潮汐的利用及对生态的影响
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潮汐能原理及其开发利用潮汐能是一种可再生的能源,来源于地球上潮汐引起的水位变化。
它是一种相对稳定、源源不断的能源,对环境友好且具有巨大的开发潜力。
本文将详细介绍潮汐能的原理、开发利用以及当前的发展状况。
潮汐能的原理是基于月亮和太阳对地球潮汐的引力影响所产生的水位变化。
这种引力作用会使得海洋中水位上升和下降,形成潮汐现象。
利用潮汐能的方法主要有两种,一种是利用潮汐能发电,另一种是利用潮汐能供热和供冷。
潮汐能发电是指利用潮汐引力的变化来驱动涡轮发电机转动,将潮汐能转化为电能的过程。
这种方法需要选择合适的地理位置,在潮汐差异明显的海域建设潮汐发电厂。
潮汐能发电的优势在于潮汐能的稳定性,可以实现24小时不间断的电力供应。
同时,该方法无需使用燃烧燃料,因此不会产生二氧化碳等温室气体,对环境友好。
潮汐能供热和供冷是利用潮汐引力影响下的水体温度变化来进行供暖和供冷的过程。
在潮汐能利用的过程中,潮汐引力会带动海洋水体在深浅交替的过程中进行循环,从而形成冷热水循环。
可以通过这种循环将海水中的冷热能传递到供热和供冷系统中,实现能源的利用。
这种方法与传统的供热和供冷方式相比,不仅能节约能源,还可以减少温室气体的排放。
目前,潮汐能的开发利用在全球范围内逐渐增加。
世界上一些国家和地区已经开始建设潮汐发电厂,并取得了一定的成果。
例如,英国的布里斯托尔海峡和法国的圣玛洛湾就是潮汐能开发的热点地区。
同时,一些北欧国家如挪威、瑞典也在积极开发潮汐能资源。
这些地区的优势在于拥有丰富的潮汐资源,可以充分发挥潮汐能的潜力。
然而,潮汐能的开发利用也面临一些挑战和限制。
首先,潮汐能的开发受限于地理条件和海洋环境。
并非所有地区都适合建设潮汐发电厂或进行供热和供冷。
其次,潮汐发电的设备和建设成本相对较高。
与传统的火力发电厂或核电站相比,潮汐发电设备的制造和维护成本大大增加。
因此,在潮汐能的开发利用过程中,需要投入更多的资金和技术支持。
此外,潮汐能开发利用还需要解决与生态环境保护的关系。
潮汐能发电的环境影响与保护措施潮汐能发电作为一种可再生的能源形式,具有广阔的应用前景。
然而,与其他能源形式相同,其发展和利用也会对环境产生一定的影响。
本文将探讨潮汐能发电的环境影响,并提出相应的保护措施。
一、潮汐能发电的环境影响1. 水生生物受影响:潮汐能发电通常需要修建大型水坝或潮汐发电站,这些建筑物可能会破坏鱼类和其他水生生物的栖息地。
此外,潮汐能发电装置产生的旋涡和振动也可能对水生生物的生活造成干扰,甚至引起移居或死亡。
2. 水质受到污染:潮汐能发电站通常会排放一定量的废水和废热,这可能会导致水质受到污染,影响海洋生态系统的平衡。
特别是发电站排放的废热可能会改变周围水域的温度,对一些温度敏感的生物造成负面影响。
3. 漩涡和水流变化:潮汐能发电站的运行会改变海洋中的水流和漩涡分布,这可能对海洋生态系统的结构和物种分布产生影响。
特别是一些生活在底栖区的生物可能会受到影响,因为潮汐能发电站的建设和运行可能会改变海底地形和沉积物的分布。
二、潮汐能发电的保护措施1. 选择适宜的建设地点:在选择建设潮汐能发电站的位置时,需要综合考虑环境因素,尤其是保护重要的鱼类繁殖地和其他生物栖息地。
合理的规划能够减少对自然生态系统的破坏,并最大程度地降低潮汐能发电对水生生物的影响。
2. 增加人工鱼礁等栖息地:为了弥补潮汐能发电站对鱼类栖息地的破坏,可以在周边水域建立人工鱼礁等栖息地,提供鱼类繁殖和滋养的场所。
这样可以帮助维持鱼类种群的健康,减缓对渔业资源的影响。
