高压,岩石内的元素重新结晶,岩石性质和状态与原先沉积物不一样了,这叫变质岩。这类岩石其内部原子发生了重新的排列组合。比如喜马拉雅山脉(以下简称喜山)由于经过地底几十上百公里的高温高压,变质岩特别多。
第三类叫火成岩,这其实是地球给动植物界的奖赏。地球内部的元素,也是生命必须的元素,就是通过火山岩来到地表的。火成岩最重要的作用是把地球内部重的元素运移到地表来,才有生命精采。所以,大家不要对火山感到害怕,它虽然对地表有伤害,但作用很重要。我国那些稀土元素,同样是火山的结果。大家最爱的钻石,没有火山,就没有钻石。还好你的祖国曾经经历,所以,我们的稀土世界第一。非洲经历过,钻石第一。火成岩有两种,一种是火山喷发形成的火山岩,质地很松,容易风化;二种是地幔侵入到地壳内,没喷出来,慢慢结晶形成的岩叫侵入岩。比如华山、黄山、泰山等都是侵入岩。妈蛋,怎么说到地质了。也行,地质水文都是基础学科,一起谈了吧。

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发表于 2017-12-25 03:33 | 显示全部楼层
基本全看得懂这个科普很厉害

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 楼主| 发表于 2017-12-25 17:49 | 显示全部楼层
本文同步在超大发,还是想更多的人了解。但可能写得比较慢,大家耐心等。不好意思。

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 楼主| 发表于 2017-12-26 23:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlove1976 于 2017-12-26 23:40 编辑

水文计算的基础
不太讲顺序,想到哪里说哪里,水文是什么意思?水文就是集水所需要的要素的集合,包括降雨量大小、时间长短、集雨面积、集雨区内的地形坡度比降。可以想象,降雨量越大、集雨面积越大、降雨时间越长,集水量越大。集雨区内地形越陡,就越快形成洪水,洪水的过程也越短激烈越短。综合以上因素,专业技术人员就会有一套计算方法,或者经验公式去计算洪水的大小,洪水的过程,也不说绝对就正确,但八九不离十吧。有了计算洪水的方法以,我们才能对洪水有预测,比预测地震靠谱得多,基本能做到防范洪水,或者说叫提前预报洪水。本人第一专业地质,第二专业水工,地质和水工两方面的问题都自我感觉良好,从总的来说,我觉得搞工程地质更有意义。有同行高手,别批我。兄弟如有提问的,可以提。我能解答的就解答,能力范围内。水文讲清楚了吗?没讲清楚后面再说

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有了这地质水文的知识背景,那么后面对大西线问题的可能的阐述才更加可信。  发表于 2018-1-1 00:49

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 楼主| 发表于 2017-12-27 10:01 | 显示全部楼层
集水过程,与当地的地质条件,地层状况、植被条件有关。如果地质断层断裂发育,溶洞、地下河发育,地层如果透水性强,那么地表成水效果就差。植物是天然水库,其根系对保水保土很有效果,并且能在降雨后缓慢释放出水源,植被繁茂的地区,能有效减慢洪水的形成。

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催更。  详情 回复 发表于 2018-1-2 12:56
学习中  发表于 2018-1-2 12:06

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发表于 2018-1-2 12:56 | 显示全部楼层
shlove1976 发表于 2017-12-27 10:01
集水过程,与当地的地质条件,地层状况、植被条件有关。如果地质断层断裂发育,溶洞、地下河发育,地层如果 ...

催更。

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发表于 2018-1-3 20:55 | 显示全部楼层
等待楼主做完铺垫后,要真正的讲一些关于大西线的事情。藏水入疆,再造大西北,想想就令人热血上涌啊。

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发表于 2018-1-4 13:39 | 显示全部楼层
感谢楼主  专业的科普
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 楼主| 发表于 2018-1-4 15:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlove1976 于 2018-1-5 17:50 编辑

谈一下地质构造,所谓地质构造,就是地壳运动过程中,在地层中留下的褶皱、断裂、断层等。可以把地层想象成一本薄的大书,如果受到挤压,纸张就会弯曲,再挤压就会形成连续的弯曲,这就是褶皱。其中向上拱起的,叫背斜;向下凹陷的,叫向斜。
如果褶皱受到应力够大,超过了岩层能承受的强度,岩石就会破裂,从而形成压性断层(小的叫裂隙或者节理)。背斜处,由于岩石由于拱起,受到拉应力,就会形成张性断层、裂隙或者节理。如果断裂够大、够集中、足够深,就叫断裂带。由于板块受力一般都断裂带(板块的软弱面)释放,因此只要受到的力足够大了,断裂带岩层就会错断,从而引起地震。
由于背斜一般是张性断层裂隙,地下水相对容易进入岩层,所以风化比较快,被侵蚀带走,因此在后期就往往是谷地;相反向斜一般是压性断层裂隙,所以相对来说水不容易进入地下,因此岩石不容易风化,往往后来是山。所以地质上有句话叫“向斜山背斜谷”,这主要是水的功劳。也就是说,我们看到的山是最初的谷,现在的谷地反而可能最初是山。这是长期演化的结果。
当然,最大的造山运动,还是地壳板块和板块间的碰撞,由于年代较近,来不及侵蚀完,就会形成雄伟的山脉。
再说说板块吧,其实现在地壳,主要分为几大版块,欧亚大陆、非洲、印度洋、太平洋、美洲、南极洲等板块,板块内部又分为更古老不同时间融合在一起的小板块。这些内部小版块互相挤压也会造山,中国的秦岭、大巴山脉、祈连山脉、天山山脉、太行山脉等内陆山脉,都是内部小板块间碰撞造成的。这种碰撞力量有多种来原,最主要来原还是各大板块碰撞时传递的应力。

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如果辅以图形,则理解起来更方便的,直观嘛  发表于 2018-4-28 10:09

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发表于 2018-1-5 09:58 | 显示全部楼层
楼主,快更!!!

