水利水能规划

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《水利水能规划》课程：水资源开发利用第一节水资源开发利用原则公元前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。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第一节水资源开发利用原则三峡水利枢纽《水利水能规划》课程：水资源开发利用第一节水资源开发利用原则一、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。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第一节水资源开发利用原则一、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《水利水能规划》课程：水资源开发利用第一节水资源开发利用原则二、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。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第一节水资源开发利用原则二、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《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电一、河流水能资源分析与估算WgvPZE2211111WgvPZE2222222HWWZZE）（2121）（m/skgQHTENv1v2QZ2Z1H11223kg/m0001mkgQTWE）（)(80.91021000kWQHQHN1kW＝102kg·m/s）（hkWQHTNTE80.9《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电一、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ΔH1局部水头损失ΔH2H净=H-ΔH1-ΔH22.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)(kWAQHN净)(80.9kWQHN净80.9AΔH1ΔH2H净GT)(hkWTAQHE净《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电一、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）《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电二、河川水能资源蕴藏量N=9.80QH1-2（kW）基本思想：沿河分段计算水流出力，然后逐段累加。（1）在流量及河流纵比降有较大变化处，单独划分河段（2）流量取河段首尾断面流量的平均值（3）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。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电二、河川水能资源蕴藏量断面序号高程Z(m)落差H(m)间距L(m)断面处流量Qi(m3/s)河段平均流量Q0(m3/s)河段水流出力N0(kW)单位长度水流出力N0/L（kW/km)水流出力累积值∑N0(kW)1350352710263912934196010008.018.523.029.540.02750500022507650153002114711812815327507750100001765032950231516328821427825525234621346《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（一）坝式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。坝后式河床式——厂房布置在坝的后面——厂房成为挡水建筑物一部分《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（一）坝式坝后式河床式《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（一）坝式坝后式布置图和剖面图《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（一）坝式河床式布置图和剖面图《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（一）坝式优点:形成水库，能调节水量，提高径流利用率,综合利用程度高。缺点:基建工程较大，且上游形成淹没区。条件:流量大，河段坡降较缓，同时还有适合建坝的地形、地质条件的河段。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（二）引水式在河道上建坝和引水工程，将水导入人工建造的引水道(明渠、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，这种开发方式称为引水式开发。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（二）引水式无压引水式水电站布置图和剖面图《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（二）引水式有压引水式水电站布置图和剖面图《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（二）引水式优点：不会形成大的水库，淹没损失较小，工程较小。缺点：引水流量较小，水量利用率较低；水坝到电站间的河道水流会减少，特别是枯水季节可能会断流。条件：适用于流量较小、河道坡度较陡的山区河流《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（三）混合式在一个河段上，用坝集中一部分落差，再通过有压引水道(如隧洞)集中坝后河段的另一部分落差，这种开发方式称为混合式开发。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（三）混合式《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（三）混合式优点：兼有坝式和引水式水电站的优点。条件：适用于上游坡降较小且筑坝后淹没损失不大，有优良坝址适宜建库，而紧接水库以下河道突然变陡或河流有较大的转弯。