水能开发及其利用(2016年5月19日)

我国能源消费结构如何开发利用？开发困难重重及其应对？010203水能开发利用HydropowerdevelopmentandutilizationTeam:刘祥祺张福强一、我国能源消费结构70.9%5.9%我国电力结构存在过度依赖火电煤炭资源不可再生资源且资源利用率低必须优化电源结构水电是可再生能源，属绿色能源目前开发利用程度还不高加快开发利用水电美、加、巴、中〔四国〕水力资源比较开发利用率比较低。中国可开发水力资源和已建水电装机容量居世界第一位;二、水能资源的开发方式一、坝式开发二、引水式开发三、混合式开发四、梯级开发五、潮汐式开发六、抽水蓄能式开发在河流狭窄处，拦河筑坝或闸，坝前壅水，在坝址处形成集中落差，这种水能开发方式称为坝式开发。用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。图2-2坝式水电站示意图一、坝式开发

小结11.坝式开发的显著优点是由于形成蓄水库,可用以调节流量。2.坝式水电站因有蓄水库，综合利用效益高。3.坝式水电站一般投资大，工期长，单价高。4.坝式开发适合于河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条件的河段。在河流坡降陡的河段上筑一低坝(或无坝)取水，通过人工修建的引水道引水到河段下游，集中落差，再经压力管道引水到水轮机进行发电，这种开发方式称为引水式开发。适用条件：

适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。特点：

(1)水头相对较高，最大水头已达2000米以上。(2)引用流量较小，无水库调节径流。(3)电站库容很小，工程量较小，单位造价较低。二、引水式开发引水建筑物是无压的：明渠(openchannel)、无压隧洞(freeflowtunnel)主要建筑物：低坝，进水口，沉沙池，引水渠(洞)，日调节池，压力前池，压力水管，厂房，尾水渠。〔1〕无压引水式电站〔freeflowdiversiontypepowerstation〕引水建筑物是有压的：压力隧洞(pressuretunnel)。主要建筑物：低坝，引水隧洞(有压)，调压室，压力水管，厂房，尾水渠。〔2〕有压引水式电站〔pressureflowdiversiontypepowerstation〕

小结2

1.引水式水电站的水头较高，引用流量较小。2.水量利用率差，综合利用价值较低，电站规模较小。3.无水库淹没损失，工程量较小，单位造价也较低。4.适用于河道坡降较陡，流量较小的山区性河段，是山

区水电站常用的开发方式。我国水电资源非常丰富，对河流进行梯级开发，是充分利用水力资源的一个有效的方法。现阶段，在我国已经进行梯级开发的河流很多，如北部有浑江、牡丹江梯级等，东部有乌溪江、新安江、富春江梯级等，南部有以礼河、西洱河、猫跳河、红水河梯级，西部有映秀湾、大渡河梯级等，此外还有长江及其支流清江与黄河等大容量梯级水电厂。四、梯级开发方式

对全河流由上而下拟定一个河段接一个河段的水利枢纽系列，呈阶梯状的分布形式。一条河流上一连串的水电站系列称为梯级水电站。图2-11河流梯级开发示意图1-坝；2-引水道；3-水电站厂房梯级开发小结3进行梯级开发时应注意：1.尽可能充分地利用水能资源。2.作好第一期工程的选择。3.对河流梯级开发方案进行技术、经济、施工条件、效益、淹没损失等方面的比较时，要求对各梯开发方案的每一级单独进行分析评价外，还应将个梯级作为一个整体，进行总结评价。抽水蓄能式水电站组成：它的工作包括抽水蓄能和放水发电两个过程。其建筑物组成中必须有高、低两个水池，以有压引水建筑物相连。蓄能电站厂房位于下水池处。电能水能电能

图2-13抽水蓄能式水电站

(a)在日负荷图上的工作状态;(b)建筑物布置示意图小结41.抽水蓄能电站的总效率在60%-70%2.消耗的是系统的多余电能,提供的是系统急需的峰荷电能。3.调节电能,使火电站机组工作均匀,提高效率,节省燃料消耗，并改善系统的供电质量。4.调峰填谷,经济合理。三、水能开发存在的困难对生态环境的影响①工程现场施工以及建筑材料的开采、加工和堆放对天然植被的破环，加剧了水土流失，增加了河道淤积；②水库大坝的淹没、阻隔和径流调节，对生物资源和生物多样性等方面的影响，特别是对水生生物和鱼类资源的影响；③水库蓄水后，山体滑坡和诱发地震的影响；移民问题①过于单一的移民安置方式已不适应移民工作实际；②比较僵化的补偿标准已不能适应移民对后续开展的期望；③行政措施移民已不能适应法治社会下移民法制观念提高、维权意识增强的要求；④移民工作管理体系不适应强化水电工程业主和地方政府责任的需要；地理因素限制①水资源丰富，地形存在落差；②地质巩固，地基能够承载大坝和水源的重量，地质条件还要求不能是溶于水的石灰岩，不然形成溶洞，水库就会报废；③库区需要距用电城市较近，便于电力传输三峡水库地理因素分析图表总结-水资源开发的利弊利：〔1〕它是再生能源〔2〕水电是清洁能源，可改善自然环境〔3〕水电有防洪、灌溉、航运、供水、养殖、旅游等众多社会效益〔4〕发电本钱低，水电的本钱仅为火电的1/4左右；经济效益高，水电是火电的3倍。〔5〕水电机组起停灵活，输出功