3. 控制废水和废热排放:潮汐能发电站应该采取适当的措施,控制废水和废热的排放。
利用先进的水处理技术和废热回收系统,可以减少对海洋水质的污染,并降低对水生生物的影响。
4. 进行环境监测和评估:在建设和运营潮汐能发电站时,应进行定期的环境监测和评估。
通过对潮汐能发电对水生生物和水质的影响进行科学评估,及时发现问题并采取相应的措施进行修复和改进。
5. 提升公众意识:加强对潮汐能发电的宣传和教育,提高公众对环境保护的意识和重视程度。
潮汐能开发的挑战与机遇潮汐能是一种利用海洋潮汐能量来发电的可再生能源。
它具有稳定可靠、环境友好等优势,被广泛认为是未来能源发展的重要方向。
然而,潮汐能的开发面临着挑战与机遇。
本文将探讨潮汐能开发中的主要挑战,并分析其中蕴藏的机遇。
一、挑战1. 可行性问题潮汐能开发需要充足的潮汐资源和先进的技术手段。
但并非所有地区都适合潮汐能开发,仅有部分地区潮汐能资源丰富且潮汐差异大。
此外,潮汐能开发涉及到复杂的工程建设和维护难题,需要创新技术的支持。
2. 环境影响潮汐能的开发和利用可能对海洋生态环境产生影响。
潮汐能设施的建设与运行可能改变潮汐的频率和强度,对海洋生态系统造成破坏。
因此,在潮汐能开发过程中必须进行充分的环境评估,并采取措施进行生态保护。
3. 技术难题潮汐能开发需要解决多个技术难题。
例如,如何设计和建造耐久、高效的潮汐能设备,以及如何将潮汐能转化为电能并稳定供应。
同时,潮汐能开发还需要解决输送电能的问题,确保发电能源能够有效地传输到用电地区。
二、机遇1. 清洁能源替代潮汐能作为一种清洁能源,可以替代传统的化石能源,减少二氧化碳等温室气体的排放,对应对气候变化具有重要意义。
潮汐能开发的机遇在于能够推动能源结构的转型,促进可持续发展。
2. 可靠的能源供应潮汐能是可预测的能源来源,与太阳能和风能不同,它不受季节和天气的影响。
潮汐能的开发可以提供可靠稳定的能源供应,满足人类对电力的需求,减少能源的波动性带来的影响。
3. 地方经济发展潮汐能开发可以带动当地经济的发展。
建设和运营潮汐能设施需要大量的人力资源和资金投入,创造就业机会,并促进相关产业链的发展。
同时,潮汐能的开发还能提供当地的电力供应,推动工业和农业的发展。
总结:潮汐能开发面临着可行性、环境和技术等挑战,需要政府、企业和科研机构的共同努力来解决。
然而,潮汐能开发中也蕴含着机遇,如推动可持续发展、提供可靠的能源供应和促进地方经济发展等。
随着技术的进步和经验的积累,相信潮汐能将在未来发展中发挥越来越重要的作用。
潮汐能发电技术的环境影响与适用性分析潮汐能发电是一种利用海洋潮汐能源进行发电的技术。
这种技术对环境产生的影响以及适用性在近年来越来越受到关注。
本文将对潮汐能发电技术的环境影响和适用性进行分析。
一、环境影响潮汐能发电技术与传统的能源发电方式相比,具有较低的碳排放和环境污染。
然而,它仍然存在一些潜在的环境影响。
1. 生态系统影响:潮汐能发电设施需要建立在海洋环境中,这可能对当地的生态系统造成一定的影响。
例如,建设潮汐能发电厂可能破坏海洋生态系统,干扰动植物的迁徙和繁殖。
2. 水质影响:潮汐能发电设施可能对水质产生一定的影响。
例如,设施中使用的润滑油和冷却剂可能泄漏到海水中,对海洋生物产生毒性影响。
此外,设施的建设和运行过程中可能产生噪音和振动,对水下生物造成干扰或伤害。
3. 海洋交通影响:潮汐能发电设施的建设可能对海洋交通产生一定的影响。
设施的建设和运行可能会干扰渔业、船舶通行和海上旅游等活动,对当地经济和社会产生影响。
二、适用性分析潮汐能发电技术在不同地区的适用性因地理、气候、海洋潮汐条件等因素而异。
