水能的利用
水能的利用和发电原理
水能的利用和发电原理水能是一种重要的可再生能源，具有广泛的利用和发电潜力。
本文将探讨水能的利用方式和发电原理，并介绍一些相关的技术和项目。
一、水能利用方式1. 水力发电：水力发电是最常见和广泛利用水能的方式之一。
它利用水流或水头的动能驱动涡轮机，进而驱动发电机产生电能。
水力发电可以分为水轮机式发电、潮汐能发电、波浪能发电等不同类型。
2. 农田灌溉：水能还可以通过农田灌溉来实现利用。
将水引入农田，满足作物的生长需求，提高农业产量。
这样不仅能够提供粮食和其他农产品，还可以改善环境和水资源的管理。
3. 水力机械：水能也可以用于驱动各种机械设备，如水车、水泵等。
这些机械设备以水能为动力，实现一些生产或工业过程。
例如，在一些偏远地区，人们依然使用水车磨面粉或压榨油籽。
二、水力发电原理水力发电是利用水流或水头的动能转化为电能的过程。
其基本原理是通过水轮机将水流或水头的动能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能。
1. 水轮机：水轮机是水力发电的核心设备，它将水流的动能转化为旋转动能。
根据水轮机的类型，它可以采用不同的工作原理，如反应式水轮机、斜流水轮机和轴流水轮机等。
水轮机通常由水轮叶片、轴和机械装置组成。
2. 发电机：发电机是将水轮机的机械能转化为电能的装置。
它通过磁场与导线的相互作用，将机械能转化为电流。
常见的发电机有交流发电机和直流发电机，其原理和工作方式略有不同。
三、水能利用技术和项目1. 大坝和水库：大坝和水库是实现水利发电的重要设施。
它们通过拦截水流，形成水库蓄水，利用坝体高度差或水库蓄水的动能来驱动发电机发电。
例如，中国的三峡水库就是世界上最大的水力发电工程之一。
2. 潮汐发电：潮汐发电利用潮汐的周期性涨落来产生电能。
通过建设潮汐发电站，通过潮汐能将涨潮和落潮的能量转化为电能。
这种发电方式在世界各地的沿海地区得到了广泛的应用。
3. 波浪发电：波浪发电是利用海洋波浪的起伏运动来产生电能。
通过构建波浪发电装置，将波浪的运动转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能。
水能利用技术与应用
潮汐发电：利用潮 汐能发电，是一种 新型的水能利用方 式
波浪发电：利用海 浪的能量发电，具 有广阔的应用前景
水力发电技术
利用水流能量 转换为旋转机
械能
通过涡轮机将 旋转机械能转
换为电能
调节水流和涡 轮机的转速， 控制发电机的
输出功率
通过变压器将 电能输送到电 网，供用户使
用
坝式水电站：利用河道的天然落差和流量发电，坝体可调节水位，形成蓄 水库。
用。
市场需求：随着 社会对清洁能源 的需求不断增加， 潮汐能发电的市 场前景将更加广 阔，有望成为未 来能源的重要组
成部分。
国际合作：加强 国际合作，共同 推进潮汐能等海 洋能源的开发利 用，实现互利共
赢的局面。
波浪能利用技术
波浪能定义：波浪能是海洋能的一种，指海水在运动过程中所具有的动能、势能及压力能等 能量资源。
波浪能特点：具有可再生性、清洁环保、能量密度高、利用潜力大等优点。
波浪能利用技术：主要包括波浪能发电技术、波浪能淡化技术、波浪能养殖技术等。
波浪能应用领域：广泛应用于海洋能源开发、海洋环境保护、海洋工程等领域。
波浪能发电的原理：利用波浪的起伏运动，将波浪能转化为机械能，再通过机械能转化 为电能。
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汇报人：
技术创新：随着科技的不断进步，波浪能发电技术将得到进一步优化和提 升，提高发电效率和稳定性。
政策支持：政府对可再生能源的支持力度不断加大，将为波浪能发电技术 的发展提供更多的政策保障和资金支持。
市场需求：随着全球能源结构的转型和环保意识的提高，对可再生能源的 需求不断增加，波浪能发电的市场前景广阔。
应用场景：水电站、潮汐能发电、波浪能发电等
案例分析：三峡水电站、白鹤滩水电站等 优势与挑战：可再生能源、清洁能源、资源丰富等；对环境的影响、建设 成本高等
水能利用的几种主要形式
水能利用的几种主要形式
水能利用的几种主要形式包括：水力发电、灌溉农业、饮用水供应、航运运输、水上娱乐和观光旅游等。
水力发电利用水流能量转化
为电能，为人类的能源供应做出了重要贡献。
灌溉农业利用水资源进
行农作物的灌溉，提高农业生产效率。
饮用水供应则是将水资源进行
净化、处理、输送，为人类的日常生活提供安全的饮用水。
航运运输
则是利用水路进行货物和人员运输，实现跨越大洋的对接。
水上娱乐
和观光旅游利用水上便捷的交通、美丽的景色和丰富的水上活动项目，为人们提供了多样化的休闲和娱乐方式。
新能源与水能的利用
新能源与水能的利用新能源与水能的利用在当今社会中变得越来越重要。
随着传统能源的不断消耗和环境问题的日益严重，我们亟需寻找可替代的能源来源。
新能源以其清洁、可再生的特点受到广泛关注，而水能作为一种重要的新能源形式，也逐渐成为人们关注的焦点。
