人类开发利用水能量资源(water energy resources)的历史,源远流长。人们对其内涵的认识,随着科技进步和历史的进程,在不断发展扩充。 当代水能资源开发利用的主要内容是水电能资源的开发利用,以致人们通常把水能资源(water power resources) 、水力资源(hydraulic power resources)、水电资源(hydroelectric power resources)作为同义词,不加区别。而实际上,水能资源包含着水热能资源,水力能资源,水电能资源,海水能资源等广泛的内容。 从历史看,在古代,人们已经开始直接利用天然温泉的水热能资源,建造浴池,沐浴治病健身。 在公元前的中国、埃及和印度,已出现利用湍急的河流、跌水、瀑布的水力能资源,建造水车、水磨和水碓等木制机械,进行提水灌溉、粮食加工,舂稻去壳的记载。 18世纪30年代,欧洲出现了水力站(hydraulic station),是集中开发利用水力资源,为面粉厂、棉纺厂和矿石开采等大型工业提供动力。现代出现的用水轮机直接驱动离心水泵,产生离心力提水,进行供水灌溉的水轮泵站,以及用水流产生水锤压力,形成高水压头直接进行提水灌溉的水锤泵站等。都是直接开发利用水的力能资源。 19世纪80年代,当电被发现后,根据电磁理论制造出发电机,建成把水力站的水力能转化为电能的水力发电站(hydroelectric power station),并输送电能到用户。使得水电能资源开发利用,进入了蓬勃发展时期。1878年法国建成世界上第一座水力发电站,装机25kW. 1912年中国的第一座水力发电站云南昆明石龙坝水电站发电,装机480kW。从20世纪30年代起,由于长距离输电技术的发展,可把边远地区开发的水电能资源,向城市及用电中心供电,使得水力发电有了迅速和巨大的发展。 现在水力发电工程技术已经成熟,已能在十分复杂的自然条件下,修建各种类型的水力发电工程和巨型水电站工程。1991年巴西建成的伊泰普水电站, 装机容量1 260万千瓦,单机容量70万千瓦。2003年中国建设的三峡水电站工程开始发电,装机容量1 820万千瓦。 进入21世纪,中国的水电能资源开发利用进入快速发展的黄金时期,水电能源建设成为我国现代化建设和国家可持续发展的重要内容之一,已经展现出令人鼓舞的美好前景,引起人们广泛的关注。本文的主要目的是简要介绍,水电能资源开发利用的基本原理、我国目前的发展和问题、开发前景的规划以及工程特性指标的情况。供从事、研究和关心我国水利水电工程开发建设的读者参考。也可作为大专院校水电工程概论课程的辅助读物。主要内容包括10章。 第1章介绍地球上的水循环,并形成水量资源、水电能资源的基本概念与特点;全球和我国的水量资源、水电能资源的蕴藏数量。 第2章介绍水电能资源开发利用的基本原理。河川径流的水文特征,河川径流量、径流过程线的计算公式与举例。水电能资源蕴藏量估算方法、计算举例。水电能资源开发的基本方式,无调节、日调节、年调节、多年调节水电站的径流调节计算及水电能(保证出力、多年平均年发电量、装机容量确定)的计算方法与举例。 第3章介绍我国水能资源普查研究的历程、普查的方法与成果。我国水电资源开发的十大水电能源基地建设规划及进一步发展为十二大水电能源基地建设规划的简要情况与装机容量指标。 第4章介绍世界上最大的三峡水电站工程特性、工程效益、建设的历史背景;三峡工程关键技术方案的选择、水电站建设重大科学技术问题及创新、三峡工程管理信息系统以及建设管理的系统工程技术。 第5章介绍黄河上游大型梯级水电能源基地开发建设的基本情况、开发前景与主要水电站:龙羊峡、李家峡、刘家峡、拉西瓦、大柳树等水电工程的简要情况;以及黄河中游大型梯级水电能源基地开发建设的基本情况与主要水电站:万家寨、碛口、古贤、三门峡、小浪底等水电工程的简要情况。 第6章介绍西南地区金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、红水河、澜沧江、长江上游等7个大型梯级水电能源基地开发建设的基本情况,怒江和雅鲁藏布江水电资源的基本情况与主要水电站:溪洛渡、白鹤滩、二滩、锦屏一级、两河口、瀑布沟、龚咀、洪家渡、乌江渡、构皮滩、龙滩、天生桥一级、天生桥二级、鲁布革、漫湾、小湾、糯扎渡、葛洲坝、隔河岩、高坝洲、水布垭等水电工程的简要情况。 