水资源开发方式及水电站的基本类型
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第9章水利水电工程一、学习重点(一)基本概念1、水利工程:用于控制和调配自然界的地表水和地下水,以达到除害兴利目的而兴建的工程称为水利工程.2、水利科学:人类社会为了生存和发展的需要,采取各种措施,对自然界的水和水域进行控制和调配,以防治水旱和灾害,开发利用和保护水资源.研究这类活动及其对象的技术、理论和方法的知识体系称为水利科学.3、各级灌溉渠道、各级排水沟槽、各种渠系建筑物和田间工程等统称为灌溉排水系统。
4、防洪非工程措施:是指通过法令、政策、经济手段和工程以外的其他技术手段,以减少洪灾损失的措施。
(二)基本知识和基本理论水利工程具有以下特点:水工建筑物受水的作用,工作条件复杂;施工难度大;各地的水文、气象、地形、地质等自然条件有差异,水文、气象状况存在偶然性,因此大型水利工程的设计,总是各有特点,难以统一;大型水利工程投资大、工期长,对社会、经济和环境有很大影响,既可有显著效益,但若严重失误或失事,又会造成巨大的损失和灾害.1、农田水利。
农田水利工程主要是灌溉工程和排涝工程。
(1)灌溉与排水,是农田水利的两项主要措施.①灌溉方法:A、地面灌溉;B、喷灌;C、滴灌;D、微灌。
②灌溉水源:主要有天然河水,水库蓄水,湖、塘、洼地蓄水,经化验后的城市污水,高山融雪和地下水。
③农田排水排水系统可分为明沟排水系统和暗沟排水系统。
(2)取水工程取水工程的作用是将河水引入渠道,以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活供水等需要。
有:①无坝取水;②有坝取水;③水库取水;④水泵站引水。
(3)灌溉泵站与排水泵站①灌溉泵站泵站规划和灌区划分:A、一站扬水,一区灌溉;B、多站分级扬水,分区灌溉C、多站单级扬水,分区灌溉;D、一站分级扬水,分区灌溉。
水泵站的建筑物一般包括引水渠、进水池、泵房、出水管道和出水池等.②排水泵站A、规划原则:高低水分开,高水高排、低水低排;主客水分开,使上下游各有排水沟渠,能分别畅排入河,防止客水集中下游,造成下游农田涝灾;洪涝水分开,治涝必先防洪;以自排为主,机排为辅;排水时间由各种作物能耐淹的水融和耐淹的时间确定,力求及时排水。
水电开发的概念界定水电开发,简单来说就是利用水能源开发电力的过程。
它既属于水利工程范畴,又属于电力工程范畴。
水电开发可以实现水资源的最大利用,同时也可提供稳定、安全的清洁能源,因此被广泛应用于各个领域。
在本文中,我们将对水电开发的概念、界定及其实施方式进行详细的解释。
1. 概念及界定水电开发是指通过利用水源,对水能进行转化,进而生产电能的一种工程技术。
它是将水的机械能转化为电能这一过程的统称。
在水电开发中,一般采用水轮机来获得水的机械能,再通过发电机将水的机械能转化为电能。
水电开发通常是将水能源转化为适合燃烧的能量,再通过燃烧产生蒸汽,利用蒸汽驱动涡轮发电机,将电能发电出来。
根据水能的不同形式,水电开发分为水流式、波动式、潮汐型等多种类型。
其中,水流式水电开发最为常见,包括水电站、小水电站、泵站等;波动式水电开发是通过利用海浪、风浪等波动能源生产电力;潮汐型则是通过利用潮汐潮水的能量来发电。
2. 实施方案(1)水电站水电站是利用水能源发电的常见方式。
水电站根据其建设规模和水能开利用方式的不同,可以分为大型水电站、中型水电站和小型水电站等。
大型水电站通常是在大河、大坝上建设的,其发电机组通常也比较大,可以生产大量电能。
中小型水电站则常常建在小河流、山涧中,可以依靠水流发电,因此可以在山区、农村等地方使用。
水电站的建设需要水利工程和电力工程两方面的技术。
在水利工程方面,需要搜寻水源,规划水库、水闸等设施,以及对下游生态环境进行保护。
在电力工程方面,则需要规划建设发电厂房、输电线路、变电站等。
