水利水能规划第一章水资源的综合利用
第一章 水资源的综合利用
规划工程步骤： • (1) 收集、分析水文、地质资料； •（2）水文计算； •（3）拟定开发方式，工程布置方案； •（4）拟定若干个比选方案并对其进行水利 计算； •（5）经济计算、评价； • (6) 综合分析，选出优方案； •（7）对选定方案制定优化调度运行方案。
第七节 各水利部门间的矛盾及 其协调
• 各条河流的自然条件千变万化，各用户对水的要求差异也很 大，各用水部门之间还不可避免地存在矛盾。因此，要做好 水资源的综合利用，就必须从当地的客观自然条件和用水部 门的实际需要出发，抓住主要矛盾，从国民经济总体利益最 大的角度考虑，因时因地制宜地制定水利水能规划。
第一节
概述
wk.baidu.com 第二节
一、水力发电原理
西南 西北 中南 东北
三、河川水能资源的基本开发方式
由于落差是单位重量水体的位能，而河段 中流过的水体重量又与河段平均流量成正比， 所以集中水能的方法就是集中落差和引取流量 的方式。集中水能的主要方式：坝式、引水式 、混合式。见P.10图1-3。
(1)坝式（抬水式） (见图1-3a)
兴建拦河坝或闸来抬高开发河段水位，使原河段的 落差HAB集中到坝址处，获得水电站水头H。所引取 的流量为坝址处的平均流量 QB 。 A 处有回水段，落 差损失
第四节 灌溉
• 灌溉的任务是：缺水时用人工措施向田间补 充农作物生长必需的水分。 • 水源：蓄洪补枯，汲取地下水，河、湖水。 工程措施：
水能资源的开发利用
§1-3 水能资源的开发方式
前言 一、坝式开发 二、引水式开发 三、混合式开发 四、梯级开发 五、潮汐式开发 六、抽水蓄能式开发 结束语
前言
E=γWH (N.m) 1. 集中落差 2. 引用流量 3. 基本开发方式 (1) 坝式 (2) 引水式 (3) 混合式 4. 特殊型式水电站 (1) 潮汐式 (2) 抽水蓄能式
图2-1
水电站的水头和利用水量
一
一、坝式开发
在河流狭窄处， 拦河筑坝或闸，坝 前壅水，在坝址处 形成集中落差，这 种水能开发方式称 为坝式开发。
用坝集中水头 的水电站称为坝式 水电站。
图2-2 坝式水电站示意图 一
坝式开发
按大坝和水电站相对位置不同可分为： 1、坝后式 2、河床式 3、溢流式 4、坝内式
航运
§1-2 水力发电
一、水力发电的基本原理及基本方程
1、水力发电的原理
水轮机+水轮发电机＝水轮发电机组（机组）
水力发电的原理
利用河川、湖泊等位於高處，具有位能的水流至低處， 將其中所含之位能轉換成水輪機之動能， 再藉水輪機為原動機，推動發電機產生電能。
以水的流動力量推動水輪機為原動機，進而推動發電機 產生電能。
防洪
兴建三峡工程的首要目标是防洪。三峡水利枢纽是长江中下游防洪体系中的关键性骨干 工程。其地理位置优越，可有效地控制长江上游洪水。经三峡水库调蓄，可使荆江河段防洪 标准由现在的约十年一遇提高到百年一遇。遇千年一遇或类似于1870年曾发生过的特大洪水， 可配合荆江分洪等分蓄洪工程的运用，防止荆江河段两岸发生干堤溃决的毁灭性灾害，减轻 中下游洪灾损失和对武汉市的洪水威胁，并可为洞庭湖区的治理创造条件。
水资源规划及利用ppt课件
潮汐发电与原理：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。
潮汐发电：就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝，将海湾或河口与 海洋隔开构成水库，再在坝内或坝房安装水轮发电机组，然后利用潮汐
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。
建筑物组成包括：上下两个水库，用引水建筑物相连，蓄能电站厂房建 在下水库处，采用双向机组，完成抽水蓄能和放水发电两个过程。
