2023年水资源开发方式及水电站基本类型.docx

水资源开发方式及水电站根本类型 　 水资源开发方式及水电站的根本类型 　一、水能资源开发方式 　（一）坝式开发 　在河流峡谷处，拦河筑坝，坝前壅水，在坝址处集中落差形成水头。 　优点：筑坝形成水库，可调节流量，电站引用流量大，电站规模也大， 　水能利用程度充分； 　缺点：水头受坝高限制，坝工程量大，形成水库会造成库区淹没，投 　资大，工期长。 　适用：河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条件的河段。 　（二）引水式开发 　在河流坡降较陡的河段上游，通过人工建造的引水道引水到河段下游 　集中落差，再经压力管道，引水至厂房。 　优点：形成水头较高，无水库，不会造成淹没，工程量小，单位造价 　较低； 　缺点：水量利用率及综合利用价值较低，装机规模相对前者较小。 　适用：河道坡降较大、流量较小的山区河段。 　（三）混合式开发 　同时采用坝和引水道共同集中落差形成水头的开发方式。 　（四）潮汐水能开发 　利用海洋涨、落潮形成的水位差引海水发电的方式。 　二、水电站的根本类型 　按水头大小：可分为高水头、中水头和低水头水电站。中国通常称水 　头大于70m为高水头水电站，低于30m为低水头水电站，30～70m为 　中水头水电站。 　按装机容量大小：可分为大型、中型和小型水电站。75万kW以上： 　为大(1)型；75万～25万kW为大(2)型；25万～2.5万kW为中型； 　2.5万～0.05万kw为小(1)型；小于0.05万kW为小(2)型。但统计 　上常将1.2万kW以下作为小水电站。 　按开发方式：可分为坝式水电站、引水式水电站和混合式水电站三种 　根本类型。 　(一)、坝式水电站 　用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。 　1、坝后式水电站 　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，因为河流中上游一般为山区 　峡谷地段，允许有一定程度的淹没，故可建高坝，此时集中的水头较 　大，库容较大，调节性能好。 　图1-4坝后式水电站示意图1-5万家寨水电站 　举世瞩目的三峡水电站也是坝后式水电站，其装机容量为2240万 　KW。 　图1-6三峡水电站 　2、河床式电站 　一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上，为防止大量淹没，建 　低坝或闸。厂房和坝（闸）一起建在河床上，厂房本身承受上游水压 　力，成为挡水建筑物的一局部。引用流量大、水头低，水轮机多采用 　钢筋混凝土蜗壳。适用水头：大中型：25米以下，小型：8～10米以 　下。 　图1-7河床式水电站 　图1-8富春江河床式电站 　图1-9葛州坝水电站 　(二)、引水式水电站 　用引水道集中水头的电站称为引水式水电站。 　1、无压引水电站 　引水建筑物是无压的：明渠、无压隧洞等。 　图1-10无压引水式水电站 　2.有压引水式电站 　引水建筑物是有压的：压力隧洞(pressuretunnel)。 　主要建筑物：低坝，有压隧洞，调压室，压力水管，厂房，尾水渠。 　图1-11有压引水式水电站 　（三）、混合式电站 　水电站的水头一局部由坝集中，一局部由引水建筑物集中。 　(四)、潮汐电站 　潮汐：潮汐现象是海水因受日月引力而产生的周期性升降运动，即海 　水的潮涨潮落。 　潮汐发电原理：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。 　图1-12潮汐发电原理 　(五)、抽水蓄能电站 　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； 　放水发电：系统负荷高时，将上库的水放下来推动水轮发电机组(水 　轮机+发电机)发电，以补充系统中电能的缺乏。 　图1-13抽水蓄能电站示意图 　图1-14黑麋峰抽水蓄能电站 　五、水电站的组成建筑物 　（一）挡水建筑物 　截断水流，集中落差，形成水库的拦河坝、闸或河床式厂房等水工建 　筑物，如重力坝、拱坝、土石坝、拦河闸等。 　（二）泄水建筑物 　宣泄洪水或放空水库的建筑物，如溢洪道、溢流坝、放水底孔等。 　（三）进水建筑物 　从河道或水库中取水的建筑物，如有压、无压进水口。 　（四）引水建筑物 　集中河道落差形成水头和输送发电所需水量的建筑物，如渠道、隧洞、 　压力管道等。 　（五）平水建筑物 　水电站负荷发生变化时，用以平稳引水建筑物中流量和压力的建筑物， 　如调压室、压力前池等。 　（六）厂房枢纽建筑物 　主要指水电站的主、副厂房、变压器场、高压开关站、交通线路及尾 　水渠等建筑物。 　六、代表性的电站 　1、三峡水利枢纽 　三峡工程采用“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民〞方案。 　大坝为混凝土重力坝，坝顶总长3035m，坝顶高程185m，正常蓄水位 　175m，总库容393亿m3，其中防洪库容221.5亿m3。装机容量1820 　万kW，26×70万kW，年均发电量849亿度。泄洪坝段每秒泄洪能力 　为11万m3/s，左岸通航建筑物，年单向通过能力500万t。双线五 　级船闸，可通过万吨级船队；单线一级垂直升船机，可快速通过3000t 　级客货轮。 　