本文将探讨新能源与水能利用的现状、优势及其在未来发展的前景。
一、新能源的利用现状随着科技的进步和环境意识的增强，新能源的利用正得到越来越广泛的应用。
太阳能、风能、生物能等新能源形式被广泛探索和研究，其在发电、供热、交通等方面的应用逐渐普及。
例如，太阳能电池的利用不断增长，已经成为一种重要的清洁能源形式。
风能也得到了充分利用，许多国家在海上建设风力发电站，以增加能源产量。
此外，生物能的开发也在不断推进，生物质能源被广泛用于取暖、发电和生产燃料等方面。
二、水能的利用现状及其优势水能是指利用水流、潮汐、波浪等水动能源进行发电的能源形式。
水能作为一种可再生能源，具有许多优势。
首先，水能资源广泛，不受地域限制。
全球范围内有大量的湖泊、河流、瀑布等水源可以利用，有效地改善了能源供应的稳定性。
其次，水能发电过程中无排放物质，不会对环境造成污染，是一种绿色清洁能源。
此外，水能发电成本相对较低，且具备巨大潜力，可以为经济发展提供可靠的能源支撑。
三、新能源与水能的协同利用新能源与水能具有协同发展的潜力。
它们之间存在互补性，可以相互支持，共同满足能源需求。
例如，太阳能与水能结合可以实现太阳能光伏发电和太阳能热发电，增强了能源转化效率。
同时，太阳能热能可以用来加热水源，提高水能的发电效率。
此外，风能与水能也可以相互结合，通过建设潮流和波浪发电站，实现风能和水能的双重利用。
这种协同利用的方式将大大提高能源利用效率，促进可持续能源的发展。
四、新能源与水能的发展前景新能源与水能的利用前景十分广阔。
随着全球对环境问题的关注不断增强，各国纷纷加大对新能源的研究和开发。
同时，水能作为一种潜力巨大的能源形式，也受到越来越多国家的重视和投资。
水能资源的开发利用
§1-1 水能资源的综合利用
一、水资源综合利用的原则
水资源综合利用原则是按照国家对环境保护、社会ห้องสมุดไป่ตู้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。
浙江新安江水电站 P=66.25万KW 一
贵州乌江渡水电站 P=63万KW 一
4、坝内式
当坝的高度和宽度都 较大或河谷狭窄洪水 又很大时，往往将厂 房布置在坝内。
优点：可以节约投 资和缩短引水管道。
图2-6 坝内式水电站示意图 一
湖南风滩水电站 P=40万KW 一
小结1
1. 坝式开发的显著优点是由于形成蓄水库,可用以调节流量。 2. 坝式水电站因有蓄水库，综合利用效益高。 3. 坝式水电站一般投资大，工期长，单价高。 4. 坝式开发适合于河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条 件的河段。
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
§1-2 水力发电
2、水力发电的基本方程式
E12
E1
E2
W (Z1
p1
1v12
2g
)
W
(
Z
2
p2
2v22 )
2g
水能的利用及发展
四、水能资源的开发方式及水电站的
基本类型
（一）水能资源的开发方式 （二）水电站的基本类型
（三）水电站的组成建筑物
（一）水能资源的开发方式 1. 坝 式 开 发 2. 引 水 式 开 发 3. 混 合 式 开 发 4. 潮 汐 水 能 开 发
1. 坝式开发
定义： 在河流峡谷处，拦河筑坝，坝前雍 水，在坝址处集中落差形成水头，此水 能开发方式称为坝式开发。
厂房，尾水渠。
（如右图）
（2）有压引水式电站
引水建筑物是有压的：压力引水隧洞或管道 主要组成建筑物：
低坝，引水隧洞，
调压室，压力水管，
厂房，尾水渠。 （如右图）
3. 混合式水电站实物图
北京下马岭引水电站
4. 潮汐水电站实物图
世界最大的潮汐电站——法国朗斯电站
5. 抽水蓄能电站
建筑物组成包括：
在原电力工业部主持下，经过数次规划，于1989
年形成了现在的十二大水电基地，如下图。
三、水力发电的基本原理及其特点
(一）水力发电的基本原理
水轮机+水轮发电机＝水轮发电机组（机组）
（二）发电量计算
水电站的发电量E是指水电站在一定
时段内发出的电能总量，单位为kW· h。 较短的时段(日、月）： E N *T 较长的时段（季、年），发电量由各
特点：
（1）水头相对较高，目前最大水头已达2030m （2）引用流量较小，规模较小。最大达几十万kW。 （3）没有水库调节径流，水量利用率较低，综合
利用价值较差。
（4）无水库淹没损失，工程量较小，单位造价较低。 类型： 无压引水式：引水道是无压的 有压引水式：引水道是有压的
（如图）
适用： 适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。
第一章 水能资源的开发利用课件
浙江江厦水电站
世界最大的潮汐电站: 法国朗斯电站，装机容量24万千瓦。
小结5
电站内装有可逆式机组, 大都是 可逆贯流式机组。涨潮、 落潮两个方向均可发电, 减少了停机 时间。但是, 这种潮汐 电站的发电过程仍然是断续的, 要其 它电站与之配合, 才能
