水利水能规划

水利水能规划绪论(introduction)一、本课程的任务及主要内容拟定水资源开发方式确定工程的规模编制水量调度方案任务内容径流调节计算水能计算水电站及水库主要参数选择水库调度二、水资源（waterresources）概述1.水资源的概念通常所说的水资源指逐年可以得到恢复补给的淡水（freshwater）。它包括江河（river）、湖泊（lake）、井泉（spring）、积雪（snowpack）、冰川（glacier）、大气水（atmospheric

water）、土壤水（soilwater）以及地下水（groundwater）等可供长期利用的水源。据估计，地球上水的总量约有13.86亿km3，地球上的淡水只有0.35亿km3，仅占总水量的2.53%。在淡水中，占很大比重的是处于两极地带的冰盖和高山冰川中，永久性积雪、冻土中的水量，目前还难以被开发利用，仅有0.35%（占地球总水量）是在河流、湖泊、土壤中，人类可以利用。1977年，联合国向全世界发出警告：“水不久将成为一项严重的社会危机，石油危机之后的下一次危机便是水”。1997年6月，联合国发布的《世界淡水资源综合评价报告》指出：目前，世界许多地方的淡水资源利用都不是可持续的，世界1/3的人口生活在中度缺水和严重缺水的地区，如果不采取果断措施，2025年全球另外2/3的人口也将有可能面临这种局面，并将危害经济、农业、生态环境，造成公共卫生和粮食供应危机。

全球年径流总量为46.8万亿立米，我国为2.7万亿立米，居世界第六位。国家:巴西俄罗斯加拿大美国印尼中国

年径流总量:5.24.73.13.02.82.7(万亿立米)2.我国水资源的分布特点（1）地区分布不均匀（2）年内分布不均匀（3）年际变化大1.我国水能资源(hydraulicenergyresources)特点（1）我国水能资源居世界首位全世界水能资源蕴藏量约为56亿千瓦（按平均流量估算），我国约为6.8亿千瓦(理论值)，技术上可能开发的3.8亿千瓦,技术上可能经济上合理的占理论值的20%至30%。三、我国水能资源概况（2）我国水能资源分布不均衡（西南多，东北少）水能资源大部分集中在西南地区。西南地区的水能蕴藏量占全国总量的70%以上；西北地区约占12.5%；中南地区约占9.5%；华东地区约占4.4%；华北和东北地区各占1.8%。（3）大型水电站占比重大例如，长江三峡装机容量达1820万kw，21世纪初建成时，容量为世界之冠；长江上游金沙江还有可建成装机容量1000万kw以上的溪洛渡、白鹤滩等巨型水电站；黄河、红水河、澜沧江和长江主要支流雅砻江、大渡河、乌江等以及中俄界河黑龙江可建一大批百万千瓦以上的大型水电站。截至1949年，全国水电装机容量仅36万kw，年发电量仅12亿kw.h。

1951年3月，新中国成立后第一座新建的水电站——福建古田溪一级水电站开工，第一期工程装机1.2万kw。

到1981年，水电装机容量达到2100多万kw，居世界第6位。

自1987年以来，我国水电装机容量已上升到世界的第4位，仅次于美国、俄罗斯和加拿大。

截至1999年，水电总装机达到7297万kw,已居于世界第2位。

到1995年底，我国已开发的水能资源仅占可开发资源的约10%，还有绝大部分可能利用的资源尚未开发。2.水能资源开发利用现状和前景我国历年水电比重情况表第一章水资源源的综合利用(multipurposeutilization)与水资源关系密切切的主要部门有：：兴水利水力发电灌溉航运给水等除水害防洪治涝“一水多用，一库库多用”第一节概述述一、水资源综合利利用的重要性1.水力发电———只利用水并不消耗耗水量。2.灌溉——消耗大量水量，用用水年内变化大，，有季节性。3.航运——不耗水量，要求有有一定的水深。4.给水——用水较均匀。5.防洪——要求水库蓄水，以以调节径流。二、主要用水部门门的用水特点河段的潜在水能势能(potentialenergy)动能(kineticenergy)水能设T秒时段内流过两段段面的水量为W米3)2(2222112121211gVVPPZZWEEE2aaγ-+-+-=-=γ—断面2-2处水流的总能量为:E2=)2(22222gVPZWaγγ++断面1-1处水流流的总能量为:)2(21111gVPZWaγγ++E1=一、水力发电的基基本原理第二节水力力发电（hydroelectricitygeneration））V1V21122ΔZ1ΔZ2P1P2Z1-Z2=H1-2-γ21PP»0»0E1-2=γ·W·H1-2（牛顿·米）功率出力(output)NTEN2121--=TWH21-=g=γQH1-2(牛顿·米/秒)1千瓦=1000牛顿·米/秒，γ=1000×9.81牛顿/米3N1-2=9.81QH1-2（千瓦）——水流出力计算公式式2222211gVVaa-V1V21122ΔZ1ΔZ2P1P2河段的潜在水能H1－21.水量损失2.水头损失H净=Z上－Z下－ΔH引3.功率损失水电站效率η=ηη水×η传×η电水电站的出力公式式为：N=9.81ηQ电H净（kw）ΔHAAQΔH引ΔZ下H净ΔZ上Bη水——水轮机的效率η传——传动设备的效率η电——发电机的效率N=9.81QH（kw）令A=9.81η水电站出力计算公公式可表示为：8.5，大型水电站（装机N＞25万千瓦）8.0~8.5，中型水电站（N=2.5~25万千瓦）6.0~8.0，小型水电站（N＜2.5万千瓦）AA——出力系数N=AQ电H净（千瓦）二、河川水能资源源的开发方式（一）坝式坝后式河床式——厂房布布置在坝的的后面——厂房成成为挡水建建筑物一部部分1.坝式式水电站(damhydropowerstation)的分类：2.坝式式开发的特特点：①水头相相对较小；；②一般能能形成蓄水水库，电站站引用流量量大，综合利用效效益高；③投资大大，工期长长，通常单单位造价高高。3.坝式式开发的适适用条件：：适于流量大大，坡降缓缓，且有筑筑坝建库条条件的河段段。（二）引水水式引水式水电电站(diversionhydropowerstation)无压引水式式水电站有压引水式式水电站1—原河道；水头HΔZ上ΔZ下2—明渠；3—取水坝；4—进水口；5—前池；6—压力水管；7—水电站厂房。12345671.引水水式开发的的特点：①水头较高高；②电站引用用流量小，，水量利用用率差，综综合利用效效益低；③无水库淹淹没损失，，工程量小小，单价一一般较低。。2.引水水式开发