以下是一些适用性分析的考虑因素:1. 地理条件:潮汐能发电适用于海岸线较长、潮汐差较大的地区。
例如,大洋洲、北美洲和欧洲的某些地区具备较好的潮汐能发电潜力。
2. 潮汐条件:潮汐能发电技术需要足够大的潮汐差异以及稳定的潮流。
对于潮汐差异较小或潮流变化不稳定的地区,潮汐能发电技术可能不适用。
3. 建设成本:与其他可再生能源技术相比,潮汐能发电设施的建设成本较高。
适用性分析还需要考虑当地能源需求、经济条件以及政府支持和资助等因素。
4. 社会影响:潮汐能发电设施的建设和运营可能对当地社区产生影响。
适用性分析需要考虑社区接受程度、潜在的社会冲突以及相关的法律和政策支持等因素。
综上所述,潮汐能发电技术具有一定的环境影响和适用性限制。
尽管如此,它仍然是一种有效的可再生能源技术,可以为地区能源需求提供可持续发展的解决方案。
海洋养殖中的潮汐和潮流利用近年来,随着全球海洋资源的不断开发和利用,海洋养殖成为了国际上一个重要的产业。
而在海洋养殖中,潮汐和潮流的利用成为了一种新的能源和资源开发方式。
本文将探讨海洋养殖中潮汐和潮流的利用以及其对环境和经济的影响。
一、潮汐能的利用潮汐是地球上因引力作用而形成的海洋周期性的涨落现象。
这种自然现象给海洋养殖带来了一种新的能源资源,即潮汐能。
潮汐能是指通过利用潮汐差产生的动力能。
利用潮汐能可以为海洋养殖提供清洁、可再生的能源。
在潮汐能的利用中,常见的方式有潮汐发电和潮汐涡轮发电。
潮汐发电是指通过建设潮汐发电站,利用海水的涨落来驱动涡轮发电机发电。
而潮汐涡轮发电是指将涡轮机悬挂在海床上,利用潮汐的水流来带动涡轮机发电。
这些方法不仅可以为海洋养殖提供能源,还可以为周边地区的电力供应做出贡献。
潮汐能的利用不仅与海洋养殖的能源问题有关,还与环境保护和经济发展密切相关。
由于潮汐能的利用是一种清洁、可再生的方式,可以减少对化石燃料的依赖,从而减少温室气体的排放,对保护环境起到积极作用。
同时,潮汐能的利用也可以带动当地的经济发展,促进海洋养殖行业的增长和创新。
二、潮流的利用除了潮汐能的利用外,潮流在海洋养殖中也有着重要的作用。
潮流是由潮汐引起的水流运动,其速度和方向经常发生变化。
利用潮流可以为海洋养殖提供水质调节和环境改善的作用。
潮流的利用主要通过建设人工养殖区和海洋温室等设施来实现。
人工养殖区可以利用潮流来调节海水的进出,使养殖区内的水质保持稳定和清洁。
海洋温室则是利用潮流的水流来调控温度和水质,提供良好的生长环境。
利用潮流的优势在于其自然、低成本的特点。
与潮汐能利用相比,潮流的利用更加简便,不需要复杂的设备和大规模的建设,成本相对较低。
同时,潮流的利用也不会对海洋生态环境造成显著的破坏,对生态保护较为友好。
三、潮汐和潮流利用面临的挑战和未来展望虽然潮汐和潮流的利用在海洋养殖中具有巨大潜力,但也面临着一系列的挑战。
潮汐能的海洋环境保护潮汐能,是指利用潮汐水位变化所蕴含的动能来产生电力的一种清洁能源。
随着环境问题日益凸显,人们对可再生能源的需求也日益增加。
潮汐能作为一种可再生能源,受到了广泛关注。
而海洋环境保护则成为实施潮汐能开发的重要前提。
本文将探讨潮汐能对海洋环境的保护作用,并介绍几种常见的海洋环境保护措施。
一、潮汐能对海洋环境的保护作用1. 减少化石能源消耗:潮汐能是一种清洁能源,与传统的化石能源相比,它不会产生二氧化碳等温室气体,不会对气候产生不良影响。
通过潮汐能的开发利用,可以减少化石能源的消耗,从而降低对海洋环境的污染。
2. 保护海洋生态系统:潮汐能的开发通常需要建设潮汐发电站,但相对于传统的水电站、火电站等,潮汐发电站对海洋生态系统的影响较小。