六、抽水蓄能式(tidal energy type)
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。
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、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。
NkQ(H kW )
2-1 河段的潜在水能
水电站的发电量
E 1 2 9 .8Q 1 1 2 ( H 3 T6 ) 0 0 .00 0 W 1 2 2 (k H 7 h w )
E 1 2 0 .00W 2(7 k H h w )
水电站的发电量E是指水电站在一定时段内发 出的电能总量, 单位为kW·h。
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。
水能利用实例
水能利用的优点
1．水力是可以再生的能源，能年复一年地循环使用，而 水力是可以再生的能源，能年复一年地循环使用， 可以再生的能源 煤碳、石油、天然气都是消耗性的能源，逐年开采， 煤碳、石油、天然气都是消耗性的能源，逐年开采，剩余 的越来越少，甚至完全枯竭。 的越来越少，甚至完全枯竭。 水能用的是不花钱的燃料，发电成本低，积累多， 2．水能用的是不花钱的燃料，发电成本低，积累多，投 资回收快，大中型水电站一般3 年就可收回全部投资。 资回收快，大中型水电站一般3～5年就可收回全部投资。 水能没有污染 是一种干净的能源。 没有污染， 3．水能没有污染，是一种干净的能源。 水电站一般都有防洪启溉、航运、养殖、美化环境、 4．水电站一般都有防洪启溉、航运、养殖、美化环境、 综合经济效益。 旅游等综合经济效益 旅游等综合经济效益。 操作、管理人员少，一般不到火电的三分之一人员。 5．操作、管理人员少，一般不到火电的三分之一人员。 运营成本低，效率高，可按需供电； 6．运营成本低，效率高，可按需供电； 控制洪水泛滥，提供灌溉用水，改善河流航动。 7．控制洪水泛滥，提供灌溉用水，改善河流航动。
金沙江干流水电
金沙江干流分为上、 金沙江干流分为上、中、下三段，共规划20个梯级，总 下三段，共规划20个梯级， 20个梯级 装机容量7274万kW，其中四川资源量为2758万kW。 装机容量7274万kW，其中四川资源量为2758万kW。 7274 2758
雅砻江干流水电
雅砻江干流共规划21级开发方案，总装机容量2856万kW。 雅砻江干流共规划21级开发方案，总装机容量2856万kW。 21级开发方案 2856
本组观点
水电开发，功在当代，利在千秋。 ——贾彬彬 水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉， 保 护水源，节约用水 。 ——陆会达 中国在水能利用方面已有重大突破，充分利用 水能资源，确实能最大限度的弥补中国能源结构的 的不足！ ——卢洋 作为可再生清洁能源，应当充分合理利用水能。 ——赵斌
水能利用之ppt粘贴党整理版
年径流量：在一个水文年内，通过河流某一断面的水量。
设计年径流量：相应于某一设计频率的年径流量。
设计洪水：在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护服的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水叫做设计洪水。
水资源：可以利用或有可能被利用的水源。
水资源的综合利用：不同的兴利部门，对水资源的利用方式各不相同，这就有可能也有必要使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天统筹解决。
水资源综合利用的原则：资源综合利用的原则：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。
与水资源密切相关的主要国民经济部门：防洪治涝、水力发电、灌溉。
水力发电特点：利用水能，不消耗水量，筑坝或引水集中落差，可调节流量，拦蓄洪水。
灌溉特点：消耗水量大，季节性和多年差别大。
如何解决各用水部门之间的矛盾：应统筹兼顾、“先用后耗”，力争“一水多用、一库多利”。
防洪的主要任务：按照规定的防洪标准，因地制宜的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，保证安全度讯。
防洪采用的工程措施：水土保持、筑堤防洪与防汛抢险、疏浚与整治河道和分洪、滞洪与蓄洪等。
开发利用水能的方式：集中落差和引用流量。
一般有坝式、引水式、混合式、潮汐式、抽水蓄能式。
坝式特点：坝越高，水头越大。
缺点：受地形、地址、水库淹没和工程投资等条件限制。
优点：建坝形成水库，可调节流量，故引用流量大，规模大，水能利用较充分，综合利用效益高，可解决防洪和兴利的矛盾。
适用条件：河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条件的河段。
