中国农业大学：《水利水能规划》课程教学课件（讲稿）第一章 水资源的综合利用

第一章水资源的综合利用 。1.1概述 ●1.2各水利部门用水方式及需水特性 。1.3水利水能规划的主要内容 。1.4各水利部门间的矛盾及协调 中色中◆向◆●●电●中息息电电金●电年年金电色。电电自色童电地电●。意意中。年专中。品。品

第一章 水资源的综合利用 水资源的综合利用 1.1 概述 1.2 各水利部门用水方式及需水特性 1.3 水利水能规划的主要内容 1.4各水利部门间的矛盾及协调

1.1概述 与水资源关系密切的主要部门有： 水力发电 灌溉 兴水利 不同的水利部门用水特性不同 航运 给水等 防洪 除水害 治涝 “一水多用，一库多用

1.1 概述 与水资源关系密切的主要部门有： 兴水利 水力发电 灌溉 航运 给水等 除水害 防洪 治涝 “一水多用，一库多用” 不同的水利部门用水特性不同

水资源的综合利用概念 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统筹解决。 这种开发水资源的方式，就称为水资源的综合利用。 环境 不容忽视！ 生态 也。中中◆。●●电息中。自息电多●年电年年年●电多◆电电。年意●中●●。◆电中电手

水资源的综合利用概念 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 和兴水利结合起来统筹解决。 这种开发水资源的方式，就称为水资源的综合利用。 环境 生态 不容忽视！

三峡水利工程的综合效益 1、防 三峡大坝建成后，将 形成巨大的水库，滞蓄洪 水，使下游荆江大堤的防 洪能力，由防御十年二遇 的洪水， 提高到抵御百年 遇的大洪水，防洪库容 在73一220亿立方来之间 2、发电： 三峡水电站是世界最 大的水电站，装机(26+ 6)×70万(1820万+420 万)千屁。主要供应华中 华东、华南、 重庆等地 区

三峡水利工程的综合效益 三峡水利工程的综合效益 1、防洪： 三峡大坝建成后，将 形成巨大的水库，滞蓄洪 水，使下游荆江大堤的防 洪能力，由防御十年一遇 的洪水，提高到抵御百年 一遇的大洪水，防洪库容 在73—220亿立方米之间 。 2、发电： 三峡水电站是世界最 大的水电站，装机（26 ＋ 6）×70 万(1820万＋420 万 )千瓦 。主要供应华中 、华东、华南、重庆等地 区

3、航运： 三峡工程位于长江上游与中 游的交界处，对上可以渠化三 斗坪至重庆河段，对下可以增 加葛洲坝水利枢纽以下长江中 游航道枯水季节流量，能够较 为充分地改善重庆至武汉间通 事以爱中 满足长江上中游航运 力可以从现在的每年1000方吨 提高到5000万吨。 4、其他效益： 长江三峡水利枢纽工程在养 殖、 旅游、保护生态、净化环 开发性移民、南水北调、 供水灌溉等方面均有苣大效益

3、航运： 三峡工程位于长江上游与中 游的交界处，对上可以渠化三 斗坪至重庆河段，对下可以增 加葛洲坝水利枢纽以下长江中 游航道枯水季节流量，能够较 为充分地改善重庆至武汉间通 航条件，满足长江上中游航运 事业远景发展的需要。通航能 力可以从现在的每年1000万吨 提高到5000万吨。 4、其他效益： 长江三峡水利枢纽工程在 养 殖、旅游、保护生态、净化环 境、开发性移民、南水北调、 供水灌溉等方面均有巨大效益

张峰水库 位于晋城市水县张峰 张峰水库工程示意图 村，是黄河流域沁河千 流上第一座大型水利枢 长治市 纽工程，控制流域面积 4990km2,库容3.94亿 m3,建设任务以城市生 活和工业供水、农村人 张峰水库 畜饮水为主，兼顾防洪 高平 发电等综合利用。 总 郑庄镇 电站装机容量为6830kW 沁水 输水工程包括总千、 玉、二干和三干，分 晋城市 别向阳城、高平、泽州 和晋城市城区四县、市 供水