它不需要大规模的水库蓄水,也不会破坏河流生态环境。
同时,潮汐发电站的建设可以提供鱼礁等人工生境,为海洋生物提供繁衍和栖息的场所。
3. 促进海洋科学研究:潮汐能开发利用的过程中,需要对海洋环境、海洋生态系统等进行深入调研和研究。
这将促进海洋科学研究的发展,增加对海洋环境的认识,为海洋环境保护提供科学依据。
二、海洋环境保护措施1. 建立潮汐能发电站环境评估机制:在建设潮汐发电站之前,应进行全面的环境评估,评估其对海洋生态系统的影响。
只有符合环保要求并经过评估合格的潮汐发电项目才能进行开发。
同时,还需要建立相应的监测和评估机制,定期对潮汐发电站的环境影响进行监测和评估。
2. 加强海洋环境监测体系建设:为了全面了解海洋环境变化情况,需要加强海洋环境监测体系的建设。
通过密集监测水质、沉积物、生物多样性等指标,及时发现环境问题并采取相应的应对措施。
3. 宣传教育和科普普及:加大对潮汐能开发利用的宣传教育和科普普及力度,提高公众对潮汐能和海洋环境保护的认知度。
通过开展科普活动、举办研讨会等方式,向公众普及潮汐能的特点和优点,并强调潮汐能开发必须在保护海洋环境的前提下进行。
潮汐系统的原理及应用1. 潮汐系统的基本原理•潮汐系统是一种自然现象,是由于地球引力和月球引力的相互作用而产生的。
•潮汐系统的基本原理是地球和月球之间的引力相互作用导致了海洋表面的周期性升降。
•潮汐系统的周期通常为12小时26分,即从一次涨潮到下一次涨潮的时间间隔。
2. 潮汐系统的特点•潮汐系统具有周期性和规律性,每天都会出现两次涨潮和两次落潮。
•潮汐系统的高潮和低潮时刻会因地理位置的不同而有所差异。
•潮汐系统对海洋生态系统和沿海地区的生活和经济活动具有重要影响。
3. 潮汐系统的应用•渔业:潮汐系统影响海洋中的浮游生物,对渔业生产和捕捞活动有一定影响。
•航运:潮汐系统的涨落对船只的航行和泊位选择有重要影响。
•水产养殖:潮汐系统的周期性变化可以提供优质的水质和养分,适合水产养殖。
•能源利用:利用潮汐系统的能量可以发电,成为可再生能源的重要来源。
•旅游业:潮汐系统的景观吸引了很多游客,成为沿海地区重要的旅游资源。
4. 潮汐系统的应用案例•英国塞文大潮:塞文大潮是英国最大的潮汐系统之一,每年吸引大量游客观赏。
•法国勒阿弗尔海湾:勒阿弗尔海湾是全球最大的潮汐能发电站,利用潮汐能发电。
•美国缅因州巴斯港:巴斯港是一个典型的渔业港口,潮汐系统对当地渔民的生活和捕捞活动有重要影响。
5. 总结潮汐系统是地球和月球之间引力相互作用的结果,具有周期性和规律性。
它对海洋生态系统和沿海地区的生活和经济活动有重要影响。
潮汐系统的应用广泛,包括渔业、航运、水产养殖、能源利用和旅游业等。
潮汐系统的应用案例有塞文大潮、勒阿弗尔海湾和巴斯港等。
潮汐系统的研究和利用对于人类的生活和社会经济发展具有重要意义。
潮汐能利用技术创新有效利用潮汐动能潮汐能利用技术创新:有效利用潮汐动能潮汐是海洋中的一种自然现象,被广泛认为是清洁、可再生的能源来源。
潮汐动能的有效利用对于解决能源危机、减少环境污染具有重要意义。
随着技术创新的不断推进,潮汐能利用技术正逐步成为可行的能源选择。
本文将探讨目前潮汐能利用技术的创新进展,并介绍其对能源产业和环境的潜在影响。
一、潮汐能利用技术创新的背景潮汐能,指的是利用潮汐运动中的动能来发电。
相比于传统的化石燃料能源,潮汐能具有更低的碳排放量以及更持久的供应。
然而,长期以来,潮汐能的开发利用因技术上的限制而相对较少。
近年来,随着科技的进步,潮汐能利用技术开始取得突破,逐步成为一种可行的能源解决方案。
二、潮汐能利用技术的创新进展1. 潮汐能发电技术潮汐能发电技术主要分为潮汐水位发电和潮汐动能发电两种。
