水能资源开发利用第5章-1

第三节海洋能的开发利用情景导入目标定位材料一钱江明月夜，潮涨月满盈。

随着中秋的到来，钱塘潮如约而至。

2019年9月16日(农历八月十八)是最佳观潮时间。

材料二下图为钱塘潮与杭州湾地形图。

现在钱塘潮不仅是海洋景观，也成为一种重要的海洋能源。

【思考】除了潮汐能，你还知道哪些海洋能源？说出潮汐能、波浪能等的特点，以及海洋能的开发前景。

1.了解海洋能的类型。

2.掌握海洋能的特点。

3.掌握潮汐能、波浪能开发利用的特点和现状。

一、海洋能的特点1．海洋能：通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和盐差能等。

2．海洋能的特点(1)总量大、密度小。

海洋能在海水中蕴藏量巨大，但单位体积、面积上所拥有的能量较小。

(2)可再生。

海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力。

(3)污染小。

海洋能属于洁净能源，其开发利用对环境影响较小。

(4)时空分布不均。

在空间上，海洋能因地而异，具有各自的富集海域；在时间上，它们大多具有明显的日变化、月变化和年变化。

1．什么是海流能、温差能、盐差能？提示：海流能：指海水流动的动能。

主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由潮汐导致的有规律的海水流动。

海流能的能量与流速的平方和流量成正比。

相对波浪而言，海流能的变化更平稳且有规律得多。

温差能：指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能。

一方面，海洋的表面把太阳辐射能的大部分转化成为热水并储存在海洋的上层；另一方面，接近冰点的海水大面积地在不到1 000米的深度从极地缓慢地流向赤道。

这样，就在许多热带或亚热带海域终年形成20 ℃以上的垂直海水温差。

利用这一温差可以实现热力循环并发电。

盐差能：指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。

主要存在于河海交接处。

同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。

盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。

二、海洋能开发利用前景目前，海洋能的开发主要用于发电。

第5章ANSYS水利工程应用实例分析ANSYS是世界领先的工程仿真软件，可以在各个领域中进行应用，包括水利工程领域。

本文将以ANSYS在水利工程中的应用为例，分析其在水利工程设计和分析中的优点和应用。

水利工程是研究水资源的开发、利用和管理的学科，主要包括水文学、水资源规划、水电站设计、防洪和排涝等内容。

ANSYS可以在这些方面提供强大的仿真和分析能力。

首先，ANSYS可以进行水流、水文和水能分析，帮助水利工程师更好地了解水资源的流动规律和特性。

例如，在水文学中，可以使用ANSYS进行洪水模拟和预测，帮助评估洪水的影响和灾害风险。

在水能资源开发中，可以使用ANSYS进行流场和水力学分析，优化水电站设计，提高能源产出。

其次，ANSYS可以进行水力学分析和建模，帮助优化水利工程的设计和运行。

例如，在水坝和堤坝的设计中，可以使用ANSYS进行结构强度和稳定性分析，评估其抵抗洪水和水压的能力。

在水渠和管道设计中，可以使用ANSYS进行水流分析，优化渠道和管道的几何形状和布局，减少能耗和水浪损失。

此外，ANSYS还可以进行环境影响评估和水质模拟。

在水利工程建设和运营中，需要评估工程对环境的影响，例如对周围土壤、水体和生态系统的影响。

ANSYS可以进行环境模拟和预测，帮助设计和规划水利工程的环保措施和管理措施。

最后，ANSYS还可以进行防洪和排涝方面的分析。

在城市规划和建设中，需要考虑地表和地下水系统的排水问题。

ANSYS可以进行地下水流、水文和水力学模拟，帮助优化城市排水系统的设计，增强排涝能力，减少洪水和内涝的风险。

综上所述，ANSYS在水利工程中的应用非常广泛，可以帮助水利工程师进行水文学、水力学、结构力学和环境模拟等方面的分析和优化。

通过使用ANSYS，可以提高水利工程的设计效率和准确性，降低工程风险和成本，实现水资源的可持续开发和管理。

第一章一、填空题：1．水电站生产电能的过程是有压水流通过水轮机，将水能转变为旋转机械能,水轮机又带动水轮发电机转动，再将旋转机械能转变为电能.2．水头和流量是构成水能的两个基本要素，是水电站动力特性的重要表征。