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（四）抽水蓄能式电站抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。抽水蓄能电站是以水体为储能介质，起调节作用。主要解决电力系统的调峰问题。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（四）抽水蓄能式电站北京十三陵水库抽水蓄能电站《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（五）潮汐水电站利用潮汐来发电的装置、设备和设施的总称，将海洋潮汐能转换成电能。潮汐电站是唯一实际应用的海洋能电站。在海湾或有潮汐的河口筑坝形成水库。涨潮时水库蓄水，落潮时海洋水位降低，水库放水，以驱动水轮发电机组发电。这种机组的特点是水头低、流量大。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第二节水力发电三、河川水能资源的基本开发方式（五）潮汐水电站浙江温岭江夏潮汐《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪洪水:指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象。暴雨洪水《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪洪水:指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象。山洪《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪洪水:指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象。融雪洪水《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪洪水:指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象。冰凌洪水《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪洪水:指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象。溃坝洪水《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪洪水成灾：由于洪峰流量超过河床的安全泄量，因而泛滥（或决堤）成灾。防洪的主要任务：按照规定的防洪标准，因地制宜地采用恰当的工程措施，以削减洪峰流量，或者加大河床的过水能力，保证安全渡汛。防洪措施：指防止或减轻洪水灾害损失的各种手段和对策。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施（一）修筑堤防沿河筑堤，束水行洪，可提高河道宣泄洪水的能力。防御常遇洪水山东黄河标准化堤防工程《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施（一）修筑堤防（二）河道整治福建莆田木兰溪裁弯取直《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施（一）修筑堤防（二）河道整治河道疏浚《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施（一）修筑堤防（二）河道整治（三）开辟分洪道《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施（一）修筑堤防（二）河道整治（三）开辟分洪道（四）蓄滞洪区荆江分洪区《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施（一）修筑堤防（二）河道整治（三）开辟分洪道（四）蓄滞洪区（水库）《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施（一）修筑堤防（二）河道整治（三）开辟分洪道（四）蓄滞洪区（水库）滞洪蓄洪《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施（一）修筑堤防（二）河道整治（三）开辟分洪道（四）蓄滞洪区（水库）（五）水土保持《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪一、防洪工程措施效果：提高了江河抗御洪水的能力，减少了洪灾的出现频率；出现超防洪标准的大洪水时，虽不能避免产生洪水灾害，但可在一定程度上减轻洪灾损失。防洪工程措施只能减轻洪灾损失，而不可能根除洪灾。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第三节防洪二、防洪非工程措施（一）建立洪水预报系统和洪水警报系统（二）洪泛区管理（三）洪水保险（四）防洪调度《水利水能规划》课程：水资源开发利用第四节灌溉一、作物需水量农作物的生长需要保持适宜的农田水分。农田水分消耗主要有植株蒸腾、株间蒸发和深层渗漏。通常把植株蒸腾和株间蒸发的水量合称为作物需水量。作物各阶段需水量的总和，即为作物全生育期的需水量。作物需水量可由实验观测数据提供。在缺乏实验资料时，一般通过经验公式估算作物需水量。作物需水量受气象、土壤、作物特性等因素的影响，其中以气象因素和土壤含水率的影响最为显著。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第四节灌溉二、作物的灌溉制度灌溉是人工补充土壤水分，以改善作物生长条件的技术措施。作物灌溉制度是指在一定的气候、土壤、地下水位、农业技术、灌水技术等条件下，对作物播种(或插秧)前至全生育期内所制定的一整套田间灌水方案，包括灌水次数、每次灌水时间、灌水定额、灌溉定额等内容。灌水定额是指作物在生育期间单位面积上的一次灌水量。作物全生育期，需要多次灌水，单位面积上各次灌水定额的总和为灌溉定额。灌水（灌溉）定额单位皆用m3/m2或用灌溉水深mm表示。《水利水能规划》课程：水资源开发利用第四节灌溉三、灌溉用水量灌溉用水量是指灌溉农田从水源获取的水量，以m3计。iiiAm净M/MMii净毛《水利水能规划》课程：水资源开发利用第四节灌溉四、灌溉技术及灌溉措施灌溉技术是在一定的灌溉措施条件下，能适时、适量、均匀灌水，并能省水、省工、节能，使农作物达到增产目的而采取的一系列技术措施。灌溉措施是指向田间灌水的方式，即灌水方法，有地面灌溉、地下灌溉、喷灌、滴灌等。本节内容可参阅“灌溉排水工程学”教材《水利水能规划》课程：水资源开发利用第五节其他用水部门一、供水供水指城市或农村的民用给水与工业用水。在水资源综合利用中优先考虑。对水量的保证程度较高、对水质