水电站建设的过程,需要考虑水能资源的利用效率、可持续性,同时还要保障水资源的可靠性和安全性。
(2)小水电站小水电站是一种利用水能资源发电的可再生能源工程,在较为偏远的山区、农村等地使用较为广泛。
小水电站不需要太大的水流,通常是在小河流、山涧中建设,所需水量较小,且建设周期较短,成本也相对较低。
对于小水电站的建设,需要考虑的因素包括水能资源的利用效率、电力供应可靠性、对环境的影响等。
水电站基本知识1、什么是水电站?水电站枢纽的组成。
水电站是将水能转变为电能的水力装置,它由各种水工建筑物,以及发电、变电、配电等机械、电气设备,组成为一个有机的综合体,互相配合,协同工作,这种水力装置,就是水电站枢纽或者水力枢纽,简称水电站。
它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成,机电设备则安装在各种建筑物上,主要是在厂房内及其附近。
(1)挡水建筑物。
是拦截水流、雍高水位、形成水库,以集中落差、调节流量的建筑物,例如坝和闸。
(2)泄水建筑物。
其作用主要是泄放水库容纳不了的来水,防止洪水漫过坝顶,确保水库安全运用,因而是水库中必不可少的建筑物,例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。
(3)进水建筑物。
使水轮机从河流或水库取得所需的流量,如进水口。
(4)引水建筑物。
引水建筑物是引水式或混合式水电站中,用来集中落差(对混合式水电站而言,则只是集中总会落差)和输送流量的工程设施,如明渠、隧洞等。
有时水轮机管道也被称为引水建筑物,但严格说来,由于它主要是输送流量的,所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。
有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道,这也属于引水建筑物。
(5)平水建筑物。
其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时,借以调整供水流量及压力,保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。
如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。
(6)厂区建筑物。
包括厂房、变电站和开关站。
厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一,它不同于一般的工业厂房,而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物;变电站是安装升压变压器的场所;而开关站则是安装各种高压配电装置的地方,故也称高压配电场。
(7)枢纽中的其它建筑物。
此类建筑物指对于将水能转变为电能这个生产过程没有直接作用的船闸或升船机、筏道、鱼道或鱼闸以及为灌溉或城市供水而设的取水设施等。
水电站水资源开发利用规划水是人类赖以生存的重要资源之一,也是实现可持续发展的基础条件之一。
水电站作为一种常见的水资源开发利用方式,具有重要的经济和环境价值。
本文将针对水电站水资源开发利用规划进行探讨,旨在找到合适的方式来保证水电站的可持续发展和对水资源的科学利用。
一、水资源开发利用现状水电站是将水资源转化为电力能源的重要基础设施,对于国家经济和社会发展起到了巨大作用。
然而,在当前水资源日益紧张的情况下,水电站的开发利用也面临着一些挑战和问题。
其中主要包括以下几个方面:1. 水资源供需矛盾:由于水资源的不均衡分布和用水需求的不断增加,水电站所需的水资源面临供需矛盾,导致水电站的正常运行受到限制。
2. 水电站对生态环境的影响:水电站的建设和运行会对周边地区的生态环境产生一定的影响,如河流生态系统的破坏、水生物种群减少等问题。
