人类社会为了生存和发展的需要,采取各种措施,对自然界的水和水域进行控制和调配,以防治水旱灾害,开发利用和保护水资源。用于控制和调配自然界的地表水和地下水,以达到除害兴利目的而修建的工程称水利工程。
我国有史以来新建了大量的水利工程,其规模数量均居世界前列。水利工程的主要建筑材料为混凝土、钢筋混凝土及各类钢结构。
混凝土和钢筋混凝土由于遭受到氯化物污染、碳化、硫酸盐腐蚀、碱集料反应、冻融、磨损、地基不均匀沉降等多种作用,造成混凝土结构破坏,缩短结构的服役寿命。大量的试验及工程实践调查证实,盐污染尤其是氯化物污染诱发钢筋锈蚀是影响混凝土结构服役寿命的主要原因,其次为混凝土结构的中性化(即混凝土的碳化)。
对于大量的内陆水工钢筋混凝土结构,空气中二氧化碳渗入导致混凝土碳化是造成其中钢筋腐蚀的主要原因。在不良条件下,服役10年的混凝土结构其碳化深度可超过30mm。混凝土初始的pH值为12到13之间,水化水泥浆的碱性环境使钢筋表面形成钝化膜,保护钢筋免受腐蚀破坏。但当混凝土碳化深度达到钢筋时,发生碳化反应后pH值将下降,当pH值低于9时,碱性环境被破坏,降低了对钢筋的保护作用,有害的介质进入就会引起钢筋的电化学反应,钢筋开始锈蚀。钢筋锈蚀产物的体积为原钢筋体积1.5~7倍,体积的膨胀造成混凝土保护层开裂,有害介质直接与钢筋接触,腐蚀速度加快,造成钢筋截面面积减少。根据钢筋混凝土的锚固理论,钢筋与混凝土之间的锚固力主要来自两者的粘结及变形钢筋的横肋对混凝土的咬合作用,对于光面钢筋,则主要来自钢筋与混凝土之间的粘结。钢筋一旦锈蚀,将导致混凝土与钢筋粘结力显著降低,甚至丧失;若锈蚀严重使钢筋截面积减小,力学性能降低,严重危及结构安全。
水工钢结构主要包括钢闸门、拦污栅、清污机支架等,是水利工程建筑物的重要组成部分。这些钢结构处于水下或干湿交替的环境中,受到不同水质、温度等环境等影响以及泥沙、冰凌、漂浮物、船舶的撞击作用,在物理、化学和电化学作用下不可避免地遭受腐蚀,严重时降低钢结构的刚度和承载能力,缩短使用寿命,甚至可能造成严重的安全事故。有的钢闸门运行15年,构件因严重腐蚀,承载能力降低1/3~2/3,甚至有的仅使用10年左右因闸门腐蚀穿孔,门叶失稳破坏而报废。据统计,很多水闸每年用于钢构件防腐蚀的经费约占全年水闸维修、养护经费的60%以上。
2.3.1.1我国水利行业发展
水利是一个使用历史较长的词语,并且随着社会经济技术的不断发展,水利的内涵也在不断充实扩大。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,但它所讲的“取水利”系指捕鱼之利。约公元前104—前91年,西汉史学家司马迁写成《史记》,其中的《河渠书》(见《史记 河渠书》)是中国第一部水利通史。该书记述了从禹治水到汉武帝黄河瓠子堵口这一历史时期内一系列治河防洪、开渠通航和引水灌溉的史实之后,感叹道:“哉水之为利害也”,并指出“自是之后,用事者争言水利”。从此,水利一词就具有防洪、灌溉、航运等除害兴利的含义。
1.投资总体情况
2014年,全社会共落实水利建设投资计划4345.1亿元,较上年增加90%。分投资来源看,中央政府投资1806.5亿元,较上年增加2.49%;地方政府投资2033.5亿元,较上年增加17.8%;利用外资3.8亿元,较上年减少64.8%;国内贷款277.4亿元,较上年增加42.9%;企业和私人投资83.8亿元,较上年减少43.3%;其他投资140.1亿元,较上年增加25.4%。d2014年水利行业社会固定投资见图2-74。
2.重点水利建设
(1)防洪抗旱
2014年,全国洪涝灾害总体偏轻。全国农作物受灾面积5919千公顷,成灾面积2830千公顷,受灾人口7382万人,因灾死亡486人、失踪91人,倒塌房屋26万间,县级以上城市受淹125座,直接经济损失约1574亿元,其中水利设施直接经济损失249亿元。因灾死亡人数为1949年以来最少,比2000年以来均值偏少66%。洪涝灾害受灾区域相对集中,云南、重庆、贵州、湖南、广东、海南、广西等地受灾较重。全国因山洪灾害造成人员死亡数占全部因灾死亡人数的70%,仍是人员伤亡的主因。登陆我国的台风较常年偏少但登陆地点集中,单个台风登陆次数多、强度大、引发灾害较重。
