水利水能規(guī)劃

水利水能規(guī)劃緒論(introduction)一、本課程的任務(wù)及主要內(nèi)容擬定水資源開發(fā)方式確定工程的規(guī)模編制水量調(diào)度方案任務(wù)內(nèi)容徑流調(diào)節(jié)計(jì)算水能計(jì)算水電站及水庫(kù)主要參數(shù)選擇水庫(kù)調(diào)度二、水資源（waterresources）概述1.水資源的概念通常所說(shuō)的水資源指逐年可以得到恢復(fù)補(bǔ)給的淡水（freshwater）。它包括江河（river）、湖泊（lake）、井泉（spring）、積雪（snowpack）、冰川（glacier）、大氣水（atmospheric

water）、土壤水（soilwater）以及地下水（groundwater）等可供長(zhǎng)期利用的水源。據(jù)估計(jì)，地球上水的總量約有13.86億km3，地球上的淡水只有0.35億km3，僅占總水量的2.53%。在淡水中，占很大比重的是處于兩極地帶的冰蓋和高山冰川中，永久性積雪、凍土中的水量，目前還難以被開發(fā)利用，僅有0.35%（占地球總水量）是在河流、湖泊、土壤中，人類可以利用。1977年，聯(lián)合國(guó)向全世界發(fā)出警告：“水不久將成為一項(xiàng)嚴(yán)重的社會(huì)危機(jī)，石油危機(jī)之后的下一次危機(jī)便是水”。1997年6月，聯(lián)合國(guó)發(fā)布的《世界淡水資源綜合評(píng)價(jià)報(bào)告》指出：目前，世界許多地方的淡水資源利用都不是可持續(xù)的，世界1/3的人口生活在中度缺水和嚴(yán)重缺水的地區(qū)，如果不采取果斷措施，2025年全球另外2/3的人口也將有可能面臨這種局面，并將危害經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境，造成公共衛(wèi)生和糧食供應(yīng)危機(jī)。

全球年徑流總量為46.8萬(wàn)億立米，我國(guó)為2.7萬(wàn)億立米，居世界第六位。國(guó)家:巴西俄羅斯加拿大美國(guó)印尼中國(guó)

年徑流總量:5.24.73.13.02.82.7(萬(wàn)億立米)2.我國(guó)水資源的分布特點(diǎn)（1）地區(qū)分布不均勻（2）年內(nèi)分布不均勻（3）年際變化大1.我國(guó)水能資源(hydraulicenergyresources)特點(diǎn)（1）我國(guó)水能資源居世界首位全世界水能資源蘊(yùn)藏量約為56億千瓦（按平均流量估算），我國(guó)約為6.8億千瓦(理論值)，技術(shù)上可能開發(fā)的3.8億千瓦,技術(shù)上可能經(jīng)濟(jì)上合理的占理論值的20%至30%。三、我國(guó)水能資源概況（2）我國(guó)水能資源分布不均衡（西南多，東北少）水能資源大部分集中在西南地區(qū)。西南地區(qū)的水能蘊(yùn)藏量占全國(guó)總量的70%以上；西北地區(qū)約占12.5%；中南地區(qū)約占9.5%；華東地區(qū)約占4.4%；華北和東北地區(qū)各占1.8%。（3）大型水電站占比重大例如，長(zhǎng)江三峽裝機(jī)容量達(dá)1820萬(wàn)kw，21世紀(jì)初建成時(shí)，容量為世界之冠；長(zhǎng)江上游金沙江還有可建成裝機(jī)容量1000萬(wàn)kw以上的溪洛渡、白鶴灘等巨型水電站；黃河、紅水河、瀾滄江和長(zhǎng)江主要支流雅礱江、大渡河、烏江等以及中俄界河黑龍江可建一大批百萬(wàn)千瓦以上的大型水電站。截至1949年，全國(guó)水電裝機(jī)容量?jī)H36萬(wàn)kw，年發(fā)電量?jī)H12億kw.h。