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；
河床式水电站平面图
河床式水电站： power station in river channel
福建省峡阳水电站
湖北省高坝洲水电站
（一）坝式（抬水式）:
依据水电站厂 房是否承受坝 上游水压力
坝后式水电站：通过筑中、高坝来获得较大水头， 厂房建在坝下游侧，不承受坝上游面的水压力
河床式水电站：当地形、地质等条件不允许筑高坝， 只能筑低坝或水闸获得较低水头时，利用水电站厂 房作为挡水建筑物的一部分，厂房承受坝上游侧的 水压力。
依据能否进行 径流调节
蓄水式水电站：能形成比较大的水库，水电站能进 行径流调节
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划是指对水资源的合理利用和水能的开发利用进行规划和管理的工作。水利水能规划的目的是保障水资源的可持续利用，满足人民群众的生活用水需求，促进经济的可持续发展。
一、水利水能规划的背景和意义
水资源是人类生存和发展的重要基础资源，对于保障人民群众的生活用水、农业灌溉、工业生产和生态环境的保护具有重要意义。然而，由于人口增长、经济发展和气候变化等因素的影响，我国水资源面临着日益紧张的局面。因此，制定科学合理的水利水能规划，是保障水资源可持续利用的重要举措，也是推动经济社会可持续发展的必要条件。
二、水利水能规划的基本原则
1. 综合平衡原则：充分考虑水资源的供需状况，通过调整水资源配置，实现供需平衡。
2. 可持续发展原则：在规划水利水能开发利用时，要注重保护生态环境，实现经济社会的可持续发展。
3. 公平合理原则：在水资源分配中，要坚持公平合理原则，保障人民群众的基本生活用水需求。
4. 综合治理原则：通过综合治理水资源，提高水资源利用效率，减少水资源的浪费和污染。
三、水利水能规划的内容和要求
1. 水资源调查评价：对水资源的分布、数量、质量等进行调查评价，明确水资源的现状和潜力。
2. 水资源开发利用规划：根据水资源的调查评价结果，制定水资源的开发利用规划，明确水资源的开发利用目标和重点。
3. 水能开发利用规划：对水能资源进行评价和规划，确定水能的开发利用方式和规模。
4. 水资源保护规划：制定水资源的保护规划，包括水源地保护、水土保持、水环境保护等方面的内容。
5. 水利工程规划：根据水资源规划和水能规划的结果，制定水利工程规划，包括水库、水电站、引水工程等方面的内容。
水资源的综合利用
蓄洪：蓄留一部分或全部洪水，枯水期供兴利部门用。
二、治涝
1、治涝的主要任务： 尽量阻止易涝地区以外的山洪、坡水等向本区汇集， 并防御外河、外湖洪水倒灌；健全排水系统，使能及 时排除设计暴雨范围内的雨水，并及时降低地下水位。
第三节 防洪与治涝
思考题：
1、防洪与治涝的主要任务是什么？ 2、如何区别分洪、蓄洪和滞洪？
第一章 水资源综合利用
主讲教师：赵雪花
第一节 概 述 “水是生命之源，生产之要，生态之基”
除水害：防洪、治 一、水利事业 涝 兴水利：水力发电、灌溉 事关人类生存、经济发展、社会进步，历
来是治国安邦的大事。
第一节 概 述
二、水资源综合利用 不同的兴利部门，对水资源的利用方式各不相
同。例如，灌溉、给水要耗水量，发电只利用
第二节 水力发电
三、河川水能资源的开发方式
开发原理： 集中水能 （一）坝式 （1）坝后式： 厂房在坝下游 侧，不承受坝 上游面的水压 力。（筑中、 高坝抬水）
引取流量
集中落差（抬高水位）
第二节 水力发电
坝后式
第二节 水力发电
（2）河床式： 厂房作为挡水建筑物一部分，承受坝 上游侧的水压力。（筑低坝或水闸）
第二节 水力发电
全国各地区水能资源蕴储量及可能开发量统计表
