水能開發(fā)及其利用(2016年5月19日)

1、我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如何開發(fā)利用？開發(fā)困難重重及其應(yīng)對(duì)？010203水能開發(fā)利用水能開發(fā)利用Hydropower development and utilization Hydropower development and utilization Team:劉祥祺劉祥祺 張福強(qiáng)張福強(qiáng)70.9%5.9%我國(guó)電力結(jié)構(gòu)存在過(guò)度依賴火電我國(guó)電力結(jié)構(gòu)存在過(guò)度依賴火電煤炭資源不可再生資源且資源利用率低煤炭資源不可再生資源且資源利用率低必須優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)必須優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)水電是可再生能源，屬綠色能源水電是可再生能源，屬綠色能源目前開發(fā)利用程度還不高目前開發(fā)利用程度還不高加快開發(fā)利用水電加快開發(fā)利用水電開發(fā)利用率比較

2、低。開發(fā)利用率比較低。中國(guó)中國(guó)可開發(fā)水力資源和已建水電裝機(jī)容量可開發(fā)水力資源和已建水電裝機(jī)容量居世界第一位居世界第一位;二、水能資源的開發(fā)方式一、壩式開發(fā)一、壩式開發(fā)二、引水式開發(fā)二、引水式開發(fā)三、混合式開發(fā)三、混合式開發(fā)四、梯級(jí)開發(fā)四、梯級(jí)開發(fā)五、潮汐式開發(fā)五、潮汐式開發(fā)六、抽水蓄能式開發(fā)六、抽水蓄能式開發(fā) 在河流狹窄處，在河流狹窄處，攔河筑壩或閘，壩攔河筑壩或閘，壩前壅水，在壩址處前壅水，在壩址處形成集中落差，這形成集中落差，這種水能開發(fā)方式稱種水能開發(fā)方式稱為壩式開發(fā)。為壩式開發(fā)。 用壩集中水頭用壩集中水頭的水電站稱為壩式的水電站稱為壩式水電站。水電站。圖圖2-2 壩式水電站示意圖壩式水

3、電站示意圖一、壩式開發(fā)一、壩式開發(fā) 小小 結(jié)結(jié) 11. 壩式開發(fā)的顯著優(yōu)點(diǎn)是由于形成蓄水庫(kù)壩式開發(fā)的顯著優(yōu)點(diǎn)是由于形成蓄水庫(kù),可用以調(diào)節(jié)流量。可用以調(diào)節(jié)流量。2. 壩式水電站因有蓄水庫(kù)，綜合利用效益高。壩式水電站因有蓄水庫(kù)，綜合利用效益高。3. 壩式水電站一般投資大，工期長(zhǎng)，單價(jià)高。壩式水電站一般投資大，工期長(zhǎng)，單價(jià)高。4. 壩式開發(fā)適合于河道坡降較緩，流量較大，有筑壩建庫(kù)壩式開發(fā)適合于河道坡降較緩，流量較大，有筑壩建庫(kù)條件的河段。條件的河段。 在河流坡降陡的河段上筑一低壩在河流坡降陡的河段上筑一低壩(或無(wú)壩或無(wú)壩)取水，通過(guò)人工修建的引水取水，通過(guò)人工修建的引水道引水到河段下游，道引水到河段

4、下游，集中落差集中落差，再經(jīng)壓力管道引水到水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，這，再經(jīng)壓力管道引水到水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，這種開發(fā)方式稱為引水式開發(fā)。種開發(fā)方式稱為引水式開發(fā)。適用條件：適用條件： 適合河道坡降較陡，流量較小的山區(qū)性河段。適合河道坡降較陡，流量較小的山區(qū)性河段。特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1) 水頭相對(duì)較高，最大水頭已達(dá)水頭相對(duì)較高，最大水頭已達(dá)2000米以上。米以上。 (2) 引用流量較小，無(wú)水庫(kù)調(diào)節(jié)徑流。引用流量較小，無(wú)水庫(kù)調(diào)節(jié)徑流。 (3) 電站庫(kù)容很小，工程量較小，單位造價(jià)較低。電站庫(kù)容很小，工程量較小，單位造價(jià)較低。二、引水式開發(fā)引水建筑物是無(wú)壓的：明渠引水建筑物是無(wú)壓的：明渠(open channel)