引水式引水结构：进水口+引水道+压力管道+尾水道。
无压引水式——水头较小，规模不大。
流量可能受限。
有压引水式——水头较高，引用流量较小，综合利用价值较小，淹没损失小。
水的能源利用
水的能源利用水是一种重要的资源，除了供应生活用水之外，它还具有潜在的能源利用价值。
随着能源需求的增加和环境问题的日益严峻，水的能源利用成为了一个备受关注的话题。
在本文中，我们将探讨水的能源利用的各种方式以及其潜在的影响。
一、水力发电水力发电是一种常见且广泛利用水资源的方式。
通过利用水流的动能，水力发电厂将水流转化为电能。
这种清洁且可再生的能源形式对环境影响较小，并且在能源供应方面持久稳定。
水力发电不仅可以提供电力供应，还可以用于农业灌溉和城市供水系统。
二、潮汐能潮汐能是一种利用海洋潮汐运动产生能量的方式。
潮汐能通过将潮汐动能转化为电力，实现了海洋资源的可持续利用。
潮汐能的利用对环境的影响较小，且有稳定的可预测性。
潮汐能的开发需要特定地理条件，但随着技术的进步，潮汐能发电已经成为一种具有潜力的清洁能源。
三、海洋温差能海洋温差能是一种利用海洋温度差异产生能量的方式。
通过利用海面上部分水体的温度和深海水的温度差，可以实现不间断的能源供应。
海洋温差能的开发还处于起步阶段，但其潜在的能源储量巨大。
海洋温差能的利用对环境影响较小，但开发过程中需要考虑环境保护和生态平衡。
四、水热能水热能是一种利用地下水热资源产生能量的方式。
通过开采地下热水和蒸汽，可以实现热能和电能的转化。
水热能具有高效利用地热资源的特点，并且对环境影响较小。
水热能在地热地区已经得到广泛应用，但需要注意保护地下水资源和管理热水排放。
五、废水能源利用废水能源利用是指将废水中的能量转化为有用的能源形式。
通过采用适当的技术，废水中的热能、压力能或化学能可以被回收和利用。
废水能源利用对于降低能源消耗和减少废水排放具有重要意义。
此外，废水能源利用还可以促进废水处理的可持续发展。
总结：水的能源利用是一种重要的发展方向，可以为能源供应提供可持续、清洁的解决方案。
水力发电、潮汐能、海洋温差能、水热能和废水能源利用是几种常见的利用水资源的方式。
这些方式不仅具有较低的环境影响，还能够帮助应对能源需求和环境问题。
水能利用整理
水体：存在于大气中的水汽,地面上的江河、湖沼、海洋、冰川和地下水等。
水文：泛指自然界中水体的分布、运动和变化规律，以及水体与环境的相互作用等规律。
河源：河流开始的地方，可以是溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊等。
上游：直接连着河源，在河流的上段，它的特征是落差大，水流急，下切力量强，河谷狭，流量小，河流中经常出现急滩和瀑布。
中游：一般特点是河道比降变缓，河床比较稳定，下切力量减弱而旁蚀力量增强，因此河槽逐渐拓宽和曲折。
下游：河谷宽，纵断面比降和流速都很小，河道中淤积作用较显著，河曲发育。
河口：河流的终点，也是河流流入海洋、湖泊或其它河流的处所。
河口处泥沙淤积严重。
河长:自河源沿干流至河口的距离。
河床横断面：垂直于平均流向或主流方向的平面。
河床纵断面：河流中线或溪线的剖面。
落差：任意河段两端的高差△h。
河床纵比降J：单位河长的落差J=△h/L分水线：河网四周最高点的连线。
分水线有地面、地下之分。
流域：汇集地面水和地下水的区域称为流域,也就是分水线包围的区域闭合流域：当地面分水线与地下分水线相重合不闭合流域：地面分水线与地下分水线不重合的流域。
流域面积：流域分水线包围区域的平面投影面积称为流域面积，也称集水面积.。
径流：是指降水所形成的,沿着流域地面和地下向河川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。
地面径流（地表径流）:沿着地面流动的水流。
地下径流:沿土壤岩石孔隙流动的水流。
河川径流：汇集到河流后,在重力作用下沿河床流动的水流。
流量：单位时间内流过江河某一横断面的水量，单位m3/s径流总量：径流量W指时段T内通过河流某一断面的总水量。
径流深Y：将径流总量平铺在整个流域面积上所得的水层深度Y，单位mm，Y=QT/1000F。
径流模数M：单位面积上所产生的流量。
M=1000Q/F，单位L/(s.km2)径流系数：某一时段的径流深Y与相应时段内流域平均降雨深度X之比值称为径流系数,记为ɑ。
水资源：可以利用或有可能被利用的水源，具有足够的数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用水资源特点：流动性、可再生性、多用途性（农业生产用水、工业生产用水、城镇居民生活用水、水力发电用水、船筏水运用水、水产养殖用水、水利环境保护等）公共性、利害两重性。
水能资源的开发与利用概述
水能资源的开发与利用概述随着现代社会经济的发展和水利科学技术的进步，人类对于水能资源开发利用的程度越来越高，调配水资源、利用水能、开发水利的强度越来越大。
水能是一种可再生资源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。