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划是指对水资源的合理利用和水能的开发利用进行规划和管理的过程。它是为了解决水资源紧缺和能源供应不足等问题，实现可持续发展的目标而制定的一系列措施和方案。水利水能规划涉及到多个方面，包括水资源调查评价、水资源开发利用、水环境保护、水能开发利用等内容。
一、水资源调查评价
水资源调查评价是水利水能规划的基础工作。通过对水资源的调查和评价，可以了解水资源的分布、总量、质量等情况，为后续的规划工作提供数据支持。在水资源调查评价中，需要考虑的因素包括地形地貌、气候条件、降水量、地下水资源等。
二、水资源开发利用
水资源开发利用是水利水能规划的核心内容。根据水资源的分布和需求情况，制定合理的水资源开发利用方案。这包括水库建设、水源地保护、水资源调度等措施。水库建设可以解决水资源的蓄水和供水问题，提供稳定的水源供应。水源地保护是为了保护水源地的生态环境，防止水源地受到污染。水资源调度则是根据不同地区的水资源供需情况，合理安排水资源的利用。
三、水环境保护
水环境保护是水利水能规划的重要内容。随着工业化和城市化的发展，水环境污染日益严重，给水资源的开发利用带来了很大的挑战。因此，在水利水能规划中需要制定相应的措施，加强水环境保护工作。这包括加强水污染治理、推广清洁生产技术、提高水资源利用效率等方面。
四、水能开发利用
水能开发利用是水利水能规划的重要内容之一。水能是一种清洁、可再生的能源，具有巨大的潜力。通过水能的开发利用，可以减少对传统能源的依赖，降低能源消耗和碳排放。水能开发利用包括水电站建设、潮汐能开发、波浪能开发等。在水能开发利用中，需要考虑的因素包括水能资源的分布、水能开发技术、环境影响评价等。
水能资源的开发
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电站的输出电力系指发电机定子端线送出的出力和发电量’水电站从天然水能到生产电
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由此便可得出河段单位出力 !J 的分布线! 水能蕴藏图给出了一条河流水能特性的全貌!从图上可以清楚地看出任一河段的蕴 藏水能量"河流总水能"单位出力大的河段等!单位出力大的河段水能较集中#往往是优 先研究和开发的河段!水能蕴藏图是我们研究河流开发的基本资料!
水资源综合利用的原则是按照国家对环境保护$社会经济可持续发展战略方针!充分 合理地开发利用国家的水资源!来满足社会各部门对水的需求!又不能对未来的开发利用 能力构成危害!在环境$生态保护符合国家规定的条件下!获取最大社会经济和环境综合 效益"为此!应力争做到%一库多用&$%一水多用&$%一物多能&等"例如#水库防洪与兴利 库容的结合使用’一定的水量先用于发电或航运(它们只利用水能或浮力而不耗水)!再用 于灌溉或工业和居民给水(它们用水且耗水)’同一水工建筑物要有多种功能!如泄水底孔 (或隧洞)兼有泄洪$下游供水$放空水库和施工导流等多种作用"因此!综合利用不是简 单地相加!而是有机地结合!综合满足多方面的需要"
水利发电站水能资源综合开发利用方案
水利发电站水能资源综合开发利用方案
随着社会经济的发展和人口的增加，对能源的需求也越来越大。水
能作为可再生能源之一，在能源发展中具有广泛的应用前景。为了更
好地利用水能资源，水利发电站的建设和管理变得尤为重要。本文将
提出水利发电站水能资源综合开发利用方案，旨在发挥水能的最大潜力，实现可持续发展。
一、水利发电站的概述
水利发电站是利用水能进行发电的设施，其核心是通过水轮机将水
能转化为机械能，再经发电机转化为电能。水利发电站分为大型、中
型和小型，根据水电站的规模和水能资源的条件选择不同的发电方式
和设备。
二、水能资源的特点
1.丰富的资源
水能是一种广泛的再生能源，以水库、河流等形式存在于自然界中。世界上大部分地区都拥有丰富的水能资源，可进行开发和利用。
2.持续稳定性