张峰水库 位于晋城市沁水县张峰 村，是黄河流域沁河干 流上第一座大型水利枢 纽工程，控制流域面积 4990km2，库容3.94亿 m3，建设任务以城市生 活和工业供水、农村人 畜饮水为主，兼顾防洪 、发电等综合利用。 电站装机容量为6830kW 。输水工程包括总干、 一干、二干和三干，分 别向阳城、高平、泽州 和晋城市城区四县、市 供水

1.2各水利部门用水方式及需水特性 1.2.1水力发电 一、水力发电基本原理 P 势能(potential energy) P2 VZ2 动能(kinetic energy) 水能 设T秒时段内流过两段 面的水量为W米3 2 断面1-1处水流的总能量为： 河段的潜在水能 乃，a12 E=yW(Z1+y+2g） 断面2-2处水流的总能量为：E2=YW(Z2+ B22 PI-P2 av2-a E1-2=E1-E2=yW(Z1-Z2+ 28 1也。中。中有中中中●中息皇中中多●。电年年年中色电电年色意电中中中

1.2各水利部门用水方式及需水特性 各水利部门用水方式及需水特性 1.2.1 水力发电 一、水力发电基本原理 势能(potential energy) 动能(kinetic energy) 水能 设T 秒时段内流过两段 面的水量为W 米 3 ) 2 ( 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1 2 1 2 g P P V V E E E W Z Z 2 α α γ − + − = − = γ − + — 断面2-2处水流的总能量为: E2 = ) 2 ( 2 2 2 2 2 g P V W Z α γ + γ + 断面1-1处水流的总能量为: ) 2 ( 2 1 1 1 1 g P V W Z α E γ + γ + 1 = 河段的潜在水能 V1 V2 1 1 2 Δ 2 Z1 Δ Z2 P 1 P2

Z1-Z2=H2 乃-B ≈0 aK2-&2z2 2g 0 E12=YWH12(牛顿米) 2 河段的潜在水能 功率一出力(output)一N E2_7H-2-yQH2(牛频米/) N122 T 1千瓦=1000牛顿米/秒，y=1000×9.81牛顿/米3 N1-2=9.81QH12(千瓦) 一一水流出力计算公式

Z1-Z2 =H1-2 − γ P1 P2 ≈ 0 ≈ 0 E1-2=γ·W·H1-2（牛顿·米） 功率 出力(output) N T E N 1 2 1 2 − − = TWH1−2 = γ =γQH1-2 (牛顿·米/秒) 1千瓦=1000牛顿·米/秒， γ=1000×9.81牛顿/米3 N1-2=9.81QH1-2（千瓦）——水流出力计算公式 2 2 2 2 2 1 1 g α V − α V V1 V2 1 1 2 Δ 2 Z1 ΔZ2 P1 P2 河段的潜在水能 H1－2

二、河川水能资源蕴藏量的估算 落差 流量 决定因素 因为单位长度河段的落差和流量都是沿河长而变化的， 所以在实际估算河流水能资源蕴藏量时，常沿河长分段计算 水流出力，然后逐段累加以求全河总水流出力。 中色中。中电有电息电●中。电自电电金●息电电年年意电色息电电。色意电地电●。电意来色A。年

二、河川水能资源蕴藏量的估算 落差 流量 因为单位长度河段的落差和流量都是沿河长而变化的， 所以在实际估算河流水能资源蕴藏量时，常沿河长分段计算 水流出力，然后逐段累加以求全河总水流出力。 决定因素

表1-1 某河水能资源蕴藏量计算示例 断面 高程 落楚 间距 断面处流量 河段平均流量 河段水流出力 单位长麦水流出力 水流出力累积值 序母 H L Q Qo No No/L ΣNa (m) (km) (m3/s) (m3/s) (kW) (kW/km) (kW) 1 350 35 129 0 2750 21 2750 2 315 27 34 16 18.5 5000 147 7750 3 288 21 10 4 19 23 278 2250 118 10000 25 252 26 60 34 29.5 7650 128 17650 6 213 39 100 46 40 15300 153 32950