广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。
是常规能源,一次能源。
水能资源最显著的特点是可再生、无污染。
开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济发展，改善能源消费结构，缓和由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染具有重要意义，因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。
从水能利用的角度看,水能利用是一项巨大的系统工程，是和水资源的综合利用联系在一起的。
水资源的利用就是要充分合理地利用江河水域的地上和地下水源，以获得最高的综合效益。
水能利用是一项系统工程，其任务是根据国民经济发展的需要和水资源条件，在河流规划和电力系统规划的基础上，拟订出最优的水心愿利用方案。
而河流规划的主要任务是通过对河流自然条件、流域社会经济情况的勘察、探测和分析研究，提出河流的水电开发方案。
因此,我们也可看到水力发电在水能利用中的重要作用。
水力发电是将水能直接转换成电能。
水力发电的基本原理就是利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动，将水能转变为机械能，如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能。
水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。
就我国具体情况而言,我国河流众多，径流丰沛、落差巨大，蕴藏着非常丰富的水能资源。
据统计，中国河流水能资源蕴藏量6.76亿kW，年发电量59200亿kWh；可能开发水能资源的装机容量3.78亿kW，年发电量19200亿kWh。
不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，中国在世界各国中均居第一位。
我国水能蕴藏量居世界第一，可能开发量居世界首位，但以国土面积平均，每平方公里的可能开发容量，我国仅居世界第11位，瑞士居第一。
水能利用第三版教学设计
水能利用第三版教学设计一、教学目标本节课旨在使学生了解水能的概念，认识水能的利用方式，并能运用所学知识解决与水能利用相关的问题。
具体目标如下：1.学生能够描述水能的来源和工作原理；2.学生能够列举水能的利用方式；3.学生能够分析水能利用的适用条件和不足之处；4.学生能够应用所学知识设计水能利用方案，解决实际问题。
二、教学内容1. 水能的概念和来源•水能的定义；•水能的来源；•瀑布和水轮发电的原理。
2. 水能的利用方式•水轮发电；•水电站发电；•海水淡化；•农田灌溉；•污水处理。
3. 水能利用的适用条件和不足之处•适用条件；•不足之处。
4. 水能利用方案设计•确定利用目的；•分析局限性和适用性；•设计水能利用方案；•实施方案并测试效果。
三、教学方法本课程主要采用讲授、案例分析和小组讨论相结合的方式，其中具体方法如下：1.讲授法：通过PPT及实物演示介绍水能的基本概念和利用方式，引导学生初步认识水能；2.案例分析法：结合实际案例，分析和讨论水能利用的局限性和适用性，培养学生的实际解决问题的能力；3.小组讨论法：将学生分成小组，给予不同的水能利用问题，让学生在小组内协作讨论，提出解决方案并向全班汇报。
四、教学评价本次课程的评价主要分为两部分：1.学生表现评价：主要评价学生参与度、表现和表达能力；2.课程效果评价：主要评价学生对于水能利用的认识和理解程度，以及学生的解决问题的能力。
五、教学资源1.PPT教学课件；2.实物模型；3.案例分析。
六、总结本节课以水能利用为主题，旨在让学生了解水能的概念，认识水能的利用方式，并能运用所学知识解决与水能利用相关的问题。
通过讲授、案例分析和小组讨论相结合的方式，使学生在实践中提高解决问题的能力，达到了预期的教学效果。
水能资源的综合利用与存在问题
水能资源的综合利用与存在问题开发利用好丰富的水能资源，对于满足能源需求，优化能源结构，减少温室气体排放和促进社会可持续发展具有重要意义。
水电站是我国经济发展到一个特定时期的产物，它为经济落后地区注入了新的经济活力，解决本地区生产生活用电困难，促进地区经济发展.标签：水能资源;水电站;河流;移民随着现代社会经济的发展和水利科学的技术进步，人类对于水能资源的开发利用程度越来越高，调配水资源，利用水能、开发利用水资源更是受到各级政府重视。
从水能的利用角度看，水能利用是一项巨大复杂的工程，是和水资源的综合利用息息相关的。
水资源的利用就是要充分利用江河流域的地上和地下资源，以获得最高的综合效益。
水能利用是一项系统工程，其任务是根据国民经济发展的需要和水资源条件，在河流规划和电力系统的规划的基础上，拟定出最佳方案。
而河流规划的主要任务是通过对河流自然条件、流域社会经济情况的勘测、探测、和分析研究，提出河流的水电开发方案。