潮汐水位发电利用潮汐水位差来发电,常见的技术包括潮汐纲、潮汐圈等。
潮汐动能发电则是通过潮汐引起的水流来旋转涡轮机以产生电能,技术更为先进,如海底涡轮机、水下涡轮机等。
2. 材料和装置创新为了提高潮汐能利用效率,科学家们在材料和装置方面进行了大量的研究。
例如,研发新型的涡轮机材料,以提高转动效率和耐腐蚀性,同时减少维护成本。
此外,还有创新的装置设计,如具有较高容量的潮汐能转化器以及采用先进控制系统的设备,能够更好地适应潮汐能发电的需求。
3. 物联网技术的应用潮汐能利用技术的创新还包括物联网技术的应用。
通过潮汐能和物联网技术的结合,可以实现远程监控、智能控制和数据传输,提高潮汐能发电的控制和管理效率。
智能传感器的使用可以实时监测水流、潮汐变化等参数,从而优化发电效果,减少能源损耗。
三、潮汐能利用技术的潜在影响1. 能源产业潮汐能利用技术的创新对能源产业具有重要意义。
潮汐能作为一种可再生、可靠的能源,可以为能源供应带来可持续性。
其开发利用不仅可以弥补传统能源缺口,还可以减轻为能源而进行的环境破坏。
潮汐能发电的优势与挑战潮汐能发电是一种环保、可再生的电力发展方式,利用海洋潮汐运动产生的动能转化为电能。
它具有独特的优势,同时也面临一些挑战。
本文将从技术、环境和经济方面探讨潮汐能发电的优势和挑战。
一、技术优势1.稳定可靠:潮汐是可预测且规律的,与太阳能和风能相比,潮汐能源的稳定性更高,发电系统的可靠性更强。
这可以确保稳定的电力输出,减少对传统电网的依赖,并提供持续可靠的能源供应。
2.高能效:潮汐能发电系统可以实现较高的能量转换效率。
由于潮汐的速度和水量都是可预测的,在设计潮汐能发电设备时,可以充分利用这些参数来提高能源的利用效率,从而使整个发电系统的能效更高。
3.环境友好:潮汐能发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体和其他污染物,对环境几乎没有负面影响。
与传统燃煤和核能发电相比,潮汐能发电更加清洁和环保,有助于减少温室气体的排放和全球气候变化。
二、环境挑战1.生态影响:潮汐能发电装置的建设和运营对海洋生态系统可能会造成一定的影响。
例如,颇具生态意义的湿地和河口可能会受到破坏,鱼类和其他海洋生物的迁徙及繁殖也可能受到影响。
因此,在开发潮汐能发电项目时,需要进行细致的环境影响评估,并采取必要的保护和补偿措施。
2.设备耐久性:潮汐能发电设备需要长时间在海洋环境中运行,而海洋环境的高盐度、浪涌和腐蚀性可能对设备造成损害。
因此,研发和使用耐久性强的设备材料是一个需要克服的技术挑战。
三、经济挑战1.高建设成本:潮汐能发电项目的建设成本较高。
与传统发电厂相比,潮汐发电装置的设计和制造需要考虑到海洋环境的苛刻条件,这涉及到更高的研发和制造成本。
此外,海上工程施工和维护费用也较高。
2.能源存储与输送:潮汐能发电受限于地理位置,只能在特定地点充分利用潮汐能源。
然而,这些地点往往远离人口密集区,需要解决能源的存储和输送问题,以便将能源有效地输送到用户所在地。
总结:潮汐能发电作为一种可再生能源,具有稳定可靠、高能效、环境友好等技术优势。
潮汐的总结知识点一、潮汐的形成1. 地球引力:地球和月球、太阳之间的引力产生潮汐现象。
地球引力会拉近海洋表面,形成海水的高潮;相反,地球的引力对地球本身有引力作用,因此在地球远离海洋时,海水形成低潮。
2. 离心力作用:地球自转产生的离心力也对潮汐产生影响。
地球自转产生的离心力会使得海水向赤道一侧积聚,导致赤道两侧的潮汐现象。
二、潮汐的周期性1. 海洋中的潮汐一般有两次高潮和两次低潮。