第7章介绍抽水蓄能电站国内外开发情况,抽水蓄能电站的类型、基本工作原理、功用与效益,我国抽水蓄能电站的举例与发展前景展望。 第8章介绍农村小水电的概念、特点、资源分布、定义范围、国内外发展情况。农村电气化与小水电代燃料工程的意义、布局、重点和难点、效益效果估计、发展中出现的一些问题与发展前景展望;附录给出水利部文件《农村水电技术现代化指导意见》,供读者参考。 第9章简要介绍潮汐能资源、潮汐水电站的工作原理、类型与发展前景。以及其他海洋水能:波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能的利用原理与发展前景。 第10章简要叙述我国水电建设出现的问题及发展动向,全球气候变暖对我国水电能源开发的影响,2050年我国水电发展的预测研究成果,以及笔者对我国21世纪水电能源可持续发展战略研究的思考与探讨。 本文编写所用数据,取自参考文献中所列的正式颁布出版的书籍、以及长期工作在水利水电建设战线的工程技术专家、学者、教授和院士们的研究成果论文专著。在此,笔者向原文作者们致以诚挚的谢意!由于本文涉及我国许多大型水电能源基地的水电站规划情况和建设规模特征数据,它们在规划初期和实际建设时期,数据可能有较大的变化。本文在第3~6章中,一般是把原规划数值和近期在参考文献中搜集到的使用数据分别予以列出,以供研究比较。由于水电站工程数据繁多,它们可能随工程情况随时调整,请读者阅读研究时予以注意。文中错误之处,恳请读者批评指正! 本文在编写过程中得到水利水电与能源方面的学者、专家、院士和朋友们的支持与帮助,使文稿得以完成。笔者在此表示衷心的感谢。 张 超 2004年5月于清华园
本书是“21世纪可持续能源丛书”之一。中国水能资源蕴藏量居世界首位,水电能资源的开发利用是我国现代化建设和可持续发展的重要内容之一,21世纪初我国的水电建设进入快速发展时期。本书以大量翔实的规划资料和数据,系统简明介绍水能资源开发利用的基本概念与原理;水能资源普查与开发规划;三峡水电站、黄河上中游与西南地区大型水电能源基地的主要水电站、抽水蓄能电站、农村小水电以及潮汐水电站等的开发利用情况;并进一步探讨我国水电能源可持续发展战略等问题。本书可供从事、研究和关心我国水利水电建设与能源开发利用的工程技术人员、管理人员和有关读者阅读参考。也可供大专院校相关专业的师生阅读,作为水电工程概论课程的教学参考书。
第1章 水循环与水电能资源1 11 地球上的水循环1 111 水文循环1 112 水储量3 113 水更新3 114 水循环的结果4 115 水资源是一种经济自然资源5 116 可持续利用的水资源5 12 水量资源6 121 基本概念6 122 全球的水量资源7 123 水量资源时空分布不均匀性9 124 水量资源的利用9 13 水电能资源10 131 全球水电能资源10 132 水电能源的特性与我国水电能资源开发11 第2章 水电能资源利用原理14 21 水能计算基本方程14 22 河川径流的水文特征16 221 河川径流量指标16 222 径流过程线18 223 径流频率曲线18 23 水电能资源蕴藏量估算24 24 水电能资源开发的基本方式25 241 筑坝式开发25 242 引水式开发27 243 混合式开发29 244 梯级开发29 25 径流调节及水电能计算31 251 径流调节分类31 252 年调节水电站水能计算33 253 无调节水电站水能计算37 254 多年调节水电站水能计算38 第3章 我国水能资源普查及十二大水电能源 基地建设规划41 31 我国水能资源普查研究的历程41 311 建国前我国水能资源量的估算41 312 1950年新中国水能资源量第1次统计42 313 1955年第2次水能资源量统计42 314 1958年水能资源量普查补充修正43 315 1980年第3次水能资源量普查统计44 316 我国水能资源经济可开发量估算46 32 我国水电开发的十大水电能源基地规划48 33 中国十二大水电能源基地规划50 331 南通道53 332 中通道54 333 北通道54 第4章 三峡水电站56 41 三峡水电站工程特性56 411 水文特征56 412 枢纽工程布置60 413 水电站工程62 414 大坝工程62 415 通航工程64 416 主要工程指标、工程量与工期64 42 三峡水电站工程效益69 421 防洪效益69 422 发电效益69 423 航运效益70 