因此，我们可以看到水力电力发电在水能利用中的重要作用。
水能资源简而言之就是指水体的动能、势能和压力能等能量资源的总和。
是自由流动的天然河流的出力和能量，称之为河流潜在的水能资源，或叫水力资源。
狭义的水能资源指河流的水能资源。
广义的水能资源包括河流水能、海流能、潮汐水能、波浪能等能量资源;在自然状态下，水能资源的能量消耗于克服水流的阻力，冲刷河床、海岸、运送泥沙与漂浮物等。
20世纪90年代初，河流水能是人类大规模利用的水能资源;潮汐水能也得到了较成功的利用;波浪能和海流能资源则正在进行开发研究。
水能资源最显著的的特点是可再生、无污染。
开发水能对河流的的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济，改善消费结构缓和由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染具有重要意义。
因此，如今世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先位置。
人类利用水能的历史悠久，但早期仅将水能转化为机械能，直到高压输电技术发展、水力交流发电机发明后，水能才被大规模开发利用。
水能利用原理
水能利用原理
水能利用原理就是利用水的流动能量来实现各种形式的能量转化和利用。
水流动的能量主要通过水的重力势能和动能来实现。
在自然界中，水源通过重力作用从高处向低处流动，这个过程中释放出的能量可以被捕捉和利用。
最常见的水能利用方式是水力发电。
水力发电利用水的流动能量驱动涡轮机转动，再通过发电机将机械能转化为电能。
这种方式既可以利用高位能水，如水库水库的储能差，也可以利用河流中本身的水流能量，如水电站。
除了发电之外，水能还可以用于泵水和供水系统。
通过利用水的流动能量，可以将地下水或水源从低处提升到高处，实现持续供水。
这在农田灌溉、城市供水等方面有着重要的应用。
此外，水能还可以通过水力蓄能实现能量储存。
水力蓄能主要利用电动机将电能转化为水的动能，将水抬升到高处蓄积能量，待需要时再通过涡轮机将水流下来，驱动发电机产生电能。
总的来说，水能利用原理是通过捕捉和利用水流动的重力势能和动能，实现能量转化和利用的过程。
这种利用方式广泛应用于水力发电、泵水供水、水力蓄能等领域，具有重要的经济和环境意义。
水能资源的开发与利用
水能资源的开发与利用水是地球上最宝贵的资源之一，它不仅是生命之源，也是支撑人类社会发展的重要能源。
水能资源的开发与利用一直是全球关注的焦点，不仅涉及到环境保护和可持续发展等方面的问题，更直接关系到国家经济的发展和民生福祉。
本文将从多个角度探讨水能资源的开发与利用，以期为相关研究和实践提供参考。
1. 水能资源的分布及特点水能资源是指在水文循环过程中由太阳能而形成的水体储藏量和流动量。
按储量来看，我国水能资源非常丰富，拥有丰富的水资源储备。
根据统计数据显示，中国年均水资源总量为28334亿立方米，其中地表水资源占总量的74%，地下水和冰雪储水量约为26%。
另外，我国山水之间的地形悬殊较大，地势高的地区水能资源储备更丰富。
水能资源的分布不均衡，南方地区水能丰富，北方水资源比较紧张。
西部地区水资源丰富，但开发利用程度较低。
2. 水能资源的开发现状目前，我国水能资源的开发利用中，主要以水电开发为主，水电是清洁能源的代表之一，占据我国能源结构中的重要地位。
据统计数据显示，2000年至2019年我国水电发电量从8354亿千瓦时增加至15341亿千瓦时，发电总量逐年增长，水电发电量在我国能源结构中所占比重也在逐年提高。
水电发电效益不仅使我国电力供应能力得以提升，同时也有助于减少空气污染，保护生态环境等。
水电开发利用在我国虽然比较成熟，但也存在一些问题，如工程建设过程中可能对生态环境造成一定影响。
3. 水能资源的多元化利用随着科技的发展和社会的进步，水能资源的利用方式也在不断创新和多元化。
传统的水电开发方式之外，还有多种可持续的水能利用途径，如潮汐能、波浪能、海洋热能等。
这些新兴的水能利用技术在一定程度上能够弥补传统水电开发的不足，并且有望成为未来水能资源开发的重要方向。
潮汐能作为新兴的可再生能源，具有资源丰富、稳定可预测等优势，已经在一些发达国家得到推广应用，为我国水能资源的多元化利用提供了借鉴。
4. 水能资源的开发与生态环境保护水能资源的开发利用需要与生态环境保护相结合，确保在开发利用的过程中尽量减少对环境的影响。
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水能的利用水能开发利用的历史也相当悠久。
早在古代，我国劳动人民就发明了“水磨”、“水碾”。
现代广泛采用的水力发电是人类对水能利用的高级阶段。
水能是一种廉价的能源资源，而且还是干净的能源。
水能的开发利用一直受到世界各国的重视，将它放在优先开发的地位。
一、世界上某些国家水能资源的开发情况——美国水电装机容量居世界第一位据1992年1月1日统计，美国已开发和未开发的常规水电站共7261座，装机容量共计14670万千瓦，年发电量5294亿千瓦时。