3. 水电站的安全问题:水电站的建设和运行过程中,由于一些因素的干扰,如地震、泥石流等自然灾害,可能会影响水电站的安全性。
二、水资源开发利用规划的重要性为了解决水电站水资源开发利用中面临的问题,制定合理的规划是非常必要的。
水资源开发利用规划能够有针对性地解决水电站所面临的问题,并确保其可持续发展。
具体体现在以下几个方面:1. 提高水资源的利用效率:通过制定科学合理的规划方案,对水资源的利用进行优化和管理,提高水电站的水资源利用效率,减少水资源的浪费。
2. 保护生态环境:在规划中应充分考虑水电站对生态环境的影响,制定相应的保护措施,减少水电站建设和运行对生态环境的破坏。
3. 加强水电站的安全性:规划中应考虑水电站安全因素,采取相应的技术和管理措施,提高水电站的抗灾能力,确保水电站的安全运行。
三、水资源开发利用规划的主要内容水资源开发利用规划主要包括以下几个方面的内容:1. 水资源调查与评估:对水电站所在区域的水资源进行调查和评估,包括水量、水质、水位等方面的指标,为规划提供依据。
2. 水电站建设规模确定:根据水资源的调查评估结果,确定水电站的建设规模和发电能力,以满足当地的用电需求。
1、什么是水电站?水电站枢纽的组成。
水电站是将水能转变为电能的水力装置,它由各种水工建筑物,以及发电、变电、配电等机械、电气设备,组成为一个有机的综合体,互相配合,协同工作,这种水力装置,就是水电站枢纽或者水力枢纽,简称水电站。
它由挡水建筑物、泄水建筑物、进水建筑物、引水建筑物、平水建筑物及水电站厂房等水工建筑物共7个部分组成,机电设备则安装在各种建筑物上,主要是在厂房内及其附近。
(1)挡水建筑物。
是拦截水流、雍高水位、形成水库,以集中落差、调节流量的建筑物,例如坝和闸。
(2)泄水建筑物。
其作用主要是泄放水库容纳不了的来水,防止洪水漫过坝顶,确保水库安全运用,因而是水库中必不可少的建筑物,例如溢流坝、河岸溢洪道、坝下泄水管及隧洞、引水明渠溢水道等。
(3)进水建筑物。
使水轮机从河流或水库取得所需的流量,如进水口。
(4)引水建筑物。
引水建筑物是引水式或混合式水电站中,用来集中落差(对混合式水电站而言,则只是集中总会落差)和输送流量的工程设施,如明渠、隧洞等。
有时水轮机管道也被称为引水建筑物,但严格说来,由于它主要是输送流量的,所以与同时具有集中落差和输送流量双重作用的引水建筑物并不完全相同。
有些水电站具有较长的尾水隧洞及尾水渠道,这也属于引水建筑物。
(5)平水建筑物。
其作用是当负荷突然变化引起引水系统中流量和压力剧烈波动时,借以调整供水流量及压力,保证引水建筑物、水轮机管道的安全和水轮发电机组的稳定运行。
如引水式或混合式水电站的引水系统中设置的平水建筑物如压力池或高压池。
(6)厂区建筑物。
包括厂房、变电站和开关站。
厂房是水电站枢纽中最重要的建筑物之一,它不同于一般的工业厂房,而是是水力机械、电气设备等有机地结合在一起的特殊的水工建筑物;变电站是安装升压变压器的场所;而开关站则是安装各种高压配电装置的地方,故也称高压配电场。
(7)枢纽中的其它建筑物。
此类建筑物指对于将水能转变为电能这个生产过程没有直接作用的船闸或升船机、筏道、鱼道或鱼闸以及为灌溉或城市供水而设的取水设施等。
水力发电原理及水电站概况水力发电原理及水电站概况水力发电是一种常见而重要的能源发电方式。
它通过水力涡轮机/发电机组来将水流动的能量转化为电能。
水流动的能量是由水的重力势能与动能所组成的。
而水力发电的核心就是将水的重力与动能转化为机械能,然后由机械能转化为电能。
水力发电分为水坝水电和泄水水电两种类型。
水坝水电是指在河流上搭建水坝,通过控制水位而形成的水头差来驱动水轮发电机。
而泄水水电则是直接利用河流本身的水流来驱动水轮发电机。
水电站的概念是指建立在水流较为平缓的河流中以及水流较为急速的山区河流之上的大型发电站。
水电站首先要挑选位置,一般规划建在落差高度较大的河流上,这样可以更好地摄取水流动能,并降低成本。