1951年3月，新中國(guó)成立后第一座新建的水電站——福建古田溪一級(jí)水電站開工，第一期工程裝機(jī)1.2萬(wàn)kw。

到1981年，水電裝機(jī)容量達(dá)到2100多萬(wàn)kw，居世界第6位。

自1987年以來(lái)，我國(guó)水電裝機(jī)容量已上升到世界的第4位，僅次于美國(guó)、俄羅斯和加拿大。

截至1999年，水電總裝機(jī)達(dá)到7297萬(wàn)kw,已居于世界第2位。

到1995年底，我國(guó)已開發(fā)的水能資源僅占可開發(fā)資源的約10%，還有絕大部分可能利用的資源尚未開發(fā)。2.水能資源開發(fā)利用現(xiàn)狀和前景我國(guó)歷年水電比重情況表第一章水資源源的綜合利用(multipurposeutilization)與水資源關(guān)系密切切的主要部門有：：興水利水力發(fā)電灌溉航運(yùn)給水等除水害防洪治澇“一水多用，一庫(kù)庫(kù)多用”第一節(jié)概述述一、水資源綜合利利用的重要性1.水力發(fā)電———只利用水并不消耗耗水量。2.灌溉——消耗大量水量，用用水年內(nèi)變化大，，有季節(jié)性。3.航運(yùn)——不耗水量，要求有有一定的水深。4.給水——用水較均勻。5.防洪——要求水庫(kù)蓄水，以以調(diào)節(jié)徑流。二、主要用水部門門的用水特點(diǎn)河段的潛在水能勢(shì)能(potentialenergy)動(dòng)能(kineticenergy)水能設(shè)T秒時(shí)段內(nèi)流過(guò)兩段段面的水量為W米3)2(2222112121211gVVPPZZWEEE2aaγ-+-+-=-=γ—斷面2-2處水流的總能量為:E2=)2(22222gVPZWaγγ++斷面1-1處水流流的總能量為:)2(21111gVPZWaγγ++E1=一、水力發(fā)電的基基本原理第二節(jié)水力力發(fā)電（hydroelectricitygeneration））V1V21122ΔZ1ΔZ2P1P2Z1-Z2=H1-2-γ21PP?0?0E1-2=γ·W·H1-2（牛頓·米）功率出力(output)NTEN2121--=TWH21-=g=γQH1-2(牛頓·米/秒)1千瓦=1000牛頓·米/秒，γ=1000×9.81牛頓/米3N1-2=9.81QH1-2（千瓦）——水流出力計(jì)算公式式2222211gVVaa-V1V21122ΔZ1ΔZ2P1P2河段的潛在水能H1－21.水量損失2.水頭損失H凈=Z上－Z下－ΔH引3.功率損失水電站效率η=ηη水×η傳×η電水電站的出力公式式為：N=9.81ηQ電H凈（kw）ΔHAAQΔH引ΔZ下H凈ΔZ上Bη水——水輪機(jī)的效率η傳——傳動(dòng)設(shè)備的效率η電——發(fā)電機(jī)的效率N=9.81QH（kw）令A(yù)=9.81η水電站出力計(jì)算公公式可表示為：8.5，大型水電站（裝機(jī)N＞25萬(wàn)千瓦）8.0~8.5，中型水電站（N=2.5~25萬(wàn)千瓦）6.0~8.0，小型水電站（N＜2.5萬(wàn)千瓦）AA——出力系數(shù)N=AQ電H凈（千瓦）二、河川水能資源源的開發(fā)方式（一）壩式壩后式河床式——廠房布布置在壩的的后面——廠房成成為擋水建建筑物一部部分1.壩式式水電站(damhydropowerstation)的分類：2.壩式式開發(fā)的特特點(diǎn)：①水頭相相對(duì)較小；；②一般能能形成蓄水水庫(kù)，電站站引用流量量大，綜合利用效效益高；③投資大大，工期長(zhǎng)長(zhǎng)，通常單單位造價(jià)高高。3.壩式式開發(fā)的適適用條件：：適于流量大大，坡降緩緩，且有筑筑壩建庫(kù)條條件的河段段。（二）引水水式引水式水電電站(diversionhydropowerstation)無(wú)壓引水式式水電站有壓引水式式水電站1—原河道；水頭HΔZ上ΔZ下2—明渠；3—取水壩；4—進(jìn)水口；5—前池；6—壓力水管；7—水電站廠房。12345671.引水水式開發(fā)的的特點(diǎn)：①水頭較高高；②電站引用用流量小，，水量利用用率差，綜綜合利用效效益低；③無(wú)水庫(kù)淹淹沒(méi)損失，，工程量小小，單價(jià)一一般較低。。2.引水水式開發(fā)