另外，已开发和已调查的抽水蓄能电站有87处，共4750万千瓦。
常规水电站和抽水蓄能电站合计可开发水电装机容量19420万千瓦。
1992年初统计，已建常规水电站2304座，共计装机7349万千瓦，年发电量3066亿千瓦时，分别占可开发数的50％和58％；已建抽水蓄能电站38座（其中18座为混合式，20座为纯抽水蓄能）共1810万千瓦。
常规水电站和抽水蓄能电站合计2324座，共9159万千瓦。
已建100万千瓦以上大型常规水电站10座，大型抽水蓄能电站7座，合计17座共3110万千瓦，占总装机容量的34％。
已建3万千瓦以下的小水电站2007座，共823万千瓦，占总装机的9％。
在能源危机以后，1984～1992年新建了686座小水电站。
正在建设中的常规水电站130万千瓦，抽水蓄能电站97.5万千瓦。
预计，到2000年常规水电可达8020万千瓦，抽水蓄能电站2110万千瓦，合计10130万千瓦。
二、加拿大水电比重占全国总装机容量的一半以上。
至1991年底，加拿大已建水电站6027万千瓦，占全国电力总装机容量10542万千瓦的57.2％；1991年水电发电量3053亿千瓦时，占总发电量4930亿千瓦时的61.9％。
加拿大的水电装机容量虽比美国和前苏联少，居世界第三位，但水电年发电量居世界首位，水电装机年利用小时数5066小时，设备利用率较高，因其水电站同时担负电力系统的基荷和峰荷。
加拿大全国可开发水电装机容量16280万千瓦，1991年已开发37％；经济可开发水能资源5930万千瓦，现利用率达51.5％。
加拿大全国12个省（区）中，魁北克省和不列颠哥伦比亚省的可开发水电装机容量分别为6812万千瓦和2739万千瓦，共计9551万千瓦，占全国的58.7％。
已开发水电站也主要在这两个省，1991年底魁北克省已建水电站2809万千瓦，水电比重93.9％；不列颠哥伦比亚省已建水电站1085万千瓦，水电比重86.9％。
两省共有水电站3894万千瓦，占全国水电装机容量的64.6％。
三、巴西水电装机容量居世界第四位。
巴西1991年水电装机容量为4608万千瓦，水电发电量2490亿千瓦时，占全国总发电量的比重达95％。
巴西的水电装机容量居世界第四位，仅次于美国、前苏联和加拿大；水电年发电量已超过前苏联，居世界第三位。
巴西的理论水能蕴藏量为30204亿千瓦时/年；经济可开发水能资源11169亿千瓦时/年，仅次于我国，居世界第二位。
1991年已建水电站对其经济可开发水能资源的利用率为22.3％。
巴西首先开发离经济发达地区较近的巴拉那河流域，30年来在各支流和干流上游已陆续建成10万千瓦以上大型水电站30座，共计装机容量2669万千瓦。
最近在巴拉那河中游与巴拉圭边境共建的伊泰普水电站，装机容量1260万千瓦，年发电量710亿千瓦时，是当今世界上已建的最大水电站，总投资达234亿美元，为开工时估价31亿美元的7.5倍。
巴西的水电建设，很注意水库蓄洪补枯，如巴拉那河上游干支流已建水库的调节库容有1075亿立方米，加上伊泰普水库的190亿立方米，共计1265亿立方米，相当于年径流量2860亿立方米的44％，调节性能很好。
四、挪威能源消费中水电占一半。
挪威的终端能源消费中，水电占50％，石油产品占37％，煤和焦炭占8％，木材和造纸废物占5％。
挪威现有电力装机容量2700万千瓦，其中99％是水电，仅有1％即27万千瓦的工厂备用火电机组。
年发电量中99.6％为水电。
挪威按人口平均年用电量达24700千瓦时，比美国还高出一倍多。
挪威水电建设的最大特点，是在高山上利用原有湖泊或建高坝形成大水库，利用它调节洪枯径流，在其下游建高水头水电站。
水库调蓄电能达768亿千瓦时，相当于全国年发电量1083亿千瓦时的71％，可以进行很好的多年调节，在水电比重高达99％情况下，不论丰枯水季都能满足用户用电要求。
另一特点是在山区所建水电站，地下厂房很多。
全国大小水电站约600座中，有200座的发电厂房设在地下，开挖隧洞总长度达3000公里。
工程较艰巨，但较经济，工期较短。
挪威的水电站，国有的占29.1％，市镇所有的占51.5％，工厂自备和私营的占19.4％。
所有水电站都自愿联入地区电网。
纵贯全国南北长达1700公里的全国电网，将中部的国有水电站与南方和北方的地区电网相连，进行统一调度。
国家电力局所建输电设施占90％。
挪威的电网还与邻国相联，相互补充，出入相抵输出较多。
挪威水能资源的理论蕴藏量为5000亿千瓦时/年，技术可开发1700亿千瓦时/年，经济可开发1250亿千瓦时/年。
现已开发1083亿千瓦时/年，还有一定资源可供开发。
目前主要对早期所建老水电站进行现代化改造，扩建或重建。
五、日本有78％水能资源得到利用。
1991年底，日本水电装机容量3912万千瓦，其中常规水电2091万千瓦，抽水蓄能1821万千瓦。
常规水电年发电量892亿千瓦时，占经济可开发水能资源1143亿千瓦时的78％。
日本所建大型水电站（单站装机大于25万千瓦）包括常规水电和抽水蓄能电站共30座，合计装机1878万千瓦，占全部水电装机的48％。