其次,水电站建设需要考虑水资源的充足性,尤其是在干旱季节时,水资源的供应是否能够满足电网的需求。
在水电站建设后,为了保证水资源的稳定供应和水轮发电机的稳定运行,水电站一般都会对水流进行控制。
水电站实施水流控制的方式有很多种,其中最常见的是利用水坝控制水位与水流。
此外,也有一些新型的水电站采用分布式水流控制的方式,通过对河道层次结构形态进行优化设计和流量控制,实现对水流的稳定控制。
除此以外,水电站还需要进行水轮发电机的维护和检修。
由于水轮发电机经常在水下运转,因此其维护和检修难度较大,在进行维护和检修时一定要采取安全可靠的措施。
总之,水力发电是一种能源发电方式,其原理是将水流动的能量转化为电能。
而水电站则是实现水力发电的基础设施之一,它通过控制水流,驱动水轮发电机来产生电能。
在水电站的建设中,需要选择合适的位置和实施水流控制,同时维护和检修也是十分关键的环节。
随着科技的不断进步,水力发电在未来将拥有更广阔的发展前景。
全国注册工程师中的水利水电工程知识水利水电工程作为工程领域的重要组成部分,涉及到水资源的开发利用、水力发电等方面,对于全国注册工程师来说,具备相关的水利水电工程知识是必不可少的。
本文将从水资源开发、水力发电、防洪工程等方面,详细介绍全国注册工程师中的水利水电工程知识。
一、水资源开发水资源开发是水利水电工程的核心领域之一。
全国注册工程师需要了解各种水资源的开发利用方式、水文水资源调查与评价技术、水资源管理等知识。
1.1 水资源开发利用方式全国注册工程师需要了解各种水资源的开发利用方式,包括地下水、地表水等。
地下水的开发利用涉及到水井、抽水机组等设备的选择与运维,而地表水的开发利用则需要了解水库、引水渠道、水泵站等的建设和管理。
1.2 水文水资源调查与评价技术水文水资源调查与评价技术是全国注册工程师必备的技能之一。
通过水文水资源调查与评价,可以了解水资源的分布、水文特征等信息,为水资源的合理开发提供依据。
全国注册工程师需要熟悉水文测量、水资源评价模型等相关技术。
1.3 水资源管理水资源管理是全国注册工程师需要掌握的重要内容。
全国注册工程师需要了解水资源管理的相关政策法规、管理方法及监测技术,可以通过科学合理的管理手段,保证水资源的可持续利用。
二、水力发电水力发电是利用水能转换成电能的过程,也是水利水电工程的重要领域之一。
全国注册工程师需要掌握水力发电的原理、技术以及相关设备和工程建设。
2.1 水力发电原理全国注册工程师需要了解水电站发电的基本原理,包括水能转换成机械能、机械能转换成电能的过程。
此外,还需要了解水力发电的效率计算方法,以及在实际工程中的应用。
2.2 水力发电技术全国注册工程师需要熟悉水力发电的各种技术,包括水轮机、发电机组、控制系统等的选择与运维。
此外,还需要了解水电站的设计与建设,以及安全管理等方面的知识。
2.3 水力发电工程建设水力发电工程的建设是全国注册工程师的重要工作之一。
需要了解水电站的选址、水工结构的设计与施工、电力设备的安装与调试等知识。
水资源开发方式及水电站的基本类型水资源的开发是人类发展中不可或缺的一部分。
水电站作为一种利用水资源的能源设施,在能源生产中起着重要的作用。
本文将介绍水资源开发的方式以及水电站的基本类型。
水资源开发方式1. 水库式水库式开发是指通过建设水库储蓄水量,控制水流,调节水的流量、水位,进而利用水资源。
水库式开发的主要优点是可稳定控制水流,能调节水位,既能产生电力,也能保障水文要求。
水库式开发主要适用于多降水季节分明的地区。
其缺点主要在于需要占用大面积土地,造成林木、沙土等资源损失,同时也可能影响地质环境。
2. 河流式河流式开发是指直接利用河流水流的动能,沿河筑建水电站,利用水涡轮发电的方式。
相较于水库式开发,河流式开发更加利用了自然环境,不需要占用土地资源。
同时,也不造成林木等损失。
河流式开发主要适用于降水分布平均的地区。