相比其他可再生能源如风能、太阳能等，水能具有持续稳定的特点。水流量受气候影响较小，能够提供稳定的发电能力，满足电网的需求。
3.可调节性
水能可以通过调节水流量实现发电功率的调节。在高峰时段增加水
流量，低谷时段减少水流量，以满足不同时间段的用电需求。
三、水能资源综合开发利用方案
1.大型水能开发
大型水利发电站在水能资源充沛的河流上建设，利用大坝调节来水量，形成一个水库，再通过水轮机将水能转化为机械能。这种方式适
用于水资源较为丰富的地区，能够提供大量的电能，满足国家电网的
需求。
2.小型水能开发
小型水利发电站适用于水能资源较小的地区。利用河流的一段水流，通过悬挂式水轮机或压气式水轮机进行发电。这种方式不需要建设大
型水坝，对环境的影响较小，适合用于农村地区或偏远山区的电网建设。
水利水能规划
第一章 水资源的综合利用(multipurpose utilization) 第一节 概 述 一、水资源综合利用的重要性
与水资源关系密切的主要部门有： 与水资源关系密切的主要部门有： 水力发电 灌溉 兴水利 航运 给水等 防洪 除水害 治涝
二、主要用水部门的用水特点 1. 水力发电 —— 只利用水并不消耗水量。 只利用水并不消耗水量。 2. 灌溉 灌溉—— 消耗大量水量，用水年内变化大， 消耗大量水量，用水年内变化大， 有季节性。 有季节性。 3. 航运 航运—— 不耗水量，要求有一定的水深。 不耗水量，要求有一定的水深。 4. 给水 给水—— 用水较均匀。 用水较均匀。 5. 防洪 防洪—— 要求水库蓄水，以调节径流。 要求水库蓄水，以调节径流。
1977年 联合国向全世界发出警告： 1977年 ， 联合国向全世界发出警告 ： “ 水 不久将成为一项严重的社会危机， 不久将成为一项严重的社会危机 ，石油危机之 后的下一次危机便是水” 1997年 后的下一次危机便是水 ” 。 1997 年 6 月 ， 联合 国发布的《世界淡水资源综合评价报告》指出： 国发布的《世界淡水资源综合评价报告》指出： 目前， 目前 ，世界许多地方的淡水资源利用都不是可 持续的， 世界1 的人口生活在中度缺水和严 持续的 ， 世界 1/3 的人口生活在 中度缺水和严 重缺水的地区 如果不采取果断措施，2025年 的地区， 重缺水的地区，如果不采取果断措施， 2025年 全球另外2 的人口也将有可能面临这种局面， 全球另外 2/3 的人口也将有可能面临这种局面 ， 并将危害经济、农业、生态环境，造成公共卫 并将危害经济、 农业、 生态环境， 生和粮食供应危机。 生和粮食供应危机。
西北农林《水利水能规划》课后习题
《水利水能规划》课后习题
第一章水资源的开发利用作业
1、什么是水资源的综合利用和可持续利用？
2、水力发电的原理是什么？试推求水流出力基本公式。
3、河川水能资源的基本开发方式有哪几种？有何特点？
4、防洪的工程措施和非工程措施有哪些？
5、与水资源相关的水利部门有哪些？简述其用水特点。如何解决各水利部门之间的矛盾？
第二章水库兴利调节计算作业
1.水库特征水位和特征库容有哪些，其含义是什么？
2.设计保证率的涵义是什么？有哪几种表示方法？
3.水库兴利调节计算的基本原理是什么？
4.调节流量、兴利库容及设计保证率三者之间的关系怎样？
5.水库运用过程如下图。试就下列三种情况，确定兴利库容。单位: 108m3
(1 ) W1 = 1O, W2=3 , W3=6 , W4=2, W5=W6=0, V n=
(2)wι=10, W2=5, W3=4, W4=5,W5=W6=6, V n=
(3)wι=15, W2=7, w3=8, w4=9,W5=3, W6=8, V n=
6.某水库一周之内的来、用水过程如表1所示，为满足用水过程，最
小需多大的周调节库容，并求出各时段末水库兴利库容蓄水量。(单位：108 m3)
表1 某水库一周之内的来、用水过程
星期星期星期星期星期星期星期时段
—•二三四五0来水量30302015102510
