水资源规划及利用(2)

1. 概述 2. 水力发电 3. 防洪与治涝
4. 灌溉 5. 其他水利部门
6. 水利部门间的矛盾及其协调
7. 本节总结
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第一节 概述
水资源是一种特殊的资源，它对于人类 的生存和发展是一种不可替代的物质。因此， 我们在水资源开发利用的过程中，要注意水 资源综合利用和水资源的可持续利用。
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水能公式推导：
1
P1
v1
2
P2
W
v2
H1-2
Z2
O1
2
O
1.取O-O为基准面 2. 在河道上取1-1断面和2-2断面
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单位重量水体在断面1-1处水能：
H1=
α1v12 2g
+
Z1 +
p1 γ
单位重量水体在断面2-2处水能：
H2=
α2v22 2g
+
Z2 +
p2 γ
流经两断面单位重量水体消耗水能：
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水资源利用（water resources utilization）：是指通过水资源 开发为各类用户提供符合质量要求的地表水和地下水可用水源以 及各个用户使用水的过程。
水资源利用分类：
按利用方式 ： 河道内用水
水力发电 渔业 航运 水上娱乐 生态用水
河道外用水
农业用水 工业用水 城市生活用水 植被生态用水
水电站出力为：
N水 = AQH (kw)，A＝6.5～8.5 11
二、河川水能资源的基本开发方式
水能公式：E1- 2 = γQtH1- 2 (J ) = 9.81QTH1- 2 (kwh)
由于落差是单位重量水体的位能，而河道中流过的水 体重量又与河段平均流量成正比。
集中落差
集 中 水 能 方 式
引取流量
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水资源开发利用
水资源综合利用
从功能和用途方面考虑综
合利用
一
水
多Байду номын сангаас
单项工程的综合利用
用
，
一
从地域方面考虑应讲求综
库
合利用
多
用
提高水资源重复利用率
水资源可持续利用
支
持
水资源的供需平衡
人
类
社
会
水资源的合理配置
经
济
可 持
水资源的节约和保护
续
发
展
水资源的动态平衡
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一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上，为避免大量淹没，建低坝或闸。 适用水头：大中型：25米以下，小型：8~10米以下。 厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂房也有抗滑稳定问题； 厂房高度取决于水头的高低。 引用流量大、水头低。 主要包括：挡水坝、泄水坝、厂房、船闸、鱼道等。 注：厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征。
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都江堰水利枢纽工程
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第二节 水力发电
一、水力发电的基本原理
定义：水力发电是利用天然水能（资源）生产电能的水利部门。
水力发电的任务：利用被无益消耗掉的水能生产电能 。
水力发电要遵守的原理:能量守恒原理，即水的机械能（位能、 动能）与转换成的电能平衡（包括损耗）。
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河床式水电站平面图
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河床式水电站： power station in river channel
福建省峡阳水电站
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第一章 水资源的综合利用
沈阳农业大学 水资源规划及利用课程组
水是一切生命体不可缺少的基础物质。由于 水资源的多种用途，同时水资源是有限的，这 就使用水部门发生用水冲突。
本章对水资源的利用及各用水部门用水途径进行 介绍，分析用水部门之间的矛盾及协调的问题 。
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本章主要内容：
涡轮机，被 流水推动而 转动
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（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。
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按用水消耗状况分 消耗性用水
消耗性用水是指水的状态 或水质方面发生的变化， 水不能再被人们所使用
非消耗性用水 按用途分
农业 工业 生活 水力发电 航运 生态
非消耗性用水是指其水性 质的变化通常不致妨碍它
以后被重新利用
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发电
航运
水产
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H1- 2 =（Z1 -
Z2）+
p1 γ
p2 +
α1v12 - α2v22 2g
消耗掉的水能近似值：
H1- 2 = Z1 - Z2
当水体重量为 Qt时消耗掉的水能为：
E1- 2 = γQtH1- 2 (J ) = 9.81QTH1- 2 (kwh)
水流出力为：
N1- 2 =
E1- 2 = T
9.81QH1- 2 (kw)
饮水 旅游
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三峡水利枢纽工程
长江三峡水利枢纽工程，是迄今 为止国内最大的建设项目，在长江 上兴建三峡水利枢纽工程，兴防洪、 发电、航运、调水等诸多之利，促 进长江流域的经济发展。
都江堰水利工程由创建时的鱼嘴分水堤、飞 沙堰溢洪道、宝瓶口引水口三大主体工程和 百丈堤、人字堤等附属工程构成。科学地解 决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流 量等问题，消除了水患。
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根据开发河段的自然条件不同，集中水能的方式主要有以下几类：
（一）坝式（抬水式）: 拦河筑坝或闸抬高开发河段水位，获得水电站水头。
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坝式取水的基本示意图
输电电线，将 电力传送到住 户或商厦
水坝，作储 水用 水门，将水 送至涡轮机 发电机，被 涡轮机推动 而发电
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坝后式水电站：power station at dam toe
坝后式水电站剖面图
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坝后式水电站： power station at dam toe
三门峡水电站
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三峡水电站
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河床式水电站： power station in river channel
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坝后式水电站：power station at dam toe
当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。 坝后式水电站一般修建在河流的中上游。 库容较大，调节性能好。 举世瞩目的三峡水电站就是坝后式水电站。
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