5、、無(wú)壓隧洞、無(wú)壓隧洞(free flow tunnel)主要建筑物：低壩，進(jìn)水口，沉沙池，引水渠主要建筑物：低壩，進(jìn)水口，沉沙池，引水渠(洞洞)，日調(diào)節(jié)池，壓力前池，壓力水，日調(diào)節(jié)池，壓力前池，壓力水管，廠房，尾水渠。管，廠房，尾水渠。（1 1）無(wú)壓引水式電站）無(wú)壓引水式電站（free flow diversion type power station）引水建筑物是有壓的：壓力隧洞引水建筑物是有壓的：壓力隧洞(pressure tunnel)。主要建筑物：低壩，引水隧洞主要建筑物：低壩，引水隧洞(有壓有壓)，調(diào)壓室，壓力水管，廠房，尾水渠。，調(diào)壓室，壓力水管，廠房，尾水渠。（2 2）有壓引水式

6、電站）有壓引水式電站（ pressure flow diversion type power station） 小小 結(jié)結(jié) 2 1. 引水式水電站的水頭較高，引用流量較小。引水式水電站的水頭較高，引用流量較小。 2. 水量利用率差，綜合利用價(jià)值較低，電站規(guī)模較小。水量利用率差，綜合利用價(jià)值較低，電站規(guī)模較小。 3. 無(wú)水庫(kù)淹沒(méi)損失，工程量較小，單位造價(jià)也較低。無(wú)水庫(kù)淹沒(méi)損失，工程量較小，單位造價(jià)也較低。 4. 適用于河道坡降較陡，流量較小的山區(qū)性河段，是山適用于河道坡降較陡，流量較小的山區(qū)性河段，是山 區(qū)區(qū)水電站常用的開發(fā)方式水電站常用的開發(fā)方式。 我國(guó)水電資源非常豐富，對(duì)河流進(jìn)行梯級(jí)開發(fā)，是

7、充分利用水力我國(guó)水電資源非常豐富，對(duì)河流進(jìn)行梯級(jí)開發(fā)，是充分利用水力資源的一個(gè)有效的方法?，F(xiàn)階段，在我國(guó)已經(jīng)進(jìn)行梯級(jí)開發(fā)的河流很資源的一個(gè)有效的方法?，F(xiàn)階段，在我國(guó)已經(jīng)進(jìn)行梯級(jí)開發(fā)的河流很多，如北部有渾江、牡丹江梯級(jí)等，東部有烏溪江、新安江、富春江多，如北部有渾江、牡丹江梯級(jí)等，東部有烏溪江、新安江、富春江梯級(jí)等，南部有以禮河、西洱河、貓?zhí)?、紅水河梯級(jí)，西部有映秀梯級(jí)等，南部有以禮河、西洱河、貓?zhí)印⒓t水河梯級(jí)，西部有映秀灣、大渡河梯級(jí)等，此外還有長(zhǎng)江及其支流清江與黃河等大容量梯級(jí)灣、大渡河梯級(jí)等，此外還有長(zhǎng)江及其支流清江與黃河等大容量梯級(jí)水電廠。水電廠。四、四、梯級(jí)開發(fā)方式梯級(jí)開發(fā)方式 對(duì)

8、全河流由上而下擬定對(duì)全河流由上而下擬定一個(gè)河段接一個(gè)河段的一個(gè)河段接一個(gè)河段的水利樞紐系列，呈階梯水利樞紐系列，呈階梯狀的分布形式狀的分布形式。一條河流上一連串的水一條河流上一連串的水電站系列稱為梯級(jí)水電電站系列稱為梯級(jí)水電站。站。圖圖2-11 河流梯級(jí)開發(fā)示意圖河流梯級(jí)開發(fā)示意圖1-壩；壩；2-引水道；引水道；3-水電站廠房水電站廠房梯級(jí)開發(fā)梯級(jí)開發(fā)小小 結(jié)結(jié) 3 3 進(jìn)行梯級(jí)開發(fā)時(shí)應(yīng)注意：進(jìn)行梯級(jí)開發(fā)時(shí)應(yīng)注意： 1. 盡可能充分地利用水能資源。盡可能充分地利用水能資源。 2. 作好第一期工程的選擇。作好第一期工程的選擇。 3. 對(duì)河流梯級(jí)開發(fā)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工條件、對(duì)河流梯級(jí)開發(fā)方案

