三、水能资源开发方式
4、其他开发方式
（二）抽水蓄能发电
抽水蓄能电站根据利用水量的情况可分为两大类：一类是纯抽水 蓄能电站；另一类是混合式抽水蓄能电站。
第四部分
河流水能资源的梯级开发
四、河流水能资源的梯级开发
1、河流综合利用规划
河流综合利用规划要综合地解决防洪、发电、灌溉、 航运、给水、养殖、生态环境等方面的需水问题。
第六部分
水能计算的基本方法
六、水能计算的基本方法
确定水电站动能指标的计算，称为水能计算。水能 计算的目的，在规划设计阶段，为了选择水电站及 水库的主要参数，需假定若干个水库正常蓄水位方 案，计算各方案的水电站动能指标，为最终确定电 站规模提供依据；在运行阶段，由于水电站及水库 的主要参数（正常蓄水位、死水位和装机容量）已 定，则需根据水电站及水库的实际运行情况，计算 水电站在各时段的出力和发电量，以便确定电力系 统中各电站的合理的运行方式。
其余月份为不蓄不供期，水电站按天然流量发电，即水电站引用流量等于入 库流量 。
六、水能计算的基本方法
2、按等流量调节方式的水能计算方法
三、水能资源开发方式
➢开发利用水能时要解决的基本问题是集中落差和 调节流量。 ➢水能开发方式或者叫水电站开发方式，就集中落 差的措施而言，有坝式、引水道式和混合式三种 基本方式
三、水能资源开发方式
1、坝式（蓄水式）水电站
坝式水电站按其建筑物的布置特点，又可分为河床式、坝后式、坝内式等类型
1.起重机 2.主机室 3.发电机 4.水轮机 5.蜗壳 6.尾水管 7.尾水平台 8.尾水导墙 9.泄洪闸门 11.溢流坝 12.主坝 13、闸墩
年平均发电量、装机容量及年利用小时数。
tn
N
E N(t)dt
t1
n
E Nit i 1
E Δt
t1
ti ti-1
tn
t（h）
符合水电站设计保证率要求的一定临界期的平均出力称为保证出 力，由它决定水电站承担电力系统基荷的工作容量，为可靠性指 标或容量效益指标。多年平均年发电量指水电站在多年工作时期 内，平均每年所能生产的电能量，为经济性指标，或电量效益指 标。这两项指标都是水电站的重要动能指标。
汛限水位
汛期兴利蓄水允许达到 的最高水位，设计条件 下水库防洪的起调水位。
死水位
水库在正常运用情况下， 允许消落到的最低水位。
调洪库容 防洪库容 兴总利库库容容
死库容
一、水库及其特性
3、水库的特征水位及其相应库容
水库规模最主要指标——总库容
总库容< 0.01亿 m3 ——小II 型水库
< 0.1亿 m3
再者，能量损失 ，η=η水机η传动η电机 N=9.81ηQH净 N=K QH净
根据水电站规模的大小，一般对大型水电站取K=8.5；中型水电 站K=8.0 8.5；小型水电站K=6.0 7.5。
五、水电站生产过程及动能指标
2、主要动能指标及其含义
水电站主要动能指标是指符合设计保证率的保证出力、多
分级的一般原则是：尽量减少级数，每级集中尽可能大的水头； 拟定各级水库的正常蓄水位时，应尽量使上下梯级之间相互衔 接，以充分利用河流的落差；各级水库位置和库容的安排应与 它控制的来水有较好的配合；避免过多的水库淹没。
四、河流水能资源的梯级开发
在拟定的河流梯级开发方案中，有一个先后开发的次序，不可能 也不必要同时修建。梯级开发方案中被选中首先开发的一个或一 批水利枢纽就叫近期工程。选择的近期工程应能满足当前迫切要 解决的综合利用要求，且技术经济指标较优越、具备一定的施工 条件等。
河床式水电站示意图
三、水能资源开发方式
坝后式水电站示意图
三、水能资源开发方式
2、引水式水电站
有压引水式和无压引水式
(a)有压引水式水电站
(b)有压引水式水电站 引水式水电站示意图
三、水能资源开发方式
3、混合式水电站
混 合 式 水 电 站 示 意 图
三、水能资源开发方式
4、其他开发方式
（一）潮汐发电
=0.0027WH (kW·h)
二、河流水能资源分析与估算
2、河川水能资源蕴藏量
构成水能资源的基本要素是流量和落差。
断面 河长L 高程 流量Q 断面间 落差 平均流量 出力N 累加 单位河长 号i (km) Z(m) (m3/s) 距l(km) H(m) Q(m3/s) (kW) ΣN(kW) 水流出力
3、水库的特征水位及其相应库容
楔形库容（动库容）
遭遇大坝校核标准洪水 时 临遭时遭，时遇，遇水达大 水下库到坝库游非的设正防常最计常洪运高标运保用水准用护坝位洪坝对前。水前象 临设时计达标到准的洪最水高时水，位坝。前 临时达到的最高水位。
正常运用条件下，兴利设 计允许能蓄到的最高水位。
校核洪水位 设计洪水位 防洪高水位 正常蓄水位
——小I型水库
<1亿 m3