其缺点主要在于水流量受季节性影响,夏季水位下降,冬季水位上升,进而可能影响水电站的发电效率。
3. 潮汐式潮汐式开发是指利用海潮的周期性变化(潮汐)来推动涡轮旋转,进而产生电能。
潮汐式开发主要应用于世界范围内海岸线上落差大、潮流猛烈的地区,如英国、法国等国家。
潮汐式开发的主要优点是水流量和水液压稳定,潮汐幅度周期性很好,适宜供电。
其缺点主要在于建设难度大,造价高,成本回收期长。
4. 活动式活动式开发是指沿海水域等潮汐与水流较快、巨浪较高的地区建设可移动式海上水电站。
活动式开发的优点在于可以自由选择建设位置,从而最大限度地利用自然资源。
同时,也不会对生态环境产生损害。
活动式开发目前应用较少,主要缺点在于建设成本较高,难度大,需要具备更高的技术实力。
水电站基本类型1. 水轮式水轮式电站是最早的、应用最广泛的水电站类型之一。
主要通过利用水流动力旋转涡轮,带动发电机发电。
水轮式电站的优点主要在于适用范围广、可靠性高、存在技术经验,同时生产成本较低。
其缺点在于需要占用较多土地资源,同时也可能对水生生态环境产生影响。
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。
水力资源的开发与利用水力资源是指地球上的水资源以及由其带来的能源。
水是人类生命中不可或缺的重要资源,水力资源的开发与利用对人类的生活、经济和环境都有着重要的影响。
在过去几十年里,随着人类对能源和环境的关注不断增加,水力资源的开发与利用也逐渐成为热门话题。
本文将从水力资源的概念、开发利用的方式以及对环境的影响等方面进行探讨。
水力资源是指从水体中获取能量的资源,主要包括河流、湖泊、海洋中的水能。
水力资源广泛分布于全球各地,尤其是那些拥有丰富水源的地区,如北欧、加拿大、巴西等。
水力资源的开发与利用可以分为大型水电站和小型水电站两种形式。
大型水电站一般利用大坝来截流河水,然后通过水力发电机将水能转化为电能,供给社会、工业和农业用电。
小型水电站则是利用河流或者坡地上的水来驱动水轮机产生电能,主要用于农村地区的电力供应。
水力资源的开发与利用对人类的生活和经济发展有着重要意义。
首先,水力发电是一种清洁能源,不会产生空气污染物和温室气体,对环境的影响较小。
其次,水力发电是一种可再生能源,由于水循环的自然过程,水力资源可以持续不断地进行开发与利用。
此外,大型水电站在建设过程中还可以提供就业机会,促进当地经济的发展。
所以,水力资源的开发与利用不仅能满足人们的能源需求,也能保护生态环境,促进可持续发展。
然而,水力资源的开发利用也会对环境产生一定的影响。
首先,由于大型水电站往往需要修建大坝来截流河水,这会改变河流的流速和水量分布,对河流生态系统产生一定的影响。
一些鱼类和水生动物的迁徙路线可能会受到阻断,导致它们无法完成正常的生命周期。
此外,大坝建设还会淹没大片的陆地,导致生态系统的破坏和生物多样性的减少。
因此,在水力资源的开发利用过程中,需要采取一定的措施来保护生态环境,减少对生态系统的破坏。
另外,水力资源的开发利用也面临一些技术和经济上的挑战。
虽然水力发电是一种成熟且可靠的技术,但是其建设和运维的成本较高。
尤其是对于小型水电站来说,由于规模较小,无法享受大型水电站的经济效益,因此其投资回收周期较长。
⽔电站答案_期末考试填空题1、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_三种基本类型。
河道坡降较缓,流量较⼤,有筑坝建库条件的河段,宜采⽤坝式开发⽅式。
2、根据空化产⽣的部位不同,⼀般把⽔轮机的空化分为四种类型。
通常,混流式⽔轮机以翼型空化为主,⽽_间隙空化局部空化是次要的。
空腔空化只发⽣在固定叶⽚的反击式⽔轮机的尾⽔管中。
3、凡是具有⽔库,能在⼀定限度按照负荷的需要对天然径流进⾏调节的⽔电站,统称为有调节⽔电站。
径流式⽔电站是指⽇调节和⽆调节⽔电站。
