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1、第一章 水资源的开发利用,1.1 概述 1.2 水力发电 1.3 防洪 1.4 灌溉 1.5 其他用水部门 1.7 各水利部门间的矛盾及其协调,1,基本要求： （1）理解几个主要用水部门的用水特点； （2）掌握水力发电的基本原理及水能资源的基本开发方式； （3）理解滞洪与蓄洪的概念，了解有关灌溉的基本概念。,水资源开发利用：根据对供水、发电、灌溉等的要求，采用工程措施及非工程措施，对水资源进行调节、控制、保护及管理，以满足国民经济各部门用水要求。,第一章 水资源的开发利用,同一河流或同一地区的水资源，同时满足几个水利部门的需要，并且将除水害和兴水利结合起来统筹解决，这种开发水资源的方式，称水资
2、源的综合利用。,第一章 水资源的开发利用,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，一库多用”,第一节 概 述,一、水资源综合利用的重要性,3,1. 水力发电 ,只利用水并不消耗水量。,2. 灌溉,消耗大量水量，用水年内变化大， 有季节性。,3. 航运,不耗水量，要求有一定的水深。,4. 给水,用水较均匀。,5. 防洪,要求水库蓄水，以调节径流。,二、主要用水部门的用水特点,三、综合利用水资源重要原则,用最少的投入来充分合理的开发利用水资源，满足国民经济各部门近期的和长远的需要，获得最大最好的效益，除害与兴利，一库多利，一水多用，协调各用水部门的矛盾。,可持续利用:
3、能够支持人类社会和经济可持续发展的水资源开发利用。,势能(potential energy),动能(kinetic energy),水能,设T 秒时段内流过两段面的水量为W m3,断面1-1处水流的总能量为:,一、水力发电的基本原理,第二节 水 力 发 电 （hydroelectricity generation）,V1,V2,1,1,2,2,P1,P2,5,Z1-Z2,=H1-2, 0, 0,功率,出力(output),N,=QH1-2 (牛顿米/秒),1千瓦=1000牛顿米/秒，=10009.81N/m3,N1-2=9.81QH1-2（千瓦）,水流出力计算公式,E1-2=WH1-2（牛顿米
4、） QtH1-2=9807QtH1-2,H1-2,6,1. 水量损失,2. 水头损失,H净=Z上Z下H引,3. 功率损失,水电站效率=水传电,水电站的出力公式为：N=9.81Q电 H净（kw）,N=9.81QH （kw）,7,令A=9.81,水电站出力计算公式可表示为：,A出力系数,N= A Q电 H净（千瓦）,水电站的出力公式为：N=9.81Q电 H净（kw）,8,水电站能量转换原理,9,二、河川水能资源蕴藏量的估算和我国水能资源概况,估算要点： （1）因单位长度河段的落差和流量都是沿河变化的，因此实际估算河流水能资源蕴藏量时，常沿河分段计算水流出力，然后逐段累加以求全河总水流出力。 （2）
5、在流量及河流纵比降有较大变化处，单独划分河段。 （3）计算中，流量取河段首尾断面流量的平均值。 （4）根据多年平均流量Q0计算所得的水流出力N0，称水能资源蕴藏量。,水流出力公式为：N=9.81Q H1-2（kw） 表明：落差和流量是决定水能资源蕴藏量的两项要素。,10,表1-1 某河水能资源蕴藏量计算示例,11,全国各地区水能资源蕴藏量及可能开发量统计表,12,三、河川水能资源的开发方式,（一）坝式(dam hydropower station),2. 坝式水电站的分类：,1.概念：在天然河道中拦河筑坝，形成水库，以抬高上游水位，集中河段落差，这种开发方式称为坝式开发。,13,有回水,湖北丹
6、江口、浙江新安江水电站属于坝后式,14,万家寨坝后式水电站,坝后厂房,湖北葛洲坝、浙江富春江水电站属于河床式,河床式电站,16,3. 坝式开发的特点：, 水头相对较小；, 一般能形成蓄水库，电站引用流量大， 综合利用效益高；, 投资大，工期长，通常单位造价高，且 上游形成淹没区。,4. 坝式开发的适用条件：,适于流量大，坡降缓，且有筑坝建库条件的河段。,17,（二）引水式(diversion hydropower station),无压引水式水电站:沿岸修建坡度平缓的 明渠来集中落差。,有压引水式水电站:有压隧洞或管道集中 落差。,1. 概念：在河道上建坝和引水工程将水导入人工建造的引水道(明
7、渠、隧洞、管道等)，并引到引水道末端以集中落差，再接上压力水管，导入电站厂房发电。,2. 分类：,云南以礼河、金沙江梯级电站属于该类型。,18,无压引水式水电站及其主要建筑物,有压引水式水电站,引水建筑物是有压的：压力隧洞 主要建筑物：低坝，有压隧洞，调压室，压力水管，厂房，尾水渠。,3. 引水式开发的特点：,水头较高；,电站引用流量小，水量利用率差，综合利用效益低；,无水库淹没损失，工程量小，单价一般较低。,4. 引水式开发的适用条件：,河道坡降陡，流量较小或地形、地质条件不允许筑坝的河段。,21,（三）混合式水电站(mixed hydropower station),2.开发条件：当河段上
8、游坡降较缓且有筑坝建库条件，下游坡降陡且有条件集中较大落差时，采用混合式开发较经济。,1.概念：在一个河段上，用坝集中一部分落差，再通过有压引水道集中坝后河段的另一部分落差。,我国四川狮子滩、福建古田溪、东北镜泊湖等属于混合式开发方式。,22,23,（三）混合式水电站(mixed hydropower station),图1-6 混合式水电站,（四）潮汐水电站（利用潮汐所形成的水位差发电的电站）,24,潮 汐 发 电 示 意 图,25,（五）抽水蓄能电站,26,四、水能计算的任务和所需资料,1.主要任务：确定电站效益与工程规模之间的关系，具体体现在以下几个方面： (1)确定水电站的功能指标;
9、(2)确定水电站的主要参变量及参变量与功能指标之间的关系； （3）对水电站的经济效益进行计算和分析。,2.水能计算所需的基本资料： (1)水库的特性曲线; (2)水文资料； (3)综合利用资料。,27,第三节 防 洪,1.防洪工程措施：采用工程措施控制和抗御洪水。 (1) 修筑堤防; (2) 河道整治； （3）开辟分洪道和分蓄洪工程； （4）水库拦洪； （5）水土保持。,2.防洪非工程措施 (1)建立洪水预报系统和洪水警报系统; (2)洪泛区管理； (3)洪水保险； （4）防洪调度。,28,29,第四节 灌 溉,一、作物需水量 二、作物的灌溉制度 三、灌溉用水量,四、灌溉技术及灌溉措施 1.地面灌溉 2.地下灌溉 3.喷灌 4.滴灌,30,第五节 其他各部门用水,一、供水 二、内河水运 三、环境保护 四、渔业 五、旅游,1、什么是水资源综合利用？ 2、按各部门对水的用途不同可将用水部门分为哪 几类？各有什么特点？ 3、坝式开发的概念、分类、特点及适应条件？ 4、引水式开发的概念、分类、特点及适应条件？ 5、简述分洪、滞洪和蓄洪的概念。 6、水能计算的任务和所需资料？,思 考 题,31,
