水力發(fā)電全世界可開(kāi)發(fā)的水能資源約 22.6億kW,年發(fā)電量約9.8萬(wàn)億kW·h。其中中國(guó)可開(kāi)發(fā)水能資源約3.78億kW,年發(fā)電量約1.92萬(wàn)億kW·h,居世界首位。
1950年,全世界水電站裝機(jī)容量約7120萬(wàn)kW,水電站年發(fā)電量約3324億kW·h。到1986年,水電站總裝機(jī)容量已增加到5.67億kW,水電站年發(fā)電量約2.03萬(wàn)億kW·h。與1950年相比,分別增加6.96倍和5.1倍。總的水能開(kāi)發(fā)程度約20.7%(按發(fā)電量計(jì))。瑞士、法國(guó)、意大利和英國(guó)的水能資源已開(kāi)發(fā)90%以上。發(fā)展中國(guó)家水能資源較豐富,但開(kāi)發(fā)程度較低,1980年不到10%。水電在電力生產(chǎn)中的比重,以挪威最高,達(dá)99%。此外,非洲的贊比亞、加納、烏干達(dá)和扎伊爾等發(fā)展中國(guó)家,雖然電力生產(chǎn)量不大,但98%以上依靠水電。預(yù)測(cè)在20世紀(jì)后15年,水電站裝機(jī)容量和發(fā)電量還可有較大增長(zhǎng),但發(fā)達(dá)國(guó)家除蘇聯(lián)外,預(yù)計(jì)常規(guī)水電站發(fā)展不會(huì)很大。
至1987年,全世界已建和在建的裝機(jī)100萬(wàn)kW以上的常規(guī)水電站已有100余座,其中裝機(jī)150萬(wàn)kW以上的66座,裝機(jī)400萬(wàn)kW的15座(6座在蘇聯(lián))。1991年世界上最大的常規(guī)水電站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水電站,設(shè)計(jì)裝機(jī)容量1260萬(wàn)kW。已建的大型潮汐電站為法國(guó)1968年建成的朗斯潮汐電站,裝機(jī)24萬(wàn)kW。
為配合火電站和原子能電站的建設(shè),滿足電網(wǎng)調(diào)峰的需要,1950年特別是1960年以來(lái),大型抽水蓄能電站發(fā)展很快。1960年全世界抽水蓄能電站總裝機(jī)只有350萬(wàn)kW,到1985年,已增加到6500余萬(wàn)kW,增加17.6倍。大型抽水蓄能電站主要分布在美國(guó)、日本和西歐一些國(guó)家。至1985年,裝機(jī)100萬(wàn)kW以上的抽水蓄能電站已有 30余座,裝機(jī)150萬(wàn)kW以上的有8座。最大的是美國(guó)巴斯康蒂抽水蓄能電站,裝機(jī)210萬(wàn)kW。
水力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)如下。①積極開(kāi)發(fā)水電:世界各國(guó)在電力生產(chǎn)的發(fā)展中,都積極發(fā)展水電。但自60年代以來(lái),發(fā)達(dá)國(guó)家如日本、意大利、美國(guó)等,因水電開(kāi)發(fā)已較充分,增長(zhǎng)較慢,水電在電力生產(chǎn)中的比重都不斷下降。②綜合利用、梯級(jí)開(kāi)發(fā):世界上一些大河流重視多目標(biāo)梯級(jí)開(kāi)發(fā),以充分利用落差,并有利于航運(yùn)。典型實(shí)例有美國(guó)和加拿大的哥倫比亞河、美國(guó)田納西河、法國(guó)羅訥河等。③擴(kuò)建改建已有水電站:由于河流上游增建大水庫(kù),更有效地調(diào)節(jié)徑流,使下游各梯級(jí)電站可擴(kuò)大裝機(jī)。此外,為利用豐水期水量,有擴(kuò)大裝機(jī)容量而減小運(yùn)行小時(shí)的趨勢(shì)。老水電站一般設(shè)備陳舊,效率較低,60年代以來(lái),紛紛改換新設(shè)備。為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備的工作可靠性,發(fā)達(dá)國(guó)家水電站較多采用集中控制、遠(yuǎn)距離調(diào)度方式。④發(fā)展大型水輪機(jī)和新型水輪機(jī):隨著大型水電站的發(fā)展,水輪機(jī)單機(jī)出力也加大。50年代,一般混流式水輪機(jī)單機(jī)容量?jī)H10萬(wàn)kW。至80年代,最大已達(dá)70萬(wàn)kW。為適應(yīng)徑流電站和抽水蓄能電站的建設(shè),60年代以來(lái),發(fā)展了不少新型水輪機(jī),如貫流式(燈泡式)、可逆式水輪機(jī)等。⑤發(fā)展小水電:在20年代中期,小水電曾提供世界電力需求的40%。但50年代后,已運(yùn)行多年的大批小水電站被廢棄。自70年代中期開(kāi)始,由于世界能源危機(jī),以及大型水電站站址已大多開(kāi)發(fā),且大型水電站對(duì)環(huán)境影響大,因此不論在發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家,分散的小水電資源的開(kāi)發(fā)又重新受到重視。許多國(guó)家準(zhǔn)備恢復(fù)一批已關(guān)閉的小水電站。中國(guó)至1988年已建小水電站有6萬(wàn)余座,總裝機(jī)1179萬(wàn)kW,約占全國(guó)水電總裝機(jī)容量的三分之一。