其中已建大型抽水蓄能电站24座，共装机1684万千瓦，最大的是新高濑川电站，为128万千瓦。
日本所建中小型水电站比较多，共有1700多座，合计2034万千瓦，占水电装机的52％。
正在建设的常规水电站55座，共175万千瓦，都是中小型水电站。
在建的抽水蓄能电站8座，共548万千瓦。
调查研究中的抽水蓄能电站有44处，共可装机3.29亿千瓦。
当前准备兴建的葛野川抽水蓄能电站，利用水头714米，安装4台单机容量为40万千瓦的可逆式抽水蓄能机组，将是日本水头最高、装机容量和单机容量最大的水电站。
计划到2000年水电装机将达4450万千瓦，其中常规水电2150万千瓦，抽水蓄能2300万千瓦，2010年的水电装机拟达5170万千瓦，其中常规水电2500万千瓦，抽水蓄能2670万千瓦。
计划中两个10年的水电装机平均年增长率分别为1.6％和1.5％。
独联体水电建设近况。
1992年底，独联体共有水电装机容量6436万千瓦，其中俄罗斯4257万千瓦。
1992年独联体水电年发电量共2254亿千瓦时，其中俄罗斯1670亿千瓦时，塔吉克140亿千瓦时，乌克兰110亿千瓦时，格鲁吉亚100亿千瓦时，其他诸共和国分别为几十亿千瓦时或几亿千瓦时。
俄罗斯联邦、乌克兰共和国、立陶宛共和国、塔吉克共和国、吉尔吉斯共和国、格鲁吉亚共和国等均有一些规模不等的在建工程。
六、中国水能资源居世界第一位。
我国的水能资源理论蕴藏量有6.78亿千瓦，年发电量5.92万亿千瓦时，居世界第一位，有美好的开发前景。
到1991年，我国已开发水电装机容量3788万千瓦，年发电量1248亿千瓦时，占经济可开发水电发电量的9.9％。
预计，2000年我国水电总装机容量可达9000万千瓦；2000～2020年再增加9000万千瓦，到2020年累计达1.8亿千瓦；2020～2050年再开发1.1亿千瓦，将我国经济可开发水能资源全部开发出来，达到2.9亿千瓦。
到那时，我国的水电发电量将雄居世界首位。
我国水电开发采取大、中、小并举的方针，重点开发黄河上游、长江中下游和红水河、澜沧江等。
目前在建的规模达100万千瓦以上的有二滩、岩滩、李家峡、澋湾、五强溪等10座水电站，总规模达2000万千瓦以上。
1993年在国家压缩基建规模对投资结构进行宏观调控的情况下，天荒坪抽水蓄能电站（180万千瓦）和松江河梯级电站（51万千瓦）列为正式开工项目。
1994年电力部建议新开工的项目有8项（在广西红水河的龙滩、百龙滩，云南澜沧江，广东广州，吉林松花江丰满，湖北清江高坝洲，甘肃黄河小峡，安徽淠河响洪旬），共计装机容量778.4万千瓦。
此外，还有4项（在湖南沅江凌津滩，福建汀江棉花滩，贵州乌江大冲河洪家渡，四川大渡河支流南桠河）涉及外资（亚洲开发银行）的工程项目。
青海省还采取多方集资，走股份化道路来开发黄河上游水电资源。
日前，“尼直康”有限责任公司在西宁召开发起人会议。
将由国家能源投资公司、中国华水水电开发总公司黄河水电工程公司、西北电力集团、西北勘测设计院和青海省共同投资23.3亿元，建设“尼直康”三座（即尼那、直岗拉卡、康扬）中型水电站就是一例。
合计装机容量47万千瓦，年发电量20.5亿千瓦时。
黄河上游龙（羊峡）、青（铜峡）段，据西北勘测设计研究院1993年补充规划梯级水电站24～25座，总装机容量1608万千瓦，年发电量588亿千瓦时。
其中已建龙羊峡（128万千瓦）、刘家峡（116万千瓦，拟增容至130万千瓦）、盐锅峡（39.6万千瓦）、八盘峡（18万千瓦，拟扩建至25.2万千瓦）、青铜峡（27.2万千瓦）等5级；在建李家峡（200万千瓦，计划1995年开始发电）。
最近，国家能源投资公司，甘肃省与加拿大合作开发大峡（32.5万千瓦）、小峡（23万千瓦）、乌金峡（15万千瓦），再加上青海拟集资开发“尼直康”3座，合计12座水电站，总装机容量达667万千瓦，年发电量267亿千瓦时，占黄河上游梯级规划发电能力的41％和45％。
黄河上游洪枯调节良好的梯级水电站，在西北电网中发挥了重大作用。
长江三峡工程是跨世纪的特大型水利、水电工程，具有防洪、发电、航运、供水及发展旅游的综合效益。
三峡工程共安装单机容量68万千瓦的机组26台，总装机容量1768万千瓦，年发电量840亿千瓦时，相当于6.5个已建成的葛洲坝水电站（271.5万千瓦），或相当于每年节省5000万吨火电用煤，还可节省1600公里运输线路。
与相同的燃煤火电站相比，每年可少排放1亿多吨二氧化碳、200万吨二氧化硫、37万吨氮氧化物，以及大量废渣、废水。
三峡工程将于2008年全部建成，届时将分别向华东和华中输送600万～800万千瓦电力，它对于这两个地区能源平衡将起到重要作用。
这两个地区是我国经济发达地区，随着经济的高速发展，对电力要求也迅速增长，三峡工程的建成在开发长江经济带中将起巨大的推动作用。
三峡水电工程建成之后，华东电网与华中电网实行联合运行，有巨大的错峰效益。
因为华东、华中两电网最大负荷出现有季节的差异，华东电网的最大负荷出现在每年的6～8月，而华中电网的最大负荷出现在11～12月。