用水量20202020202020
7.某年调节水库设计代表年(P=75%)的各月来水量和综合用水量如表2。计算的该年各月蒸发损失增量(水面蒸发与陆面蒸发差值)也列于表2,该水库区地质和水文地质条件属中等，渗漏损失以月平均蓄水量的1%计。根据库区地形图量得水库面积曲线如表3。根据泥沙淤积要求确定的该水库死库容为IOXIOZr?。试求该水库的兴利库容和正常蓄水位。
《水利水能规划》课程教学大纲.doc
《水利水能规划》课程教学大纲
四年制本科《土木工程专业》适用(30学时1.5学分)
—、本课程的性质和任务
本课程是土木工程专业的专业选修课。
本课程的主要任务是：让学生掌握水文方面的一些基本知识，了解有关的水文和水能计算的方法和内容，掌握水能资源开发利用的基本理论，以及部分水工建筑物及水电站建筑物的结构特点、布置要求、有关的设备布置要求及运行要求等，为以后从事规划、设计、水电站管理以及有关的科学研究工作打下一定的专业基础。
二、本课程的基本要求
1、对能力培养的要求
(1)了解水资源舲利用的原则和社会沁，水能资源的开发強，河流的舲利用咖；
(2)了解水库的一些主要特性，保证率和保证代表期，径流调节的作用及分类等；
(3)掌握水能计算的基本方法、水电站的保证出力和多年平均发电量的计算方法；
(4)了解水电站经济运行的基本内容和计算方法；
(5)了解水电站水利枢纽的组成建筑物及各建筑物的作用、特点及运行要求等；
(6)了解水电站厂房的基本类型，厂房内部主要设备布置、安装及运行要求，厂房内附属设备的组成及布置要求，厂房内部的结构布置要求及结构尺寸的确定。
2、本课程的重点和难点
(1)河川径流的基本水文概念及水文计算方法；
(2)水能计算的任务和基本方法水电站的经济评价及主要参数的选择；
(3)水电站经济运行的基本内容和水库调度；
3、选修课程及基本要求
本课程的先修课程为《水力学》、《系统工程》、《工程经济》等，同时为《水轮机调节》、《水电站建筑物》等课程奠定基础。
三、课程内容
1、教学基本内容
绪论
第一章水能资源的综合利用
水利水能规划
水利水能规划
一、引言
水利水能规划是指对水资源的开发利用和水能的开发利用进行科学规划，以实现水资源的合理配置和水能的高效利用。水利水能规划的编制对于保障水资源的可持续利用，推动水能的清洁高效利用，促进经济社会可持续发展具有重要意义。
二、规划目标
1. 水资源合理配置目标
确保水资源的合理配置，满足农业、工业、生活用水等各个领域的需求，提高水资源的利用效率，保障人民群众的生活用水安全。
2. 水能开发利用目标
推动水能的清洁高效利用，提高水能的开发利用效率，增加清洁能源的供给，减少对传统能源的依赖，实现能源结构的转型升级。
3. 水利工程安全目标
确保水利工程的安全运行，防止水灾、旱灾等自然灾害的发生，保护人民群众的生命财产安全。
三、规划内容
1. 水资源调查评价
通过对全国范围内水资源的调查评价，了解各地水资源的分布和利用状况，为水资源的合理配置提供科学依据。
2. 水资源保护与治理
制定水资源保护与治理措施，加强水资源的保护，减少水资源的污染和浪费，
提高水资源的利用效率。
3. 水能开发利用规划
根据水能资源的分布和利用潜力，制定水能开发利用规划，推动水能的清洁高
效利用，提高水能的开发利用效率。
4. 水利工程建设规划
结合水资源调查评价和水能开发利用规划，制定水利工程建设规划，包括水库、水电站、灌溉工程等，以满足各个领域的需求。
5. 水利工程管理与维护
建立健全水利工程管理与维护体系，加强对水利工程的管理和维护，确保水利
工程的安全运行，防止水灾、旱灾等自然灾害的发生。
四、规划实施
1. 法律法规支持
制定相关的法律法规，明确水利水能规划的编制、实施和监督管理的职责和权限，为规划实施提供法律保障。