三峡工程竣工后，将发挥防洪、发电、航运、养殖、旅游、保护生态、 　净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等十大效益，是世界上 　任何巨型电站都无法比拟的！三峡工程创造了五个世界第一： 　（1）世界施工难度最大的水利工程。2000年砼浇筑量为548.17万 　m3，月浇筑量最高达55万m3。 　（2）施工期流量最大的水利工程。三峡工程截流流量9010m3/s，施 　工导流最大洪峰流量7.9万m3/s 　（3）世界泄洪能力最大的泄洪闸。最大泄洪能力10.25万m3/s。 　（4）世界规模最大、难度最高的升船机。 　（5）世界水库移民最多、工作量最为艰巨的移民建设工程三峡工程 　水库动态移民最终可达113万。 　2、小浪底水利枢纽 　小浪底水利枢纽位于河南省洛阳市以北40km的黄河干流上，是以防 　洪为主，兼顾防凌、减淤、灌溉和发电综合利用的一座特大型工程。 　工程由大坝、泄洪建筑物及发电系统组成。大坝为粘土斜心墙堆石坝， 　坝顶长1667m，最大坝高154m，库容126.5亿m3，泄水建筑物包括 　集中布置的10座进水塔，9条泄洪排沙隧洞、一个正常溢洪道和三 　个消力塘组成；发电系统由6条引水隧洞和一座地下厂房、主变室、 　尾闸室及三条尾水洞组成。总装机容量6×30万千瓦，多年平均发电 　量51亿度。 　3、新安江水电站 　新安江水电站位于钱塘江支流新安江上，浙江省建德县境内，由中国 　自己设计、施工，自制设备，自行安装的第一座大型水电工程。电站 　以发电为主，兼有防洪、灌溉、航运等综合利用效益，电站装机容量 　662.5MW，保证出力178MW，多年平均年发电量18.6亿KWh，以220KV 　和110KV高压输电线路各4回接入华东电力系统。大坝为混凝土宽缝 　隙重力坝，最大坝高105m。工程于1957年4月开工，1960年4月第 　一台机组发电，1978年最后一台机组投运。 　4、二滩水电站 　二滩工程是二十世纪建成的中国最大的水电站。总装机容量330万kW， 　单机容量55万kW，这在21世纪初三峡电站建成之前，均列全国第 　一，单机容量排世界前10位。 　二滩拱坝坝高240m为中国第一高坝。在双曲拱坝排行中，高度居亚 　洲第一、世界第三；承受总荷载980万t，列世界第一。总泄水量 　22480m3/s，在高坝中为世界第一。进水口高度80m，调压室高度 　70m，均居全国第一。 　亚洲最大的地下厂房洞室群。由厂房、主变压器室、尾水调压室三大 　洞室及压力管道、尾水管、尾水洞、母线洞、交通洞、通风洞、排水 　洞（廊道）、进风竖井、排风竖井、电梯竖井、电缆斜井等组成庞大 　洞室群。地下洞室开挖量370万m3。其中，厂房长280m、宽25.5m、 　高65m。 　5、溪洛渡电站 　溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县境内金沙江干流上， 　是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等巨大综合 　效益的工程。溪洛渡电站装机容量1260万kw，位居中国第二，世界 　第三。 　　溪洛渡水电站枢纽由拦河坝、泄洪、引水、发电等建筑物组成。 　拦河坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程610m，最大坝高278m，坝顶中 　心线弧长698.09m；左右两岸布置地下厂房，各安装9台单机容量70 　万千瓦的水轮发电机组，年发电量为571~640亿kwh。溪洛渡水库 　正常蓄水位600m，死水位540m，水库总容量126.7亿m3。 　水库长约200km，平均宽度约700m，正常蓄水位600m以下，库容 　115.7亿m3，水库总库容126.7亿m3，水库淹没涉及四川省雷波、 　金阳、布拖、昭觉、宁南和云南永善、昭阳、鲁甸和巧家等9个县 　（区）。 　　溪洛渡工程2003年开始筹建，2022年底主体工程开工，2022年 　竣工投产，总工期约13年。按2022年一季度价格指数计算，整个工 　程静态投资503.4亿元人民币。溪洛渡水电站是金沙江下游梯级电站 　中第一个开工建设的工程，标志着金沙江干流水电开发迈出实质性步 　伐。 　6、向家坝电站 　向家坝水电站是金沙江下游梯级开发中最末的一个梯级，坝址位于川 　滇两省交界的金沙江下游河段上，左岸为四川省宜宾县，右岸是云南 　省水富县。向家坝水电站的开发任务以发电为主，兼顾防洪、改善通 　航条件、灌溉，同时具有拦沙和为溪洛渡水电站进行反调节等作用。 　电站主要供电华中、华东地区，兼顾川、滇两省用电需要。 　　向家坝水电站枢纽由拦河大坝、泄洪排沙建筑物、左岸坝后厂房、 　右岸地下厂房、左岸垂直升船机和两岸灌溉取水口等组成。拦河大坝 　为混凝土重力坝，坝顶高程384m，最大坝高162m，坝顶长度 　909.26m。左岸坝后厂房位于溢流坝左侧，右岸地下厂房位于右岸坝 　肩上游山体内，左右岸各装机４台单机容量80万kw的水轮发电机组， 　总装机600万kw，年发电量307.47亿kw·h。垂直升船机位于左岸 　坝后厂房左侧，按四级航道标准设计，最大提升高度114.2m，设计 　年过坝货运量112万t，年客运量40万人次，可通过2×500t级船 　队。灌溉取水口布置在两岸非溢流坝，规划灌溉面积370余万亩。 　　向家坝水库正常蓄水位380m，死水位370m，水库总库容51.63 　亿m3，调节库容9.03亿m3，可进行不完全年调节。工程于2004年 　4月开始筹建，2022年10月主体工程正式开工，方案于2022年首批 　机组发电，2022年全部竣工，总工期约9年6个月。