每天有两次高潮和两次低潮,分别为涨潮和落潮。
2. 月潮和日潮:潮汐的周期性受到月球和太阳的影响。
月球引力对潮汐的影响最大,因此形成月潮;而太阳对潮汐的影响次之,形成日潮。
三、潮汐的影响1. 渔业:潮汐的周期性对于渔业有着重要的影响。
在涨潮时,海水中的营养物质会随着水流向内陆,而在落潮时,许多海洋动物会跟随着潮汐退回到海洋中。
2. 航运:潮汐对于航运有着重要的安全影响。
在潮汐涨潮时,水深增加,可以容纳更多的货船;而在落潮时,水深减少,可能会导致船只搁浅。
3. 海岸线:潮汐对海岸线的侵蚀和沉积有着重要的影响。
潮汐的周期性会使得海水不断冲击海岸线,导致海水消磨掉部分海岸线,同时也会通过潮汐的沉积作用修复海岸线。
四、潮汐的预测1. 潮汐表:通过对潮汐数据的统计分析,可以制作潮汐表,用来预测未来某一地点的潮汐情况,为渔民、船舶航行等提供便利。
2. 数学模型预测:采用数学模型来对未来潮汐进行预测,这种方法能够更加精确地预测潮汐的情况。
五、潮汐的保护1. 环境保护:潮汐的周期性受到自然因素的影响,但由于人类活动的干预,环境的变化也对潮汐产生了一定的影响。
因此,加强环境保护,保护海洋生态环境对潮汐的周期性具有积极作用。
2. 海洋管理:加强对海洋的管理,保护海洋资源,是对潮汐保护的一种重要措施。
3. 应对气候变化:全球气候变化对海洋生态环境产生了一系列的影响,适当应对气候变化,减缓气候变化对于海洋潮汐的影响,是对潮汐保护的一种重要方式。
潮汐的利用以及对生态的影响(一)潮汐的定义及产生原因潮汐是地球上的海洋表面受到太阳和月球的潮汐力作用引起的涨落现象。
潮汐造成海洋和港湾口积水深度的改变,并且形成震荡的潮汐流。
潮汐的变化位置与月球、太阳和月球的相对位置有关,并且会与地球自转的效应耦合和海洋的海水深度、大湖及河口。
潮汐现象除了发生在海洋之外,也会在其它引力场的时间和空间系统内发生。
习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐,而海水在水平方向的流动称为潮流。
月球引力和太阳引力的合力是引起海水涨落的引潮力。
潮汐是由于日、月引潮力的作用,使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化的总称,包括地潮、海潮和气潮。
固体地球在日、月引潮力作用下引起的弹性—塑性形变,称固体潮汐,简称固体潮或地潮;海水在日、月引潮力作用下引起的海面周期性的升降、涨落与进退,称海洋潮汐,简称海潮;大气各要素(如气压场、大气风场、地球磁场等)受引潮力的作用而产生的周期性变化(如8、12、24小时)称大气潮汐,简称气潮。
其中由太阳引起的大气潮汐称太阳潮,由月球引起的称太阴潮。
因月球距地球比太阳近,月球与太阳引潮力之比为11:5,对海洋而言,太阴潮比太阳潮显著。
地潮、海潮和气潮都是日、月对地球各处引力不同而引起的,三者之间互有影响。
大洋底部地壳的弹性—塑性潮汐形变,会引起相应的海潮,即对海潮来说,存在着地潮效应的影响;而海潮引起的海水质量的迁移,改变着地壳所承受的负载,使地壳发生可复的变曲。
气潮在海潮之上,它作用于海面上引起其附加的振动,使海潮的变化更趋复杂。
作为完整的潮汐科学,其研究对象应将地潮、海潮和气潮作为一个统一的整体,但由于海潮现象十分明显,且与人们的生活、经济活动、交通运输等关系密切,因而习惯上将潮汐(tide)一词狭义理解为海洋潮汐。
(二)海洋潮汐的利用潮汐与工农业生产和国防建设有着密切的关系。
我们的祖先很早就知道利用潮汐的涨落晒盐,趁涨潮的时候将海水纳入盐池,利用风吹、日晒,晒出每日必备的食盐。
早在春秋战国时代,海水晒盐就是一项重要的财政收入。
