第十章 水力學(xué)基礎(chǔ)與水力發(fā)電開(kāi)發(fā)利用方式

第十章水力學(xué)基礎(chǔ)和水力發(fā)電開(kāi)發(fā)利用方式第一節(jié)我國(guó)水利水電開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和水電開(kāi)發(fā)方針一、我國(guó)水力資源、可開(kāi)發(fā)水能蘊(yùn)藏量和水力資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀水能儲(chǔ)量：5.4164億KW，年發(fā)電量：2.474億萬(wàn)KW.h2010：水電裝機(jī)容量1.9億KW；5萬(wàn)KW以上：230座100萬(wàn)KW以上：25座小型水電廠：4萬(wàn)余座目前最大的水電站：三峽水電廠：32×700（ＭＷ）１、我國(guó)水能資源豐富的六大水系（１）黃河上流水系（李家峽、劉家峽、小浪底）（２）瀾滄江水系（漫灣、小灣、大朝山）（３）雅礱江水系（二灘、錦屏）（４）大渡河水系：（龔嘴、瀑布溝）（５）紅水河水系：（魯布革、天生橋一級(jí)、二級(jí)）（６）金沙江水系：（在建：白鶴灘、溪落渡、向家壩）２、三峽水利工程左岸：14臺(tái)；右岸：12臺(tái)；地下：６臺(tái)；單機(jī)700ＭＷ第二節(jié)水能資源特性和水力發(fā)電基本原理

一、水系特性及其一般概念１、干流、支流和水系干流：水直接流入海洋或內(nèi)陸湖泊的河流；支流：匯入干流的河流。水系：干流和文流構(gòu)成了脈絡(luò)相通、經(jīng)常有水的河流系統(tǒng)，稱為水系通常用干流的河名來(lái)命名，如長(zhǎng)江水系、黃河水系等。在研究某一支流或某一地區(qū)的水文問(wèn)題時(shí)，往往也用支流河名來(lái)稱呼，如金沙江水系，雅礱江水系等。２、河流的分段河源（源頭）、河床、上游、中游、下游、河口３、河流的基本特性豀線、水位、過(guò)水?dāng)嗝妗⒘髁?、流速、水力坡度４、河流的徑流和流?/p>

徑流：水在循環(huán)過(guò)程中，從地表和地下向著河段出口斷面匯集的全部水流；

流域：河段的集水區(qū)域。流域的邊界稱為分水線(分水嶺或分水界)。分水線通常是流域四周的山脊線，如秦嶺是黃河與長(zhǎng)江的分水線，５、水流的泥沙攜帶含沙量、輸沙率、輸沙量二、水力資源的綜合利用水資源：使地面和地下水源成為一種自然資源，水利開(kāi)發(fā)：就是充分合理地利用江河水域的地上地下水源。發(fā)電、灌溉、防洪、航運(yùn)、養(yǎng)殖、給水三、水利發(fā)電的基本原理水力發(fā)電的基本過(guò)程：水能—機(jī)械能—電能。水力發(fā)電廠：為實(shí)現(xiàn)上述連續(xù)地能量轉(zhuǎn)換而修建的水工建筑物和水輪機(jī)發(fā)電設(shè)備的總體。水力發(fā)電的主要生產(chǎn)過(guò)程大體可分為四個(gè)階段：①集中能量階段：建壩集中河流徑流和分散的河段落差，形成水電廠集中的水體和發(fā)電用的水頭；②輸人能量階段：利用渠道或管道，把水以盡可能小的損失輸送至水電廠；②轉(zhuǎn)換能量階段：調(diào)整水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，將水能高效率地轉(zhuǎn)換成電能；④輸出能量階段：將發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能，經(jīng)變壓、輸電、配電環(huán)節(jié)供給用戶。第三節(jié)水力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和水流的水能計(jì)算一、水的主要物理性質(zhì)密度、黏滯性、壓縮性、慣性三、水流運(yùn)動(dòng)基本方程式１、水流運(yùn)動(dòng)的一般概念過(guò)水?dāng)嗝妫捍怪庇谒鞣较虻乃w橫斷面；斷面平均流速：流量：指單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)過(guò)水?dāng)嗝娴乃w體積

Q=fc

恒定流與非恒定流。２、恒定流流量方程Q1=Q2=….=Q(f1c1=f2c2=….=fc)3、恒定流的伯努利方程４、水頭損失和水力坡度

水頭損失：河道或管路中，單位重量水流的能量損失，分為沿程水頭損失和局部水頭損失。水力坡度：總水頭H1和H２之差與兩過(guò)水?dāng)嗝嬷g流程長(zhǎng)度Ｌ之比四、水流的水能計(jì)算１、天然水流的理論能量p1=p2、c1=c2：E1-E2=HE=HWρg２、匯集水流的功率

水流的理論出力（功率）Ｐ：匯集水量在單位時(shí)間內(nèi)，由壩前通過(guò)引水設(shè)施引泄到壩后下游河道時(shí)，所做的功第四節(jié)水資源開(kāi)發(fā)方式和水電廠基本類型一、堤壩式開(kāi)發(fā)和堤壩式水電廠壩式開(kāi)發(fā)：在河道上攔河建壩、治高上游水位，造成壩上下游水位差。壩式水電廠：采用壩式開(kāi)發(fā)修建起來(lái)的水電廠。壩和水電廠廠房相對(duì)布置位置的不同，分為河床式和壩后式１、河床式廠房直接和大壩并建造在河床中。自右岸到左岸依次為大江沖沙閘、大江1號(hào)船閘、大江電廠、二江泄水閘、二江電廠和三江2號(hào)、3號(hào)船閘及三江沖沙閘等2、壩后式水電廠：廠房建在大壩的后面安康水電站三峽水電站二、引水式開(kāi)發(fā)和引水式電廠無(wú)壓引水式水電廠：地勢(shì)險(xiǎn)峻、水流湍急的河流中上游，或河道坡度較陡的河段上，可修筑縱向坡度遠(yuǎn)小于天然河段的引水明渠(或無(wú)壓隧道)集中水頭，然后用壓力水管把水引入置于河段下游的水電廠。

豁線深度大的上游河段或水體，可采用有壓引水方式。三、混合式開(kāi)發(fā)和混合式水電廠開(kāi)發(fā)利用具有堤壩式和引水式兩方面的特點(diǎn)，這便是混合式開(kāi)發(fā)，建立混合式水電廠。當(dāng)一條河流可開(kāi)發(fā)的全長(zhǎng)超過(guò)了一級(jí)開(kāi)發(fā)所能達(dá)到的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)允許長(zhǎng)度時(shí)，就要合理地分段開(kāi)發(fā)利用，在河段上開(kāi)發(fā)工程自上而下，一個(gè)接一個(gè)，猶如一級(jí)級(jí)的階梯，稱為梯級(jí)開(kāi)發(fā)。梯級(jí)開(kāi)發(fā)布置的水電廠又稱作梯級(jí)電廠。四、抽