水能资源的开发与利用概述

水能资源的开发与利用

摘要：中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 水资源现状：水资源短缺、水污染严重、水土流失严重、水价严重偏低、水资源浪费严重 南方水多，北方水少。 西部水少，沿海水多。

引言：中国水资源总量虽然较多，但人均量并不丰富。水资源的特点是地区分布不均，水土资源组合不平衡；年内分配集中，年际变化大；连丰连枯年份比较突出；河流的泥沙淤积严重。这些特点造成了中国容易发生水旱灾害，水的供需产生矛盾，这也决定了中国对水资源的开发利用、江河整治的任务十分艰巨。

正文：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。以人口平均，我国的位次更低，挪威居世界第一。我国可开发的水能资源约占世界总量的15%，人均资源量只占世界平均值的70%左右。我国水能资源有以下几个特点：（1）资源丰富，但分布不均。中国水能资源西多东少，大部分集中于西部和中部。在全国可能开发水能资源中，东部的华东、东北、华北三大区共仅占6.8％，中南地区占15.5％，西北地区占9.9％，西南地区占67.8%，其中，除西藏，四川、云、贵三省占全国的50.7%。（2）大型电站比重大，且分布集中。各省（区）单站装机10兆瓦以上的大型水电站有200多座，其装机容量和年发电量占总数的80％左右，而且，70％以上的大型电站集中分布在西南四省。（3）我国水电在一次能源生产消费中的比例较低，到2005年底按水电年发电量计算，我国尚不足总量的7％，远低于发达国家的水平（加拿大大于25％，挪威50％，日本40％）。（4）中国气候受季风影响，降水和径流在年内分配不均，夏秋季4～5个月的径流量占全年的60～70％，冬季径流量很少，因而水电站的季节性电能较多。为了有效利用水能资源和较好地满足用电要求，最好建水库调节径流。中国地少人多，建水库往往受淹没损失的限制，而在深山峡谷河流中建水库，虽可减少淹没损失，但需建高坝，工程较艰巨。（5）中国大部分河流，特别是中下游，往往有防洪、灌溉、航运、供水、水产、旅游等综合利用要求。在水能开发时需要全部规划，使整个国民经济得到最大的综合经济效益和社会效益。中国河流众多，水系庞大而复杂。从北到南主要有黑龙江水系、松花江水系、鸭绿江水系、辽河水系、海滦河水系、黄河水系、淮河水系、长江水系、珠江水系、东南沿海及岛屿水系等；西南有澜沧江、怒江、雅鲁藏布江等国际河流水系；西北有额尔齐斯河、伊犁河水系，还有塔里木河及新疆、甘肃、内蒙、青海等内陆水系。

由此可以看出，我国水能利用的潜力很大，在水能资源富集地区，已规划建设若干个大水电基地。由于水电工程一般是综合开发利用项目，除发电外，兼有防洪、灌溉、供水、航运、养殖、旅游等社会效益，因此优先开发水能资源仍是我国，乃至世界能源政策的主要目标。但从中国水能资源的特点出发，小水电成为中国发展水能的一个重要选择。

小水电是指容量为12～0.5MW的小水电站，容量小于0.5MW的水电站又称农村小水电，运行寿命长，坚固耐用，价格稳定，并且水资源是可再生的。对于用电规模较小的边远地区来说，所有这些优点使水力电站成为最具有吸引力的选择对象。中国有丰富的水力资源，可开发量达3.78亿KW，其中小水电开发量0.75亿KW。小水电资源分布也很广泛，在全国2166个县（市）中有1573个县有可开发小水电资源，其中可开发量在10-30MW的县有470个，30-100MW 的县有500个，超过100MW的县有134个。鉴于中国小水电发展的成就，1986年中国在杭州建立了亚太小水电研究培训中心；1998年联合国开发计划署（UNDP）又正式把国际小水电中心设在中国。这表明中国的小水电已从中国走向世界。