3．就集中落差形成水头的措施而言，水能资源的开发方式可分为坝式、引水式和混合式三种基本方式，此外,还有开发利用海洋潮汐水能的潮汐开发方式。

4．坝式水电站较常采用的是河床式水电站和坝后式水电站。

5．引水式水电站据引水建筑物的不同又可分为无压引水式水电站和有压引水式水电站两种类型。

6．根据水能开发方式的不同，水电站有坝式水电站、引水式水电站、混合式水电站、潮汐水电站和抽水蓄能电站种类型. 7．水电站枢纽的组成建筑物有:挡水建筑物、泄水建筑物和进水建筑物、输水建筑物、平水建筑物、厂房枢纽建筑物六种. 8．我国具有丰富的水能资源，理论蕴藏量为 6。

94亿kW ，技术开发量为 5.42亿kW .二、简答题1．水力发电的特点是什么？水力发电供应电能区别于其他能源,具有以下特点：1.水能的再生；2。

水资源可综合利用；3.水能的调节;4。

水力发电的可逆性；5。

机组工作的灵活性；6。

水力发电生产成本低、效率高；7。

有利于改善生态环境。

2．水能资源的开发方式有哪些？就集中落差形成水头的措施而言，水能资源的开发方式可分为坝式、引水式和混合式三种基本方式，此外，还有开发利用海洋潮汐水能的潮汐开发方式。

3．我国水能资源的特点？从我国水能资源蕴藏分布及开发利用的现状来看，我国水能资源具有以下特点：（一）蕴藏丰富，分布不均(二）开发率低，发展迅速（三）前景宏伟4．水电站有哪些基本类型？各类水电站的组成建筑物有哪些？这些建筑物的主要功能是什么?根据水能开发方式的不同，水电站有不同的类型：(一）坝式水电站：采用坝式开发修建的水电站称为坝式水电站。

坝式水电站按大坝和水电站厂房相对位置的不同又可分为河床式、闸墩式、坝后式、坝内式、溢流式等，在实际工程中，较常采用的坝式水电站是河床式水电站和坝后式水电站。

水利水能规划主讲：王双银水利与建筑工程学院第一章水资源的开发利用水资源开发利用：人类社会为了生存和发展的需要采用工程措施及非工程措施，对水资源进行控制、调节、治导、开发、管理和保护，以防治水旱灾害并满足国民经济各部门用水要求。

第一章水资源的开发利用 水资源开发利用原则各水力发电防洪灌溉其他用水部门各部门的用水矛盾及其协调公元前256年 都江堰1998年灌溉面积达到到66.87万公顷，灌溉面积已达40余县。

三峡水利枢纽一、综合利用原则水资源综合利用的原则，就是按照国家对环境保护、人水和谐、社会经济可持续发展战略方针，充分合理地开发利用水资源，来满足社会各部门（包括水利、防洪、交通、农业及城市供水、环境、旅游等部门）对水的需求，尽可能获取最大的社会、经济和环境综合效益。

一、综合利用原则从功能和用途方面综合考虑——一水多效 单项工程的综合利用——一库多用地域方面综合利用——上下游统筹兼顾 提高水的重复利用率——循环利用二、可持续利用原则水资源可持续利用：能够支持人类社会和经济可持续发展的水资源开发利用。

二、可持续利用原则淡水资源是有限的防止人类对水的侵害水资源的配置、节约、保护工程和非工程措施并举水资源的统一配置、统一调度、统一管理一、河流水能资源分析与估算水电站损失1.水头损失：沿程水头损失ΔH 1局部水头损失ΔH 2 H 净=H-ΔH 1-ΔH 22.水量损失：蒸发、渗漏、弃水 Q =Q 毛-ΔQ3.功率损失：水轮机效率ηT 、发电机效率ηG)(kW AQH N 净=)(80.9kW QH N 净η=η80.9=A ΔH 1ΔH 2H 净GT ηηη=)(h kW T AQH E ⋅=净一、河流水能资源分析与估算)(KWAQHN净A=8.5 ，大型水电站（装机N＞300MW）8.0~8.5 ，中型水电站（N=50~300MW）7.5~8.0 ，小型水电站（N＜50MW）二、河川水能资源蕴藏量N=9.80Q H1-2（kW）基本思想：沿河分段计算水流出力，然后逐段累加。

第一章1、什么是水资源的综合利用和可持续发展？答：水资源综合利用的原则是按照国家对环境保护、人水和谐、社会经济可持续发展战略方针，充分合理地开发利用水资源，来满足社会各部门对水的需求，尽可能获取最大的社会、经济和环境综合效益；水资源的可持续发展就是能够支持人类社会和经济可持续发展的水资源开发利用。