——中型水库
<10亿 m3
——大II型水库
大于10亿 m3
——大I水库
大坝高程＝校核洪水位（或设计洪水位）＋浪高+安全高
一、水库及其特性
4、水库的水量损失
➢蒸发损失：水面面积扩大，水面蒸发>陆面蒸发 ➢渗透损失：水库蓄水，水位抬高，水压力的增大 ，因而产生了水库的渗漏损失 ➢结冰损失（临时损失）：冰层滞留在库岸周边
低发电引水钢管进口13m。 73.11~：现在315m运行，装机41万kW（90） ，年发电量12亿kW·h（46）。潼关河床抬高
3m (328.09m-326.6m)
一、水库及其特性
6、对生态环境等方面的影响
• 对气候的影响
• 对降水、气温、风、雾 等气象因子的影响
• 对水文的影响
• 改变下游河道的流量过程：断流、地下水位下降、自净能力下 降、水位日变幅大、水质恶化等。
• 对水体的影响
• 航运过闸、水温、水质、水面大、蒸发量大、水汽多、水雾多
• 对鱼类和生物的影响
• 洄游鱼类（鱼梯、鱼道；人工繁殖）、生态系统改变
• 对人群健康的影响
• 疾病（疟疾、血吸虫病等）、
第二部分
河流水能资源分析与估算
二、河流水能资源分析与估算
1、水能计算的基本公式
水能：河流中流动着的水流蕴藏着一定的能量。天然情况下，水能消耗 于水流的内部摩擦，克服沿程河床阻力，冲刷河床和挟带泥沙运行等方面。 采用一定的工程技术措施后，可以将水能变为电能。
E1 rW (Z1 P1 / r a1v12 / 2g)
E2 rW (Z 2 P2 / r a2v2 2 / 2g)
E12 E1 E2 r(Z1 Z2 )W rHW
(kg·m) N=9.81QH (kW) E=NT=9.81QHT (kW·h) E=NT=9.81QHT=9.81QHT/3600
1、蓄水位350m，总库容360亿m3 2、装机90万kW，年发电量46亿kW·h。
土地盐碱化；威胁西安。
65～68改建：左岸增建两条泄洪排沙隧洞，改 建四根引水发电钢管。对潼关作用不大。
3、解除黄河下游的洪水威胁
69～73改建：打开原1～8号施工导流底孔，降
4、黄河清 5、初期灌溉2220万亩，远景7500万亩
六、水能计算的基本方法
2、按等流量调节方式的水能计算方法
表1 水位容积曲线
表2 下游水位流量关系曲线
六、水能计算的基本方法
2、按等流量调节方式的水能计算方法
解： （1）计算兴利库容 由已知 Z蓄=760m，死水位Z死=720m，查库容曲线表5-2 得出V蓄=21.4亿m3与V 死=7.9亿m3 ，则兴利库容V兴=21.4-7.9=13.5亿m3 。 （2）确定供水期及其引用流量 先假定供水期12月至4月共五个月，即，则12月至4月的天然来水量W供=457 （m3/s·月）。水电站引用流量为 Q引′ =(W供+ V兴)/T供=(457+513)/5=194(m3/s）， 与计算表中第（2）栏的天然流量对照，因为Q< Q引′，因此12月至4月为供水期。 将194 m3/s列入表中第（3）栏（12月至4月）。 （3）确定蓄水期及其引用流量 类似地用蓄水期公式试算，得蓄水期为6月至8月，其引用流量为Q引″=( W蓄V兴)/T蓄= (2264－513)/3=584(m3/s)，将584 m3/s列入计算表第（3）栏（6月至8 月）。
2、河段开发方案的比较
一个河段究竟采用何种开发方式，决定于当地地形、 地质、水文和技术经济条件，并应通过不同开发方 式的多种方案的技术经济比较来选择。
四、河流水能资源的梯级开发
四、河流水能资源的梯级开发
3、河流梯级开发方案和近期工程的选择
对全河流由上而下拟定一个河段接一个河段的水利枢纽系列， 呈阶梯状的分布形式，叫做河流的梯级开发。一条河流上一连 串的水电站系列称为梯级水电站，并由上而下定出级名。各级 水电站集中水头的方式可以是坝式、引水式或混合式，应通过 梯级开发方案的拟定和比较来选择。
我国已先后多次对大江大河进行过梯级开发方案的规划，例如黄 河规划了47个梯级电站，中游三门峡水利枢纽作为第一期工程， 上游选择刘家峡水利枢纽首先开发，目前已建成的有龙羊峡、李 家峡、公伯峡、苏只、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、小峡、大峡、 青铜峡、三门峡、小浪底等10几座大中型水电站，在建的还有拉 西瓦、康扬、积石峡、炳灵峡等大型工程。
1
0
260
0
2
56 218 12
56
42
6
2472 2472
44
3 88 201 18
32
17
15
2502 4974
78
4 110 192 23
22
9
20.5 1810 6784