4、反击式⽔轮机按⽔流流经转轮⽅向的不同及适应不同⽔头与流量的需要,分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种型式。
5、根据明钢管的管⾝在镇墩间是否连续,其敷设⽅式有连续式和分段式两种。
6、⽔电站压⼒管道的主阀有三种常见的型式,即闸阀、蝴蝶阀和球阀7、分段式明钢管上的作⽤⼒,按作⽤的⽅向可分为轴向⼒、法向⼒和径向⼒三种,径向⼒⼒使管壁产⽣环向拉应⼒。
8、根据所⽤材料的不同,蜗壳通常有⾦属蜗壳和混凝⼟蜗壳。
较⾼⽔头(H⼤于40m)的⽔电站常⽤⾦属蜗壳。
9、⽔电站⼚房按设备的组成可分为⽔流设备系统、电流设备系统、电器控制设备系统、机器控制设备系统和辅助设备系统五个系统。
10、⽔电站⽣产电能的过程是有压⽔流通过⽔轮机,将⽔能转变为机械能,⽔轮机⼜带动⽔轮发电机转动,再将机械能转变为电能。
11、引⽔式⽔电站根据引⽔建筑物的不同⼜可分为坝后式和河床式两种类型。
12、拦污栅在⽴⾯上可布置成垂直的或倾斜式,平⾯形状可以是平⾯也可以是多边形的。
13、⽔电站的引⽔渠道可分为⾃动调节渠道和⾮⾃动调节渠道两种类型。
14、压⼒前池的布置⽅式有正向、侧向和斜线三种类型。
15、压⼒⽔管按其结构布置形式可分为坝埋管、坝后背管、明管(地⾯压⼒管道)、地下压⼒管道⼏种类型16、镇墩可分为封闭式和开敞式两种。
判断题1、开敞式进⽔⼝进⽔闸的底坎⾼程应⾼于冲沙闸底板⾼程。
水资源开发方式及水电站的基本类型一、水能资源开发方式(一)坝式开发在河流峡谷处,拦河筑坝,坝前壅水,在坝址处集中落差形成水头。
优点:筑坝形成水库,可调节流量,电站引用流量大,电站规模也大,水能利用程度充分;缺点:水头受坝高限制,坝工程量大,形成水库会造成库区淹没,投资大,工期长。
适用:河道坡降较缓,流量较大,有筑坝建库条件的河段。
(二)引水式开发在河流坡降较陡的河段上游,通过人工建造的引水道引水到河段下游集中落差,再经压力管道,引水至厂房。
优点:形成水头较高,无水库,不会造成淹没,工程量小,单位造价较低;缺点:水量利用率及综合利用价值较低,装机规模相对前者较小。
适用:河道坡降较大、流量较小的山区河段。
(三)混合式开发同时采用坝和引水道共同集中落差形成水头的开发方式。
(四)潮汐水能开发利用海洋涨、落潮形成的水位差引海水发电的方式。
二、水电站的基本类型按水头大小:可分为高水头、中水头和低水头水电站。
中国通常称水头大于70m为高水头水电站,低于30m为低水头水电站,30~70m为中水头水电站。
按装机容量大小:可分为大型、中型和小型水电站。
75万kW以上:为大(1)型;75万~25万kW为大(2)型;25万~2.5万kW为中型;2.5万~0.05万kw为小(1)型;小于0.05万kW为小(2)型。
但统计上常将1.2万kW以下作为小水电站。
按开发方式:可分为坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站三种基本类型。
(一)、坝式水电站用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。
1、坝后式水电站当水头较大时,厂房本身抵抗不了水的推力,将厂房移到坝后,由大坝挡水。
坝后式水电站一般修建在河流的中上游,因为河流中上游一般为山区峡谷地段,允许有一定程度的淹没,故可建高坝,此时集中的水头较大,库容较大,调节性能好。
图1-4 坝后式水电站示意图1-5万家寨水电站举世瞩目的三峡水电站也是坝后式水电站,其装机容量为2240万KW。
图1-6三峡水电站2、河床式电站一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上,为避免大量淹没,建低坝或闸。
厂房和坝(闸)一起建在河床上,厂房本身承受上游水压力,成为挡水建筑物的一部分。
引用流量大、水头低,水轮机多采用钢筋混凝土蜗壳。