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划是指在国家和地方的水资源管理中，为了合理利用和保护水能资源，制定的一项综合性规划。水能资源是指自然界中的水资源，包括各类水体，如江河湖泊、地下水、冰雪等。水能资源具有广阔的开发潜力，在国家经济和社会发展中起着重要的作用。水利水能规划的目标是为了实现对水能资源的最大化开发利用，同时保护和修复水生态环境，提高水资源的可持续利用能力。
水利水能规划应具备以下内容：
1.水能资源综合利用规划。要综合考虑水能的地理分布、水量、水质等因素，制定合理的水能开发利用方案。可以根据不同地区的实际情况，确定开展水库蓄能、水电站建设、水利灌溉等多种形式的水能开发利用项目。
2.水生态环境保护规划。要保护水生态环境，保护水生态系统，实现可持续发展。可以制定水域保护红线，划定水生态保护区，禁止污染水体和破坏水生态环境的活动。
3.水能资源调度规划。根据水能资源的季节性和地域性分布特点，制定水资源调度规划。要合理安排水资源的调度，使得不同地区和不同季节的水能资源得到最优化的利用。
4.水能科技创新规划。加强水能科技创新，提高水能开发利用
的技术水平。可以加强水利工程建设、智能水能测控技术、水能利用设备研发等方面的科技创新，推动水能开发利用的创新
发展。
5.水能管理与监测规划。建立完善的水能管理与监测体系，加
强对水能资源的监测与评估。可以建立水能资源监测站网络，实时监测水能资源的变化情况，并根据实际情况调整水能规划。
6.水能宣传教育规划。加强对水能资源的宣传教育，提高公众
的水能意识。可以开展水能科普宣传活动，引导公众节约用水，增强对水利水能规划的支持和参与。
水能规划复习重点
第一章水资源综合利用
1、水力发电的基本原理及计算公式：
水力发电就是利用天然水能生产电能的水利部门。水流在重力作用下不断向下游运动，其重力势能会转化为动能来发电。
水流出力：单位时间内的水能 N1-2=9.81QH1-2（kw）
某一河段蕴藏的水能资源：E1-2=N1-2·T（kw·h）8P
2、河川水能资源的估算：
利用水流出力的累加值估算某一河流的水能资源量见9P表1-1
3、集中水能的方式：
集中水能的方法：集中落差、引取流量
水电站集中水能的方式有坝式，引水式，混合式同“4”
4、水资源的开发方式：
坝式：坝后式、河床式；引水式：有压引水式、无压引水式；混合式
5、水源的获得方案：
水源主要有：1、蓄洪补贴 2、引取水量较丰的河湖水 3、汲取地下水
为了配合以上水源，需要修建相应工程：1、蓄水工程 2、自流灌溉引水渠首工程 3、提水灌溉工程 4、渠系 5、长藤结瓜水利系统
6、各种灌溉方法及其优缺点：
地面灌溉：优点：投资省，技术简单；缺点：用水量大，容易引起地表土壤板结；
地下灌溉：优点：土壤湿润均匀，避免板结，节约用水量；缺点：资金及田间工程量大；
喷灌：优点：可以灵活掌握洒水量，降低灌水定额，省水、增产；缺点：投资高，需要消耗劳动力，灌水质量受风速影响大；
滴灌：优点：省水、省工、省地、省肥；缺点：投资高，滴头容易堵塞
7、灌溉制度：
某种作物在全生育期内规定的灌水次数、灌水时间、灌水定额、灌溉定额。其中，灌水定额指某一次灌水时每亩田的用水量；灌溉定额是指全生育期历次灌水定额之和。
8、灌溉用水量的计算：见P16
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
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 2
2.水量损失：蒸发、渗漏、弃水 Q =Q 毛-ΔQ
3.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=η
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划是指对水资源的合理利用和水能的开发利用进行规划和管理的工作。水利水能规划的目标是实现水资源的可持续利用，提高水资源利用效率，保障人民群众的生活用水和农业灌溉用水，促进经济社会的可持续发展。