河川水能资源的基本开发方式有哪几种？有何特点？（P12）答：方式表现为集中落差和引用流量的方式。

根据集中落差的方式可分为：坝式（蓄水式）水电站、引水式水电站、混合式水电站、潮汐式和抽水蓄能式水电站。

坝式水电站的特点是：优点：拦河筑坝，形成水库，抬高上游水位，集中河段落差，能调节水量，提高径流利用率。

缺点：基建工程较大，且上游形成淹没区。

引水式水电站的特点：优点：不会形成大的水库，淹没损失小，工程量小缺点是饮水量较小，水量利用率较低。

混合式水电站：综合利用水能，比较经济。

防洪的工程措施和非工程措施有哪些？（P17）答：工程措施：修筑堤坝、河道整治、开辟分洪道和分蓄洪区、水库拦洪、水土保持。

非工程措施：建立洪水预警系统和洪水警报系统、洪泛区管理、洪水保险、防洪调度。

第二章什么是径流调节？分哪几类？（P28）答：为了消除或减轻洪水灾害或是满足兴利需要，通过采取能够控制和调节径流的天然状态，解决供需矛盾，达到兴利除害目的的措施称为径流调节。

径流调节分为两大类：为兴利而利用水库提高枯水径流的径流调节，兴利调节：为削减洪峰流量而利用水库拦蓄洪水，以消除或减轻下游洪涝灾害的调节，洪水调节。

水库特征水位和特征库容有哪些？其含义是什么？答：水库工程在不同时期有不同任务，为满足兴利要求和保证防洪安全，需要一些控制性的水位和库容，我们把这些决定水库调节能力，其限定作用的控制水位和库容，称水库的特征水位、特征库容。

它包括：（1）死水位和死库容：在正常运用情况下，水库都有一个允许消落的最低水位，将其称为死水位。

死水位以下的库容成为死库容。

目录第一章水资源的概述21.1水资源的概念和特点21.2水资源的性质和作用31.3人类活动对水体水质的影响4第二章水资源开发利用中存在的问题及剖析42.1世界水资源存在的问题42.2水资源开发利用中存在的问题的剖析5第三章如何解决水资源存在的问题并使之可持续发展6 3.1解决中国水资源的基本途径63.2解决中国水资源问题的基本方向63.3可持续发展思想的形成73.4解决中国水问题的总体设想8总结10参考文献11致谢12第一章水资源的概述1.1水资源的概念和特点1.1.1水资源的概念水资源名词最早出现于正式的机构名称，是1894年美国地质调查（USGS）内设立水资源处（WRD）并一直延续到现在，在这里水资源是和其他自然资源一道作为路面地表水和地下水的总称，而水资源处的业务范围主要是地表河川径流和地下水的观测以极其资料的整编和分析等，但其业务并未包括覆盖地球表面面积约71％的、总量占全球水储量约96％的海洋水。

1.1.2水资源的特点水资源是在水循环背景上、随时空变化的动态自然资源，它有与其他自然资源不同的特点。

①循环再生性和有限性地球上存在着复杂的、大体为年为周期的水循环,当年水资源的耗用或流逝,又可为来年的大气降水所补给，形成了资源消耗和补给间的循环性，使得水资源不同于矿产资源，而具有可恢复性，是一种再生性自然资源。

