水利水电基本知识

第二节 水利水电规划
一、水电站在电网中的作用
水轮发电机组开停灵活、快速，能适应电力负荷的变化。 有水库调节的水电站适应在腰荷和峰荷工作。没有调节 能力的径流式水电站适合在基荷工作。 在一个较大的供电区域内，用高压输电线路将各种不 同类型的发电厂（火电、水电、核电、风电、潮汐电站 等）连接在一起，统一向用电户供电的系统，称为电力 系统，也称电网。 在电力系统中，用电户在某一时刻所需的电力功率称 为电力负荷。
地形雨：指暖湿气流在运动过程中，遇到山脉、高原的阻挡，而 被迫做上升运动，由于动力冷却而成云致雨。迎风坡降雨，历时 短，雨区小。
对流雨：在盛夏季节，局部地区被暖湿气团笼罩，地面受热、气 体膨胀而上升，引起强烈的上、下对流，产生降雨。其范围小、 强度大，历时短。
台风雨：热带海洋面上形成的气旋即台风，其中心气压很低，气 流的流动极为强烈，台风使高温、高湿气流急剧上升产生暴雨， 称为台风雨。常造成特大洪水，对水利工程威胁很大。
第一节 水文学及水力学
（3）降雨的特征值
• 降雨历时t：一次降雨所持续的总时间，叫降雨历 时，它也可以指某一固定时段，如1min、1h、 1d。
• 降雨量H：可以是一次降雨总历时的降雨量，也可 以是某一固定时段的降雨量。常用mm表示。
• 降雨强度i：单位时间的降雨量。
第一节 水文学及水力学
河川径流：指降水到达流域表面，经地面和地下注入河槽，并 向流域出口断面汇集的水流。
第二章 水利水电基本知识
第一节 水文学及水力学 第二节 水利水电规划 第三节 工程地质
第二章 水利水电基本知识
学习目：
1. 学习水力学知识，掌握液体的特征和主要物理性质， 水在运动、静止时的基本规律。
2. 学习工程水文学知识，了解水文循环的过程，河川、 流域的概念，熟悉降水与河川径流的形成过程，掌 握径流的特征值及洪峰频率的概念。
压力，叫静水总压力，用P表示，，单位为N或KN.
第一节 水文学及水力学
静水压强 水压力常用单位面积上所承受的静水总压力的
大小，叫静水压强。用p表示。
静水压强的特性： （1）静水内部任一各点方向的压强大小相等。 （2）静水压强的方向垂直并指向受压面。
第一节 水文学及水力学
二、水文学
水文循环 水分的运动形式大致分三种
3. 学习工程地质基础知识，了解岩石及其工程地质性 质，理解地质构造、岩石的风化、地下水、岩溶的 基本规律，掌握水利水电的基本地质问题。
第一节 水文学及水力学
一、水力学 水力学的应用 （1）水的作用力问题
如：水工建筑物承受的静水压力或动水压力，以及建筑物中的渗 透水压力
（2）建筑物的过水能力 （3）水流流态问题 （4）水流能量损失问题
第一节 水文学及水力学
影响径流形式的因素
• 气候因素 ：1.降水 2.蒸发 • 下垫面因素：1.流域的位置和地形 2.河道特征
3.流域面积的大小和形状 4.土壤、岩石和地质构 造 5.植被 6.湖泊与沼泽
• 人类活动因素： 1.植树造林、水土保持。 2.城市 化影响 3.大、中型水库的兴建 4.其他水利工程 和堤内违章建筑
（1）从海洋表面蒸发的水汽，随大气运动到大陆上空后，在一定的条 件下，水汽凝结并以降水形式降落地面，其中有的雨水渗入地下， 有的则沿江河流入大海，还有一部分雨水由于蒸发重返大气。
（2）从海洋上蒸发的水汽，又在海洋上空成云至雨，以降水形式降 落在海洋上。
（3）陆地表面上蒸发的水汽，又在其上空冷凝成雨，降落到地面。
（3）流域
在一个水系的河流中，汇集了全部地面集水和地下集水的 区域，称为该河流的流域。
水系和流域是降水形成河川径流后输送 到出口断面的通道和场所。
第一节 水文学及水力学
（1）降水的成因
空气的垂直运动和空气中的水汽超过饱和水汽含量是产生降雨的基 本条件。
（2）降雨的四种类型
锋面雨：由于冷暖两种气团的移动，使得暖气团向上移动，发生 动力冷却而致雨，分为暖锋雨和冷锋雨。
第二节 水利水电规划
二、水能利用和开发方式
水力发电是将河流、湖泊或海洋等水体所蕴藏的水 能转换为电能的工程技术。水力发电的原理是利用 水体的势能而做功，主要因素是流量（Q）与水头 （H）。
水力发电的能力以水力发电功率P表示： P=K.Q.H 其中水力发电功率P的单位为kW;
流量Q的单位为m3／s ;水头H的单位为m。
水文循环的形成和途径，受着多种因素的影响，其 变化错综复杂，我过主要受冷暖两种气团的影响。
第一节 水文学及水力学
（1）河流
河流是接纳地面径流和地下径流的天然泄水通道。江、河、 溪、沟等大小不等的水道统称河流。
（2）河系
由干流和其支流组成的水流系统统称为河系，又称水系或 河网。水系常用干流的名称来命名，如长江水系、黄河水系。
水流的流动性和黏滞性，以及水流流态的改变和水流能量的转 变都将使水流的能量减少。
第一节 水文学及水力学
液体的特征： 液体有一定的体积、无一定的形状，具有流动性，难被压 缩。
液体的主要物理性质 （1）质量和密度
单位体积内液体所具有的质量称为密度。 （2）重量和容重
单位体积内液体所具有的重量称为液体的容重。 静水压强及特征 （1）静水压力 水在静止状态时的压力叫静水压力。作用在整个受压面积上的
第二节 水利水电规划
水电站的分类
按水电站的开发方式，分为蓄水式水电站和径流式 水电站。
按水电站的结构形式，分为坝式水电站、引水式水 电站和混合式水电站。
位于浙江省的新安江水电厂（水库总库容220亿 立方米、总装机容量66.25万千瓦）
位于四川省的二滩水电站（水库总库容58亿立方米、总装机容量330万千瓦）
河川径流的形成过程 （1）产流阶段
扣除土壤下渗、植物截留、洼地填蓄的水量，余者流入河槽， 成为地面径流。地面径流、表层流和浅层地下径流是本次降水 的总径流，称径流量或产流量。 （2）汇流阶段 降雨产生的径流，通过河网有上游到下游，从支流到干流，最 后全部从流域出口断面流出，叫河网汇流。 实际降雨、蒸发、下渗和汇流等各种现象总是交织在一起，相 互联系。