一、水利水能规划的背景和意义
随着人口的增长和经济的发展，对水资源的需求不断增加，水资源的供需矛盾
日益突出。同时，水能作为一种清洁、可再生的能源，对于实现能源结构的优化和环境保护具有重要意义。因此，制定科学合理的水利水能规划，对于保障水资源的可持续利用和推动能源转型具有重要意义。
二、水利水能规划的原则和内容
1. 综合考虑：水利水能规划应综合考虑水资源的供需状况、经济社会发展需求、生态环境保护等因素，确保规划的科学性和可行性。
2. 保护优先：水利水能规划应以生态环境保护为前提，优先保护生态系统的完
整性和稳定性，确保水资源的可持续利用。
3. 节约优先：水利水能规划应倡导节约用水和能源的理念，提高资源利用效率，减少浪费，实现可持续发展。
4. 综合利用：水利水能规划应充分发挥水资源的综合利用效益，通过水能开发、水资源调配等方式，提高水资源的综合效益。
5. 公平合理：水利水能规划应坚持公平合理原则，合理配置水资源，确保各类
用水需求的满足，并兼顾不同区域和不同行业的利益。
6. 风险防控：水利水能规划应对水灾、旱灾等自然灾害和水污染等人为因素进
行风险评估和防控措施，保障水资源的安全。
水利水能规划的内容包括以下几个方面：
1. 水资源评价和调查：对水资源的数量、质量、分布等进行评价和调查，了解
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6 213
46
23.0 2250
118
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
29.5 7650
128
40.0 15300 153
10000 17650 32950
10
全国各地区水能资源蕴藏量及可能开发量统计表
理论 占全国 可能 占全国 地 区 蕴藏量 比重 开发量 比重
（万kW） （%） （万kW） （%）
备注
西南 西北 中南 东北 华东 华北
兴水利
灌溉 航运
给水等
除水害 防洪 治涝
“一水多用，一库多用”
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，称水资源 的综合利用。
2
二、主要用水部门的用水特点
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。
2g
0
E1-2=γ·W·H1-2（牛顿·米）
＝γ·Q·t·H1-2=9807Q·t·H1-2
功率 出力(output) N
1 P1 Z1
V1
Δ Δ
2 P2 Z2 H1-2
V2
1 2
河段的潜在水能
N1-2=
E1-2 T
g
=
WH T
1-
2
=γQH1-2
(牛顿·米/秒)
1千瓦=1000牛顿·米/秒，
Nγ1=-21=090.801×Q9H.81-12N（/千m瓦3 ）——水流出力计算公式
11
三、河川水能资源的开发方式
（一）坝式(dam hydropower station)
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。
2. 坝式水电站的分类： 坝后式 ——厂房布置在坝的后面 河床式 ——厂房成为挡水建筑物一部分 蓄水式 ——形成水库来集中水能，水电 站能进行径流调节。 径流式 ——不形成水库供径流调节，水电 站只能引取天然流量发电。
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。
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。
（2）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。
9