424 旅游效益70 425 环境效益70 426 其他效益71 43 三峡水电站建设的历史背景71 44 三峡工程关键技术方案的选择72 441 坝址选择72 442 水库蓄水位选择73 443 开发方式选择73 45 三峡水电站建设重大科学技术问题及创新73 451 三峡水轮发电机组应用技术73 452 电站压力管道和蜗壳外围混凝土衬砌技术75 453 船闸金属结构技术76 454 永久船闸高边坡施工技术77 455 大江截流施工技术78 456 二期围堰混凝土防渗墙施工技术78 457 大坝混凝土快速施工技术80 458 沥青混凝土心墙施工技术82 46 三峡建设系统工程管理技术82 461 业主管理技术83 462 招标管理技术84 463 合同管理技术84 464 质量控制管理技术85 465 施工监理技术87 466 工程投资控制技术87 47 三峡工程管理信息系统88 第5章 黄河上中游大型梯级水电站群开发90 51 黄河上游大型梯级水电能源基地91 511 基本情况91 512 主要水电站93 513 开发前景99 52 黄河中游梯级水电站群开发100 521 基本情况100 522 主要水电站101 第6章 西南地区大型梯级水电站群开发110 61 金沙江大型梯级水电能源基地110 611 基本情况110 612 主要水电站114 62 雅砻江大型梯级水电能源基地119 621 基本情况119 622 主要水电站122 63 大渡河大型梯级水电能源基地125 631 基本情况125 632 主要水电站127 64 乌江大型梯级水电能源基地130 641 基本情况130 642 主要水电站133 65 红水河大型梯级水电能源基地135 651 基本情况135 652 主要水电站138 66 澜沧江大型梯级水电能源基地144 661 基本情况144 662 主要水电站148 67 长江上游大型梯级水电能源基地151 671 基本情况151 672 主要水电站152 68 怒江和雅鲁藏布江水电能资源开发基本情况156 681 怒江水电能资源开发156 682 雅鲁藏布江水电能资源开发157 第7章 抽水蓄能电站开发161 71 抽水蓄能的基本概念161 711 电网负荷的峰谷差161 712 抽水蓄能的工作原理162 713 国外抽水蓄能电站的发展162 714 我国抽水蓄能电站的发展164 72 抽水蓄能电站的类型165 73 我国抽水蓄能电站的举例166 731 十三陵抽水蓄能电站166 732 天荒坪抽水蓄能电站166 74 抽水蓄能电站的功用与效益173 741 静态效益173 742 动态效益174 75 我国抽水蓄能电站建设的展望176 751 抽水蓄能电站经济性和收益方式的实现176 752 抽水蓄能电站的合理比例176 753 水电比重大的地区抽水蓄能电站的必要性177 754 我国抽水蓄能电站发展的前景178 第8章 农村小水电开发179 81 概述179 811 农村小水电的概念179 812 农村小水电特点179 813 小水电站工程选型的特点180 814 小水电站的机电设备的类型180 815 我国小水电资源的分布181 816 农村小水电的定义范围181 817 我国农村小水电的发展182 818 世界小水电的发展183 82 农村电气化与小水电代燃料工程184 821 农村电气化县的标准与成效184 822 农村电气化县的主要方针与作法186 823 农村小水电代燃料生态保护工程187 824 我国农村小水电近期发展的指标190 83 我国农村小水电发展中出现的一些问题与期望191 84 附录:农村水电技术现代化指导意见193 第9章 潮汐水电站与海洋水能利用200 91 潮汐水电站200 92 海洋水能资源利用208 第10章 我国水电能源可持续发展战略 研究及展望215 101 我国水电建设出现的问题及发展动向215 102 全球21世纪气候变暖对我国水电能源开发的影响218 103 我国2050年水电能源战略预测研究219 1031 我国2005年电力发展战略219 1032 2050年我国水电发展的预测220 104 我国2050年水电能源开发战略的思考与建议221 参考文献223
ISBN:7-5025-5875-6
语种:中文
开本:16
出版时间:2005-01-18
装帧:平装
页数:240