全国旱灾总体偏轻。全国农田因旱受灾面积12272千公顷,成灾面积5677千公顷,直接经济总损失910亿元。全国因旱累计有1783万城乡人口、883万头大牲畜发生临时性饮水困难。2014年,防洪减淹耕地1399千公顷,避免城市进水受淹93座,防洪减灾经济效益379亿元。解决了1656万城乡居民和790万头大牲畜因旱临时饮水困难,全年完成抗旱浇地面积19388千公顷,抗旱挽回粮食损失 314亿公斤。
(2)江河湖泊治理
2014年在建江河治理工程5286处,其中,堤防建设404处,大江大河及重要支流治理803处,中小河流治理3896处,行蓄洪区安全建设及其他项目183处。截至,2014年年底,在建项目累计完成投资2291.4亿元,投资完成率52.7%。全年实施河道整治长度18676公里,当年完成15470.6公里。
(3)水库及枢纽工程建设
2014年在建枢纽工程419座,截至2014年年底,在建项目累计完成投资1808.0亿元,项目投资完成率54.4%。全年在建病险水库除险加固工程3184座,截至2014年年底,累计完成投资231.4亿元,项目投资完成率60.9%。当年在建重点小型病险水库除险加固工程 2957处。
(4)水资源配置工程建设
全年水资源配置工程在建投资规模4104.6亿元累计完成投294.6亿元,项目投资完成率71.8%。南水北调东、中线一期工程在建规模2578.0亿元,累计完成投资2543.4亿元,全年完成投资109.2亿元。
(5)农村水利建设
全年农村饮水安全工程在建投资规模801.8亿元,累计完成投资710.2亿元。全年解决6710万农村居民和农村学校师生的饮水安全问题。截至2014年年底,农村集中式供水受益人口比例78.1%。当年中央安排预算内投资114.0亿元,用于规划内188处大型灌区续建配套与节水改造、19处新建灌区建设、150处中型灌区建设、14个省份大型灌排泵站更新改造 97个规模化节水灌溉增效示范和63个牧区水利项目建设;安排中央财政资378.09亿元用于小型农田水利建设。全年新增有效灌溉面积1648千公顷,新增节水灌溉工程面积2512千公顷,安排实施水利血防工程投资2亿元。
(6)农村水电建设
全年全国农村水电站建设完成投资256亿元,新增水电站 313座,装机容量255万千瓦。全国农村水电配套电网建设共完成投资61亿元,新增110千伏及以上变电站容量252万千伏安,新增35(63)千伏变电站容量194万千伏安,配电变压器容量538万千伏安。新投产10千伏及以上高压线路2.8万公里,低压线路3.8万公里。
(7)水土流失治理
全年水土保持及生态工程在建规模325.1亿元,累计完成投资193.6亿元。全国新增水土流失综合治理面积5.5万平方公里,其中国家水土保持重点工程新增水土流失治理面积1.65万平方公里。全年新增封育保护面积1.90万平方公里。实施1916条小流域水土流失综合治理,兴建黄土高原淤地坝196座。全年新修基本农田629千公顷(其中:新增梯田473千公顷,坝地30千公顷),新栽种水保林面积1507公顷,新增种草面积361千公顷。开展国家重点治理的项目县700多个。
(8)行业能力建设
全年水利行业能力建设完成投资56.6亿元。其中:防汛通信设施投资28.4亿元,水文建设投资6.5亿元,科研教育设施投资0.075亿元,水利前期投资18.6亿元,其他投资3. 1亿元。
3.水利行业单位概况
(1)职工与工资
全国水利系统从业人员99.9万人,比上年减少3.9%。其中,全国水利系统在岗职工97.1万人,比上年减少3.4%。在岗职工中,部直属单位在岗职工6.7万人,比上年减少4.3%,地方水利系统在岗职工90.4万人,比上年减少3.3%。全国水利系统在岗职工工资总额为451.4亿元,比上年增加8.7%。全国水利系统在岗职工年平均工资 46569元,比上年增加12.3%。
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