到了两晋朝代,盐场已遍布东南沿海。
我们的祖先还利用潮汐的涨落捕鱼,《青州府志》就有:“涨潮时,乘船出海置网,而待潮退,鱼皆满网”的记载。
即便是到了现在,捕鱼、晒盐仍要利用潮汐涨落的规律。
古代劳动人民利用潮水上涨保护农田不受强潮的侵袭,还在海边建筑了其长度堪与万里长城媲美的宏伟的海塘(即海堤)。
海上航行,更与潮汐、潮流紧密相关。
许多港口大船要等高潮水深时才能进去;航船无论是在海上航行还是靠离码头,都要掌握潮流的特性。
建筑海港,更要考虑潮汐潮流长期的变化规律,使它既不会被淹没淤塞,又要造价低廉。
军事上利用潮汐、潮流的规律,也十分广泛。
舰艇的活动、登陆、布雷、发射水下武器等都必须正确掌握这些规律。
l661年郑成功率舰队登陆台湾,驱逐荷兰侵略者,就是利用大潮高潮闯过平时难于通行的水道,出敌不意一举登陆成功的。
我人民解放军在解放沿海一些岛屿的战斗中,也是利用了有利的潮水条件进行登陆的。
布放水雷也必须考虑潮差的大小,布得太浅,低潮时水雷会露出水面,容易被对方发觉,起不到应有的作用;布得太深,则在高潮时不能被敌舰触发,同样起不到应有的作用。
漂放置雷,必须正确掌握潮流的规律。
第二次世界大战初期,法国曾利用英吉利海峡的潮流漂送水雷,袭击了大批在夜间航行的英国舰船。
开发潮汐的能量,是潮汐利用的另一个重要方面。
潮汐的涨落,蕴藏着巨大的位能;潮流则蕴藏着巨大的动能,它们都能为人类做有用的功。
只要月球和太阳在运转,潮汐的能量就永远存在,因此它是取之不尽,用之不竭的能源。
我国古代劳动人民早已广泛利用潮汐的能量。
他们用潮汐来推磨,用上涨的潮水把巨石搬至高处,以修建桥梁。
当然,这种利用是很局限的还没有真正发挥潮汐的潜力。
而现在,人们则着眼于将潮汐的能量变为电能,这就开辟了潮汐利用的广阔道路。
潮汐的涨落和潮流都可用来发电。
只要在潮差足够大的海湾中河口修筑大坝,利用涨落潮的水位差就可进行发电。
在流速足够大的地方安装水力转子,利用水流的动能也可进行发电。
由于潮流速度不稳定,时大时小,有时甚至为零,因此利用潮流发电还存在许多问题,目前主要利用潮汐的涨落发电。
当然,潮汐涨落也有周期性,不可能24小时都具有水位差,但是这一缺陷是可以弥补的。
潮汐发电最简单的型式是建造单库单向电站,这种电站只有一个蓄水库。
涨潮时打开进水闸门,让水库水位上涨,落潮时关闭进水闸门,打开排水闸门,利用落潮水流推动水轮机,自带动发电机发电。
这种型式的电站结构简单,投资少,见效快,缺点是只能在落潮的时候发电,发电时间比较短(每天十小时左右),量也比较少。
为了弥补单库单向电站的不足,人们设计了单库双向电站。
这种电站仍然只有一个水库,但有4个闸门,水输机设在4扇闸门中间。
涨潮时,打开1、4闸门,关闭2、3闸门,海水就经由水轮机流入水库内,实现涨潮时发电;落潮时打开2、3闸门,关闭1、4闸门,海水则经由水轮机从水库流入大海,实现落潮时发电。
这种装置,只是在水库内外水位相等时才不能发电,其余时间都能发电,发电量和发电时间都比单库单向装置多。
为了24小时不间断地发电,人们又设计了一种双库单向电站。
这种电站要建两个水库,一个水库在涨潮时进水,另一个水库在落潮时出水。
因此,不管是涨潮还是落潮,两个水库始终保持水位差,实现全日发电的要求。
虽然这种电站的投资要比前两种大,但在满足用户需求方面却优于它们。
上述三种类型的电站各有特色,但其共同之点是只能提供不多的电力,也就是说只能建成小型的电站。
要满足大工业城市用电的需要,必需设计功率更大、性能更优越的电站,灯泡型贯流式机组是目前比较先进的大型潮汐发电装置,世界上最大的法国朗斯潮汐电站采用的就是这种装置。