就特定区域一定时段（年）而言，年降水量有或大、或水的变化，但总是个有限值。

因而就决定了区域年水资源量的有限性。

水资源的超量开发消耗，或动用区域地表、地下水的静态储量，必然造成超量部分难于恢复，甚至不可恢复，从面破坏自然生态环境的平衡。

就多年均衡意义讲，水资源的平均年耗用量不得超过区域的多年平均资源量。

无限的水循环和有限的降水补给，规定了区域水资源量的可恢复性和有限性。

②利用的广泛性和不可替代性水可用于灌溉、发电、供水、航运、养殖、旅游、净化水环境等各个方面，这些广泛用途决定了水资源开发利用的多功能特点。

发电行业清洁能源与节能减排方案第一章清洁能源概述 (2)1.1 清洁能源的定义与分类 (2)1.2 清洁能源的发展趋势 (3)第二章风能开发与利用 (4)2.1 风能资源评估 (4)2.2 风力发电技术 (4)2.3 风电场规划与设计 (4)第三章太阳能开发与利用 (5)3.1 太阳能资源评估 (5)3.2 太阳能光伏发电技术 (5)3.3 太阳能热发电技术 (5)第四章水电开发与利用 (6)4.1 水电资源评估 (6)4.2 水电发电技术 (6)4.3 水电工程规划与设计 (6)第五章生物质能开发与利用 (7)5.1 生物质能资源评估 (7)5.2 生物质能发电技术 (7)5.2.1 生物质直接燃烧发电 (7)5.2.2 生物质气化发电 (7)5.2.3 生物质固化发电 (8)5.3 生物质能工程规划与设计 (8)5.3.1 项目选址 (8)5.3.2 技术选择 (8)5.3.3 设备选型 (8)5.3.4 环保措施 (8)5.3.5 经济分析 (8)5.3.6 运营管理 (8)第六章地热能开发与利用 (8)6.1 地热能资源评估 (8)6.1.1 地热资源分布 (9)6.1.2 地热资源潜力 (9)6.1.3 地热资源开发条件 (9)6.2 地热能发电技术 (9)6.2.1 地热蒸汽发电 (9)6.2.2 地热水发电 (9)6.2.3 干热岩发电 (9)6.3 地热能工程规划与设计 (9)6.3.1 工程规划 (9)6.3.2 工程设计 (9)6.3.3 环境保护与安全措施 (10)第七章节能减排策略 (10)7.1 节能减排的定义与目标 (10)7.1.1 定义 (10)7.1.2 目标 (10)7.2 节能减排技术 (10)7.2.1 高效发电技术 (10)7.2.2 脱硫、脱硝和除尘技术 (10)7.2.3 余热利用技术 (11)7.2.4 节能型变压器和电机 (11)7.2.5 智能调度与优化运行 (11)7.3 节能减排政策与法规 (11)7.3.1 政策措施 (11)7.3.2 法规标准 (11)第八章火电行业清洁能源改造 (11)8.1 火电行业现状与问题 (11)8.1.1 行业现状 (11)8.1.2 存在问题 (12)8.2 清洁能源改造技术 (12)8.2.1 燃料替代技术 (12)8.2.2 节能技术 (12)8.2.3 污染物治理技术 (12)8.3 清洁能源改造案例分析 (12)8.3.1 项目背景 (12)8.3.2 改造措施 (13)8.3.3 改造效果 (13)第九章清洁能源产业发展 (13)9.1 清洁能源产业链分析 (13)9.2 清洁能源产业政策与规划 (13)9.3 清洁能源产业投资与市场前景 (14)第十章国际合作与交流 (14)10.1 国际清洁能源发展趋势 (14)10.2 国际合作项目案例 (14)10.3 清洁能源国际交流与合作策略 (15)第一章清洁能源概述1.1 清洁能源的定义与分类清洁能源是指在生产和使用过程中，对环境污染小、温室气体排放低、可持续利用的能源。

第三章水库兴利调节计算兴利调节是水库针对用水部门（如灌溉、发电、给水、航运等）的需要而进行的调节。

在规划设计阶段，根据水库的来水，在一定的兴利用水和供水保证率的要求下，经调节计算就可求得水库的兴利库容。

第三章水库兴利调节计算了解: 兴利调节计算的原理掌握: 兴利调节计算的方法；已知用水过程、求水库兴利库容V的方法；根据兴利库容确定调节兴流量;根据兴利库容和水库操作方案，推求水库运用过程；设计兴利库容的推求。

理解: 概率法的方法步骤，概率法的特点及适用性，多年调节水库的调节计算方法。

第三章水库兴利调节计算◆兴利调节的原理与方法◆兴利调节时历列表法◆兴利调节模拟计算法◆多年调节兴利计算◆综合利用水库兴利调节计算第三章水库兴利调节计算◆兴利调节的原理与方法1 径流调节计算基本原理2 兴利调节周期中水库运用情况分析3 兴利调节计算课题4 兴利调节计算方法◆兴利调节的原理与方法第三章水库兴利调节计算1 径流调节计算基本原理基本原理：水库的水量平衡。

将整个调节周期划分为若干个计算期（一般取月或旬），然后按时历顺序进行逐时段的水库水量平衡计算。

某一计算时段Δt内水库水量平衡方程式式中：ΔW1——时段Δt内的入库水量，m3；ΔW2——时段Δt内的出库水量，m3；ΔV——时段Δt内水库蓄水容积的增减值，m3。

◆兴利调节的原理与方法第三章水库兴利调节计算1 径流调节计算基本原理当用时段平均流量表示时，则上式改写为或式中：Q I ——天然入库流量，m 3/s ；Q P ——调节流量，即用水流量，m 3/s ；Q V ——取用或存入水库的平均流量，简称“水库流量”，m 3/s 。

◆兴利调节的原理与方法第三章水库兴利调节计算1 径流调节计算基本原理当考虑水库的水量损失，出库水量为几个部门所分用水以及当水库已蓄满将产生弃水时，则可进一步表达为：式中：——水库水量损失，包括蒸发和渗漏等损失，m 3/s ；Q P1，Q P2，…——各部门所分的调节流量，m 3/s ；Q S ——水库弃水流量，即通过泄水建筑物弃泄的流量，m 3/s 。