适用水头:大中型:25米以下,小型:8~10米以下。
图1-7 河床式水电站图1-8 富春江河床式电站图1-9葛州坝水电站(二)、引水式水电站用引水道集中水头的电站称为引水式水电站。
1、无压引水电站引水建筑物是无压的:明渠、无压隧洞等。
图1-10 无压引水式水电站2. 有压引水式电站引水建筑物是有压的:压力隧洞(pressure tunnel) 。
主要建筑物:低坝,有压隧洞,调压室,压力水管,厂房,尾水渠。
图1-11有压引水式水电站(三)、混合式电站水电站的水头一部分由坝集中,一部分由引水建筑物集中。
(四)、潮汐电站潮汐:潮汐现象是海水因受日月引力而产生的周期性升降运动,即海水的潮涨潮落。
潮汐发电原理:利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能,再把机械能转变为电能(发电)的过程。
图1-12潮汐发电原理(五)、抽水蓄能电站抽水蓄能:系统负荷低时,利用系统多余的电能带动泵站机组将下库的水抽到上库(电动机+水泵),以水的势能形式贮存起来;放水发电:系统负荷高时,将上库的水放下来推动水轮发电机组(水轮机+发电机)发电,以补充系统中电能的不足。
图1-13抽水蓄能电站示意图图1-14黑麋峰抽水蓄能电站五、水电站的组成建筑物(一)挡水建筑物截断水流,集中落差,形成水库的拦河坝、闸或河床式厂房等水工建筑物,如重力坝、拱坝、土石坝、拦河闸等。
(二)泄水建筑物宣泄洪水或放空水库的建筑物,如溢洪道、溢流坝、放水底孔等。
(三)进水建筑物从河道或水库中取水的建筑物,如有压、无压进水口。
(四)引水建筑物集中河道落差形成水头和输送发电所需水量的建筑物,如渠道、隧洞、压力管道等。
(五)平水建筑物水电站负荷发生变化时,用以平稳引水建筑物中流量和压力的建筑物,如调压室、压力前池等。
(六)厂房枢纽建筑物主要指水电站的主、副厂房、变压器场、高压开关站、交通线路及尾水渠等建筑物。
六、代表性的电站1、三峡水利枢纽三峡工程采用“一级开发,一次建成,分期蓄水,连续移民”方案。
大坝为混凝土重力坝,坝顶总长3035m,坝顶高程185m,正常蓄水位175 m,总库容393 亿m3,其中防洪库容221.5亿m3。
装机容量1820万kW,26×70万kW,年均发电量849亿度。
泄洪坝段每秒泄洪能力为11万m3/s,左岸通航建筑物,年单向通过能力500万t。
双线五级船闸,可通过万吨级船队;单线一级垂直升船机,可快速通过3000t级客货轮。
三峡工程竣工后,将发挥防洪、发电、航运、养殖、旅游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等十大效益,是世界上任何巨型电站都无法比拟的!三峡工程创造了五个世界第一:(1)世界施工难度最大的水利工程。
2000年砼浇筑量为548.17万m3,月浇筑量最高达55万m3。
(2)施工期流量最大的水利工程。
三峡工程截流流量9010 m3/s,施工导流最大洪峰流量7.9万m3/s(3)世界泄洪能力最大的泄洪闸。
最大泄洪能力10.25万m3/s。
(4)世界规模最大、难度最高的升船机。
(5)世界水库移民最多、工作量最为艰巨的移民建设工程三峡工程水库动态移民最终可达113万。
2、小浪底水利枢纽小浪底水利枢纽位于河南省洛阳市以北40km的黄河干流上,是以防洪为主,兼顾防凌、减淤、灌溉和发电综合利用的一座特大型工程。
工程由大坝、泄洪建筑物及发电系统组成。
大坝为粘土斜心墙堆石坝,坝顶长1667m,最大坝高154m,库容126.5亿m3,泄水建筑物包括集中布置的10座进水塔,9条泄洪排沙隧洞、一个正常溢洪道和三个消力塘组成;发电系统由6条引水隧洞和一座地下厂房、主变室、尾闸室及三条尾水洞组成。
总装机容量6×30万千瓦,多年平均发电量51亿度。
3、新安江水电站新安江水电站位于钱塘江支流新安江上,浙江省建德县境内,由中国自己设计、施工,自制设备,自行安装的第一座大型水电工程。