中国小水电取得了令人骄傲的成绩，这一点勿庸置疑。但同时我国在大型水利工程建设方面也取得了举世瞩目的成绩。最典型的例子就是三峡水利工程的实施。

长江流域因其丰富的水资源和水能资源、日益成为现代水利开发的重点。建国以来，一直在酝酿、最终付诸实施的三峡工程就是其中的典例。素有“四百里天然立体画廊”之称的长江三峡位于长江上游，西起四川奉节白帝城，东到湖北宜昌南津关，全长192公里，由瞿塘峡、巫峡、西陵峡以及三座峡之间的香溪宽谷和大宁河宽谷所组成。1991年荣登“中国旅游胜地四十佳”榜首，1995年被评为“中国十大风景名胜”之一。在此修建的三峡水利枢纽工程也以十个“世界之最”闻名于世：（1）三峡水库总库容393亿立方米，防洪库容221.5亿立方米，水库调洪可消减洪峰流量达每秒2.7-3.3万立方米，能有效控制长江上游洪水，保护长江中下游荆江地区1500万人口、2300万亩土地，是世界上防洪效益最为显著的水利工程。（2）三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量846.8亿千瓦时，是世界上最大的电站。（3）三峡大坝坝轴线全长2309.47米，泄流坝段长483米，水电站机组70万千瓦×26台，双线5级船闸＋升船机，无论单项、总体都是世界上建筑规模最大的水利工程。（4）三峡工程主体建筑物土石方挖填量约1.34亿立方米，混凝土浇筑量2794万立方米，钢筋制安46.30万吨，金结制安25.65万吨，是世界上工程量最大的水利工程。（5）三峡工程2000年混凝土浇筑量为548.17万立方米，月浇筑量最高达55万立方米，创造了混凝土浇筑的世界记录，是世界上施工难度最大的水利工程。（6）三峡工程截流流量9010立方米/秒，施工导流最大洪峰流量79000立方米/秒，是施工期流量最大的水利工程。（7）三峡工程泄洪闸最大泄洪能力10.25万立方米/秒，是世界上泄洪能力最大的泄洪闸。（8）三峡工程的双线五级、总水头113米的船闸，是世界上级数最多、总水头最高的内河船闸。( 9)三峡工程升船机的有效尺寸为120×18×3.5米，最大升

程113米，船箱带水重量达11800吨，过船吨位3000吨，是世界上规模最大、难度最高的升船机。(10) 三峡工程水库动态移民最终可达113万，是世界上水库移民最多、工作也最为艰巨的移民建设工程。

综合起来，三峡水利枢纽具有防洪、发电、航运、供水等巨大综合利用效益。三峡工程地处我国腹地，与华北、华中、华南、华东、川东的电力负荷中心相距都在５００公里至１０００公里之间。三峡机组并网发电，将促进西电东送和形成全国电力联网。三峡电力将对我国电力格局产生积极影响。三峡电站全部投产后年发电量将达８４７亿千瓦时，加上葛洲坝电站，总装机容量超过２０００万千瓦。其强大的动力供应可以缓解华中、华东、广东及川渝电网电力供应紧张局面，促进当地国民经济的发展。在枯水期，其强大的调峰能力也将为电网的安全稳定和经济运行创造有利条件。此外，三峡电站的建成投产，极大地促进了全国联网的步伐。国家电网公司以三峡投产送电为契机，大力推进?°西电东送、南北互供、全国联网?±，实现国家电网在更大的范围内进行电力资源的优化配置。届时，以三峡电站为核心，向东、西、南、北四个方向辐射，形成以北、中、南三大送电通道为主体、南北网间多点互联、纵向通道联系较为紧密的全国互联电网格局。这标志着全国联网工程进入一个新的阶段。三峡工程发电可增加西电东送容量，扩大电力市场竞争区域，促进电力竞争市场的形成。随着三峡电站向华中、华东和广东送电容量的增加，加大了全国西电东送的力度。到２０１０年，三峡送华中电力８００万千瓦，将占华中电力负荷的７．３％；送广东电力３００万千瓦，将占广东省电力负荷的５．５％。三峡电力送入后将直接参与当地区域电力市场的竞争，扩大了电力市场竞争区域，有利于全国电力竞争市场的形成。三峡工程将为全中国人民造福。

结束语：发展是永恒的，在发展中我们经历磨难，面临挑战，也找寻着答案。在世界经济高速发展中，能源发挥着举足轻重的作用。然而，在能源利用、经济发展与生态环境的矛盾逐渐突出时，如何进一步更好的开发利用能源成了我们必须解决的问题。在寻求清洁能源的探索历程中，水能以其独特优势格外引人注目。当然，对水能的探索由来已久，但在现在的新形势下又有其独特的意义和作用。我国也是如此。了解水能并开发与利用对我国和世界经济社会发展都有极其重要的作用。希望我国和世界在水能开发与利用的道路上能有更多收获，为人类发展创造新的辉煌。