表1-1 某河水能资源蕴藏量计算示例
断面 序号
高程 Z(m)
落差 间距
断面处 流量
河段平 均流量
河段水 流出力
单位长度 水流出力
12
有回水
湖北丹江口、浙江新安江水电站属于坝后式
13
万家寨坝后式水电站
坝后厂房
河床式电站
湖北葛洲坝、浙江富春江水电站属于河床式
15
3. 坝式开发的特点： ① 水头相对较小； ② 一般能形成蓄水库，电站引用流量大， 综合利用效益高； ③ 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。
A 8.0~8.5 ， 中型水电站（N=2.5~25万千瓦） 6.0~8.0 ， 小型水电站（N＜2.5万千瓦）
7
水电站能量转换原理
8
二、河川水能资源蕴藏量的估算和我国水能资源概况
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。
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。
第一章 水资源的综合利用
1.1 概述 1.2 水力发电 1.3 防洪与治涝 1.4 灌溉 1.6 水利水能规划的主要内容 1.7 各水利部门间的矛盾及其协调
1
第一章 水资源的综合利用(multipurpose utilization)
第一节 概 述
概念
一、水资源综合利用的重要性
水力发电
3
第二节 水 力 发 电
（hydroelectricity generation）
一、水力发电的基本原理
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
1P1 Z1 V1
Δ Δ
2 P2 Z2
V2
断面1-1处水流的总能量为:
1 河段的潜2在水能
5
Δ Δ
A Z上 ΔHA ΔH引
1. 水量损失
2. 水头损失
H净=Z上－Z下－ΔH引
3. 功率损失
Q
水电站效率η=η水×η传×η电
η水——水轮机的效率
η传——传动设备的效率 η电——发电机的效率
N=9.81ηQH （kw）
水电站的出力公式为：N=9.81ηQ电 H净（kw）
H净 Z下
B
6
水电站的出力公式为：N=9.81ηQ电 H净（kw） 令A=9.81η A——出力系数 水电站出力计算公式可表示为： N= A Q电 H净（千瓦） 8.5 ， 大型水电站（装机N＞25万千瓦）
全国 总计
47331 8418 6408 1213 3005 1230
67605
70.0 12.5 9.5 1.8 4.4 1.8
100.0
23234 4194 6744 1199 1790 692
37853
67.8 9.9 按发电量 15.5 计算占全 2.0 国比重 3.6 1.2
100.0
缺台湾省资 料
E1=γ
W
(Z1
+
P1 γ
+
a
1V12 2g
)
断面2-2处水流的总能量为:E2 =
γ
W
(Z2
+
P2 γ
+
a
2V22 2g
)
E1—2 =
E1 - E2 = γ
W (Z1 - Z2 +
P1 γ
P2
+
a 1V12 - a 2V22
) 2g
4
Z1-Z2 =H1-2
P1 - P2
γ 0
a 1V12 - a 2V22
水流出力 累积值
H(m)
L(m)
Qi(m3/s)
Q0(m3/s)
N0(kW)
N0/L （kW/km)
∑N0(kW)
1 350
0
2 315 35 129 16 3 288 27 34 21
8.0 2750
21
18.5 5000
147
2750 7750
4 278 10 19
25
26 60
5 252
34
39 100
16
（二）引水式(diversion hydropower station)
1. 概念：沿河修建引水道，以使原河段的落差集中到 引水道末厂房处，从而获得水电站的水头，所引取的 平均流量为河段首处的平均流量。