潮汐现象及应用论文分析

潮汐现象及应用

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应用物理一班

潮汐现象及应用论文

很久以前，人们就注意到了大海有节律的潮起潮落，并把这一现象称为潮汐。有一副著名的对联，“海水朝朝朝朝朝朝朝落，浮云长长长长长长长消”它利用中国汉字一字多音多义的特点，描绘了这一变幻多姿的景色，使人产生无限遐想！

一、潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，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。

凡是到过海边的人们，都会看到海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波逐澜，迅猛上涨，达到高潮；过后一些时间，上涨的海水又自行退去，留下一片沙滩，出现低潮。如此循环重复，永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。随着人们对潮汐现象的不断观察，对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在他著的《海潮图序》一书中说：“潮之涨落，海非增减，盖月之所临，则之往从之”。哲学家王充在《论衡》中写道：“涛之起也，随月盛衰。”指出了潮汐跟月亮有关系。直到17世纪80年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律之后，提出了潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸引力引起的假设，才科学地解释了产生潮汐的原因。

二、潮汐的分类

事实上潮汐有多种，就海洋潮汐而言，就有根据太阳、月亮、地球排列位置分的“大潮”和“小潮”；根据月球与地球距离分的“近地潮”和“远地潮”；根据引潮力方向分的“顺潮”和“对潮”。以

一昼夜高、低潮出现次数的不同又可分为以下几类：半日潮，是指一昼夜内出现两次高潮和两次低潮；全日潮，是指一昼夜内只有一次高潮和一次低潮；混合潮，是指一个月内有些日子出现两次高潮和两次低潮，有些日子出现一次高潮和一次低潮。所以潮汐现象不仅仅是一昼夜中海水的两涨两落现象。

三、潮汐的应用

潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动现象，它与人类的关系非常密切。人们已经在很多地方运用到潮汐，如海港工程，航运交通，军事活动，渔、盐、水产业，近海环境研究与污染治理，都与潮汐现象密切相关。尤其是，永不休止的海面垂直涨落运动蕴藏着极为巨大的能量，这一能量的开发利用也引起人们的兴趣。下面，主要对潮汐发电进行简单介绍：

潮汐发电的工作原理与常规水力发电的原理类似, 它是利用潮

水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。差别在于海水与河水不同, 蓄积的海水落差不大, 但流量较大, 并且呈间歇性, 从而潮

汐发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。具体地说, 就是在有条件的海湾或感潮河口建筑堤坝、闸门和厂房, 将海湾(或河口)与外海隔开围成水库, 并在闸坝内或发电站厂房内安装水轮发电机组。海洋潮位周期性的涨落过程曲线类似于正弦波。对水闸适当地进行启闭调节, 使水库内水位的变化滞后于海面的变化,水库水位与外海潮位就会形成一定的高度差(即工作水头),从而驱动水轮发电机组发电。从能量的角度来看,就是将海水的势能和动能,通过水轮发电

机组转化为电能的过程。由于潮水的流动方向是不断改变的, 因此就使得潮汐发电出现不同的类型, 即单库单向型、单库双向型和双库双向型3种。

单库单向型是只用一个水库，仅在涨潮(或落潮)时发电，因此又称为单水库单程式潮汐电站。我国浙江省温岭市沙山潮汐电站就是这种类型；单库双向型是用一个水库，但是涨潮与落潮时均可发电，只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电，这种电站又称之为单水库双程式潮汐电站，它大大提高了潮汐能的利用率。广东省东莞市的镇口潮汐电站及浙江省温岭市江厦潮汐电站，就是这种型式；双库双向型是用二个相邻的水库，使一个水库在涨潮时进水，另一个水库在落潮时放水，这样前一个水库的水位总比后一个水库的水位高，故前者称为上水库(高水位库)，后者称为下水库(低水位库)。水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内，两水库始终保持着水位差，故可以全天发电，当然这种成本就相对较高啦。

潮汐能发电的优点：

1．潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源。潮水每日涨落，周而复始，取之不尽，用之不竭。它完全可以发展成为沿海地区生活、生产和国防需要的重要补充能源。

2．它是一种相对稳定的可靠能源，很少受气候、水文等自然因素的影响，全年总发电量稳定，不存在丰、枯水年和丰、枯水期影响。

3．潮汐电站不需淹没大量农田构成水库，因此，不存在人口迁移、淹没农田等复杂问题。而且可用拦海大坝，促淤围垦大片海涂地，

把水产养殖、水利、海洋化工、交通运输结合起来，大搞综合利用。这对于人多地少、农田非常宝贵的沿海地区，更是个突出的优点。

4．潮汐电站不需筑高水坝，即使发生战争或地震等自然灾害，水坝受到破坏，也不至于对下游城市、农田、人民生命财产等造成严重灾害。

5．潮汐能开发一次能源和二次能源相结合，不用燃料，不受一次能源价格的影响，而且运行费用低，是一种经济能源。

但它也有不足之处，就是一次投资大、发电成本相对于其它的水电站较高。

四、发展前景：

潮汐发电，作为一种清洁能源，在大力发展海洋经济的今天，不仅得到政府部门的重视，更成为装备制造企业进军战略性新兴产业的新商机。潮汐能作为一种可再生能源，已成为"十二五"战略性新兴产业规划中新能源的重要组成部分。与风能和太阳能相比，潮汐能更为可靠，其发电量不会产生大的波动，而且不占用农田、不污染环境。并且随着着煤、石油、天然气等传统化石能源日益减少，能源短缺现象日益加重，潮汐能越来越受到重视，而且我国潮汐能资源丰富，长达18000多公里的大陆海岸线，北起鸭绿江口，南到北仑河口，加上5000多个岛屿的14000多公里海岸线，共约32000多公里的海岸线中蕴藏着丰富的潮汐能资源。据不完全统计，全国潮汐能蕴藏量为1.9亿千瓦，其中可供开发的约3850万千瓦，年发电量870亿千瓦时，大约相当于40多个新安江水电站，而我国开发的才是很少的一

部分。因此如何在经济发展的同时，又能抑制住矿物能源消耗的急剧增长，对我国将是严峻的考验。这也同样应该引起我们的深思！