电站以发电为主,兼有防洪、灌溉、航运等综合利用效益,电站装机容量662.5MW,保证出力178MW,多年平均年发电量18.6亿KW?h,以220KV和110KV高压输电线路各4回接入华东电力系统。
大坝为混凝土宽缝隙重力坝,最大坝高105m。
工程于1957年4月开工,1960年4月第一台机组发电,1978年最后一台机组投运。
4、二滩水电站二滩工程是二十世纪建成的中国最大的水电站。
总装机容量330万kW,单机容量55万kW,这在21世纪初三峡电站建成之前,均列全国第一,单机容量排世界前10位。
二滩拱坝坝高240m为中国第一高坝。
在双曲拱坝排行中,高度居亚洲第一、世界第三;承受总荷载980万t,列世界第一。
总泄水量22480m3/s,在高坝中为世界第一。
进水口高度80m,调压室高度70m,均居全国第一。
亚洲最大的地下厂房洞室群。
由厂房、主变压器室、尾水调压室三大洞室及压力管道、尾水管、尾水洞、母线洞、交通洞、通风洞、排水洞(廊道)、进风竖井、排风竖井、电梯竖井、电缆斜井等组成庞大洞室群。
地下洞室开挖量370万m3。
其中,厂房长280m、宽25.5m、高65m。
5、溪洛渡电站溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县境内金沙江干流上,是一座以发电为主,兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等巨大综合效益的工程。
溪洛渡电站装机容量1260万kw,位居中国第二,世界第三。
溪洛渡水电站枢纽由拦河坝、泄洪、引水、发电等建筑物组成。
拦河坝为混凝土双曲拱坝,坝顶高程610m,最大坝高278m ,坝顶中心线弧长698.09m;左右两岸布置地下厂房,各安装9台单机容量70万千瓦的水轮发电机组,年发电量为571~640亿kw?h。
溪洛渡水库正常蓄水位600m,死水位540m,水库总容量126.7亿m3。
水库长约200km,平均宽度约700m,正常蓄水位600m以下,库容115.7亿m3,水库总库容126.7亿m3,水库淹没涉及四川省雷波、金阳、布拖、昭觉、宁南和云南永善、昭阳、鲁甸和巧家等9个县(区)。
溪洛渡工程2003年开始筹建,2005年底主体工程开工,2015年竣工投产,总工期约13年。
按2005年一季度价格指数计算,整个工程静态投资503.4亿元人民币。
溪洛渡水电站是金沙江下游梯级电站中第一个开工建设的项目,标志着金沙江干流水电开发迈出实质性步伐。
6、向家坝电站向家坝水电站是金沙江下游梯级开发中最末的一个梯级,坝址位于川滇两省交界的金沙江下游河段上,左岸为四川省宜宾县,右岸是云南省水富县。
向家坝水电站的开发任务以发电为主,兼顾防洪、改善通航条件、灌溉,同时具有拦沙和为溪洛渡水电站进行反调节等作用。
电站主要供电华中、华东地区,兼顾川、滇两省用电需要。
向家坝水电站枢纽由拦河大坝、泄洪排沙建筑物、左岸坝后厂房、右岸地下厂房、左岸垂直升船机和两岸灌溉取水口等组成。
拦河大坝为混凝土重力坝,坝顶高程384m,最大坝高162m,坝顶长度909.26m。
左岸坝后厂房位于溢流坝左侧,右岸地下厂房位于右岸坝肩上游山体内,左右岸各装机4台单机容量80万kw的水轮发电机组,总装机600万kw,年发电量307.47亿kw·h。
垂直升船机位于左岸坝后厂房左侧,按四级航道标准设计,最大提升高度114.2m,设计年过坝货运量112万t,年客运量40万人次,可通过2×500t级船队。
灌溉取水口布置在两岸非溢流坝,规划灌溉面积370余万亩。
向家坝水库正常蓄水位380m,死水位370m,水库总库容51.63亿m3,调节库容9.03亿m3,可进行不完全年调节。
工程于2004年4月开始筹建,2006年10月主体工程正式开工,计划于2012年首批机组发电,2015年全部竣工,总工期约9年6个月。