该电站于1967年底竣工,单机安装10,000千瓦,总装机容量240,000千瓦,年发电量550,000,000度。
这种电灯泡型贯流式潮汐发电站安装能双向运行的可逆式水轮机组,它们密封在形同灯泡的外壳里,末端有大型螺旋桨,固定在回转轴上。
不管哪个方向的水流都可推动螺旋桨旋转,带动发电机发电。
初步估计,全世界潮能高达30亿千瓦,年发电量达2,600亿度。
眼下各国已建成的潮汐电站年发电量只有几亿度,但联合国《开发论坛》预测,到2000年可增加到600亿度。
现在许多国家都在竞相开发潮汐能源,许多专家预言,未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。
(三)我国潮汐能开发的现状我国的潮能是十分丰富的,据估计可供开发的达3,600万千瓦,年发电量900亿度。
其中,装机容量在500千瓦以上的有190多处,总装机容量2,100多万千瓦。
我们已经知道,浙江、福建沿岸是我国潮能最大的地方,因此,我国沿海的潮汐资源主要分布在浙江、福建沿岸和长江北支,其装机容量约占全国潮能总容量的92%。
这一带是建大、中型潮汐电站的好地方,而其它地方则宜建中、小型潮汐电站。
目前,我国已在山东省乳山县建造了白沙口潮汐发电站,在浙江省乐清湾建造了江厦潮汐发电站,运转情况都很良好。
白沙口潮汐电站装机容量960千瓦,年发电量191万度。
江厦潮汐电站装机容量3,000千瓦,年发电量1,070万度。
其实,这两处的潮能远没有充分利用,据初步调查,乳山县乳山口的潮能装机容量可达15,000多千瓦,年发电量可达4,200多万度;乐清湾江岩山湖能装机容量更大,达550,000千瓦,年发电量达230,000万度。
长江北支最大潮差约6米,可开发的潮能有70多万千瓦,年发电量达22亿多度。
浙江省杭州湾的最大潮差在7米以上,潮汐资源达530多万千瓦,年发电量达160多亿度,远远超过朗斯电站。
我国沿海各地还因地制宜地建立了许多小型潮汐电站,收到了显著的效益。
小型潮汐电站工程简单,建造周期短,投资少,收益大,深受人民群众的欢迎。
如浙江象山县的岳浦潮汐电站建成后,使当地水稻抗旱能力从42天提高到80天,水稻亩产从700斤增加到l,087斤。
象山县的高塘潮汐电站建成后,水稻亩产从67斤跃为300斤。
又如浙江省温岭县沙山潮汐电站建成后,不仅促进了粮食生产,使水稻亩产从400斤增到1,300斤,而且为群众提供了充足的照明用电。
兴建潮汐电站还可得到许多副产品,可以利用电站水库进行水产养殖;可以搞灌溉;可以进行围垦;还可以发展旅游事业,从而大大增加收益,降低建站成本。
(四)潮汐能开发对生态的影响一方面,潮汐发电站所建大坝会影响生物的栖息,破坏生物的多样性,而且潮汐电站改变了潮差和潮流,进而改变了水质,使海洋生态环境恶化。
另一方面,潮汐发电也能够改善能源结构,减少污染。
为了尽量减少对环境的影响,在确定潮汐电站布置方案以及在设计、比选合适的建造方法时都要考虑生态因素,尽量利用对环境负面影响最小的工业技术和设备,采用并维持一种能防止海洋生态系统退化的运行方式。
除了这些还需要开发和实施一些特殊的措施,例如采取环境可持续的土地开垦、自然保护和环境保护等。
但是值得注意的是,潮汐电站对环境的影响具有区域特异性,而没有全球普遍性,所以不能照搬别的地区的做法,需要因地制宜。
经研究证实,潮汐电站对人类健康没有影响,并且对环境的影响是可控的,在电站规划、设计、建设和运行的所有阶段采取预防性的措施、借鉴以往的经验和教训、听取各种意见等可将对环境的影响减至最小。
参考资料[1]^中国海事服务网,潮汐[2]^中华人民共和国科学技术部,潮汐[3]^中国海洋信息网。