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 楼主| 发表于 2018-1-5 17:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlove1976 于 2018-1-5 18:08 编辑

前楼更了,再占一楼,想想更什么?再有,我都是做的一些基础科普工作,就是讲讲大家平时认为高大上的概念,讲讲最基本的道理,没数据没公式,大家可别批我。

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在某一个期段,总会有些工程是要改变国运的。如两弹一星,如三峡工程。若大西线工程可以启动,这对中国的改变将是旷古烁今的。  发表于 2018-1-7 13:48
将会产生的工程量,周期,对生态环境的影响。再造西北的远景等等。这是个大文章,若国家真的 已经开始在这个方面作为了,那么有那些是可以让人们知道的呢?  发表于 2018-1-7 13:47
围绕着大西线问题,可以隐身发挥的东西很多。例如青藏地区的地理地质、水文、天气系统,新疆、甘肃等地的地质水文,这些资料对大西线工程的作用。大西线目前的工作进度,阶段性任务有没有,一旦启动这个工程后,  发表于 2018-1-7 13:45
想想更什么?自然是在普及基础知识的前提下尽快讲讲大西线。大西线的前世今生,未来实现的可能性,以及目前的工作进度。  发表于 2018-1-7 13:41

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发表于 2018-1-10 22:34 | 显示全部楼层
来早了,没看到中意的干货,催更!

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 楼主| 发表于 2018-2-24 00:22 | 显示全部楼层
今天看见刀楼的院士们就大西线问题讨论,说说感想,当然以院士们的为准,只是同志们对院士们的结论不一定理解,试着讨论一下:
院士们说了,大西线的问题,最大的问题是地质问题,的确如此。
我自己认为,大西线有如下重大问题需要讨论:
1、大西线工程的设计年限问题。千年工程?百年工程?大西线作为国家的重大决策,需要长远考虑,工程方面应按永久建筑考虑,各重要工程需要至少按千年一遇的标准进行设计设防。
2、如院士说,工程最大的难题是地质难题。在青藏高原周边进行运河渠系工程建设,最大的是地质问题,包括边坡稳定(滑坡、坍塌、落石等)问题、隧道的高应力下的施工及运行期的长期稳定问题,河道的长期保持冲淤平衡问题。其中运行期边坡稳定问题是重中之重。
3、应由气象部门参与,讨论新疆及西部广大地区如果成为比现在湿润气候可能对全球气候造成的影响,这是个很重要的课题。
4、从新闻报道中,可以推算一下大概每秒引流量2000方,这是一条很大的人工河,如何维持其长期运行,特别是上游人烟稀少地区的长期运行,是个大问题。建设工程很容易,但维持工程长期运行,不花钱是不可能的。我们水利工程最大的缺点,就是重建轻管。从我长期从事水工作来看,水利工程,管比建更重要,管能发挥更大的效益。
总的来说,大西线,施工期问题不大,可以采取工程措施予以解决,这没问题。但最难处是维持其长期安全运行才是设计中的大问题。
暂时谈这些,不掌握数据,以后继续谈。
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 楼主| 发表于 2018-2-24 00:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 shlove1976 于 2018-2-24 01:41 编辑

在我看来,各段都还需要优化设计,时间还长着呢,兄弟们不要着急,这真是千年大计!建议优化方案,从第二阶走是的话,尽量利用现有河道,就算河上建坝引流也可。
说实话,当我看见在新闻中在半山上修河的,我真的忍不住想教训那些搞设计的小兄弟,认真点,千年大计,我们可以把坝一阶一阶修,就算需要修渠,可不可以把坝修高点,多修点坝也可以啊。修坝比修河容易得多。半山上修河,需要全程保障的。

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如果国家把大西线建设定为国策,那,一定会有更多的资金和人力(最重要的是规划、设计及工程技术人员)来做为万年工程的!  发表于 2018-4-28 10:12

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发表于 2018-3-16 20:56 来自手机 | 显示全部楼层
正痒着呢!快来呀
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发表于 2018-3-17 09:10 | 显示全部楼层
不知道楼主说的是不是最新规划的《红旗河》?
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发表于 2018-3-17 11:55 | 显示全部楼层
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发表于 2018-3-17 23:26 | 显示全部楼层
水准仪怎么用?数据怎么计算?

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现在还用水准仪?水准仪最基本的原理就是,光沿直线走,而你只测光照物体的高差,就可以算出两地的高差。  发表于 2018-5-7 15:02
呵呵,楼主是不是弃楼了?  详情 回复 发表于 2018-4-28 10:13
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