9、進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工條件、 效益、淹沒(méi)損失等方面的比較時(shí)，要求對(duì)各梯開發(fā)方案的每效益、淹沒(méi)損失等方面的比較時(shí)，要求對(duì)各梯開發(fā)方案的每一級(jí)單獨(dú)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)外，還應(yīng)將個(gè)梯級(jí)作為一個(gè)整體，進(jìn)一級(jí)單獨(dú)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)外，還應(yīng)將個(gè)梯級(jí)作為一個(gè)整體，進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。行總結(jié)評(píng)價(jià)。抽水蓄能式水電站抽水蓄能式水電站組成：它的工作包括組成：它的工作包括抽水蓄能抽水蓄能和和放水發(fā)電放水發(fā)電兩個(gè)過(guò)程。其建筑物組成中必須有高、兩個(gè)過(guò)程。其建筑物組成中必須有高、低兩個(gè)水池，以有壓引水建筑物相連。蓄能電站廠房位于下水池處。低兩個(gè)水池，以有壓引水建筑物相連。蓄能電站廠房位于下水池處。電能電能 水能水能 電能電能 圖圖2-13 2-

10、13 抽水蓄能式水電站抽水蓄能式水電站 ( (a) a)在日負(fù)荷圖上的工作狀態(tài)在日負(fù)荷圖上的工作狀態(tài); (b); (b)建筑物布置示意建筑物布置示意圖小小 結(jié)結(jié) 4 41. 抽水蓄能電站的總效率在抽水蓄能電站的總效率在60%-70%2. 消耗的是系統(tǒng)的多余電能消耗的是系統(tǒng)的多余電能,提供的是系統(tǒng)急需的峰荷電能。提供的是系統(tǒng)急需的峰荷電能。3. 調(diào)節(jié)電能調(diào)節(jié)電能,使火電站機(jī)組工作均勻使火電站機(jī)組工作均勻 ,提高效率提高效率,節(jié)省燃料消耗，節(jié)省燃料消耗，并改善系統(tǒng)的供電質(zhì)量。并改善系統(tǒng)的供電質(zhì)量。4. 調(diào)峰填谷調(diào)峰填谷,經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)合理。對(duì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響生態(tài)環(huán)境的影響 工程現(xiàn)場(chǎng)施工以及建筑工程

11、現(xiàn)場(chǎng)施工以及建筑 材料的開采、加工和堆放對(duì)材料的開采、加工和堆放對(duì)天然植被的破環(huán)，加劇了天然植被的破環(huán)，加劇了 水土流失，增加了河道淤積；水土流失，增加了河道淤積； 水庫(kù)大壩的淹沒(méi)、阻水庫(kù)大壩的淹沒(méi)、阻 隔隔和徑流調(diào)節(jié)，對(duì)生物資源和和徑流調(diào)節(jié)，對(duì)生物資源和生物多樣性等方面的影生物多樣性等方面的影 響，響，特別是對(duì)水生生物和魚類資特別是對(duì)水生生物和魚類資源的影響；源的影響； 水庫(kù)蓄水后，山體滑坡和水庫(kù)蓄水后，山體滑坡和誘發(fā)地震的誘發(fā)地震的影響影響；移民移民問(wèn)題問(wèn)題 過(guò)于單一的移民安置方式已過(guò)于單一的移民安置方式已不適應(yīng)移民工作實(shí)際；不適應(yīng)移民工作實(shí)際； 比較僵化的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)已不能比較僵化的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)

12、已不能適應(yīng)移民對(duì)后續(xù)發(fā)展的期望；適應(yīng)移民對(duì)后續(xù)發(fā)展的期望； 行政措施移民已不能適應(yīng)法行政措施移民已不能適應(yīng)法治社會(huì)下移民法制觀念提高、治社會(huì)下移民法制觀念提高、維權(quán)意識(shí)增強(qiáng)的要求；維權(quán)意識(shí)增強(qiáng)的要求； 移民工作管理體系不適應(yīng)強(qiáng)移民工作管理體系不適應(yīng)強(qiáng)化水電項(xiàng)目業(yè)主和地方政府責(zé)化水電項(xiàng)目業(yè)主和地方政府責(zé)任的需要；任的需要； 地理因素限制地理因素限制 水資源豐富，地形存在落差； 地質(zhì)堅(jiān)固，地基能夠承載大壩和水源的重量，地質(zhì)條件還要求不能是溶于水的石灰?guī)r，不然形成溶洞，水庫(kù)就會(huì)報(bào)廢； 庫(kù)區(qū)需要距用電城市較近，便于電力傳輸三峽水庫(kù)地理因素分析圖表總結(jié)總結(jié)-水資源開發(fā)的利弊水資源開發(fā)的利弊利：利：（1）它是再生能源 （2）水電是