灌溉全世界灌溉面積1950年為9600萬(wàn)公頃,1985年為2.2億公頃,增長(zhǎng)1.2倍。35年內(nèi)增加的1.14億公頃中,8500萬(wàn)公頃是1950~1960年的10年內(nèi)增加的。60年代以后,增長(zhǎng)比較緩慢。灌溉面積占耕地面積的比例由1950年的 7%增加到1985年的16%。灌溉農(nóng)田的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)值約占全部農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)值的一半。
世界上灌溉面積最多的國(guó)家為中國(guó),其次為印度、美國(guó)、蘇聯(lián)和巴基斯坦。以上五個(gè)國(guó)家的總灌溉面積占全世界的65%。歐洲西部一些國(guó)家,因雨量較豐、分布較勻,灌溉設(shè)施一般較少。
20世紀(jì)后20年,預(yù)測(cè)人口將增加47%,而耕地只能增加4%。為滿足日益增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食的需求,主要靠提高單位面積產(chǎn)量。因此,發(fā)展灌溉是主要措施之一。但發(fā)展灌溉將受到水資源不足,以及經(jīng)濟(jì)和自然條件、環(huán)境等因素的制約。
灌溉的發(fā)展趨勢(shì)如下。①灌溉方法仍以地面灌溉為主:地面灌溉的面積約占全部灌溉面積的90%。噴灌面積1980年約2000萬(wàn)公頃,只占灌溉總面積的9%,主要分布在美國(guó)、蘇聯(lián)和羅馬尼亞等國(guó)。②提高用水效率:全世界灌溉渠系有效利用系數(shù)僅約0.37,美國(guó)大致約0.78,日本約0.6,蘇聯(lián)約0.5。為提高用水效率,一些國(guó)家采取襯砌渠道或改用管道輸水。此外,還發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù),如噴灌、微灌等。③發(fā)展微灌技術(shù):包括滴灌、微噴灌、滲灌和霧灌等。最主要的是滴灌。1982年全世界滴灌總面積約30余萬(wàn)公頃,其中一半以上在美國(guó)。滴灌設(shè)備費(fèi)用較高,管道易被堵塞。④鹽堿地改良:由于農(nóng)田排水技術(shù)不良,在一些灌溉地區(qū)發(fā)生土壤鹽堿化。據(jù)估計(jì),全世界受鹽堿影響的土地達(dá)9.5億公頃。為防止鹽堿化,改良土壤,主要采取排水措施。近年采用波紋塑料排水管,用無(wú)溝鋪管機(jī)鋪設(shè),效率較高。⑤改進(jìn)灌溉制度、提高自動(dòng)化程度:70年代以來(lái),對(duì)作物需水量的研究較多,根據(jù)實(shí)測(cè)土壤含水量和作物需水量確定灌溉制度,采用遙測(cè)系統(tǒng)提高灌溉自動(dòng)化程度。
防洪按現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平,人類還不能完全控制洪水,只能在經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)地區(qū)減小洪災(zāi)損失。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),許多國(guó)家雖投入大量資金建設(shè)防洪工程,取得了巨大效益,但由于人類活動(dòng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素的影響,洪水損失仍有增加趨勢(shì)。
防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)洪災(zāi)造成的損失由經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)決定,隨國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和沿岸城市的重要性不同而差別很大。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,對(duì)特別重要的城市一般要求防200年一遇洪水;對(duì)重要城市,要求防100年一遇洪水;對(duì)農(nóng)田一般只要求防10~20年一遇洪水,有的甚至只要求防3~7年一遇洪水。防洪工程從規(guī)模和效益上看,最典型的是密西西比河防洪系統(tǒng)。
防洪的發(fā)展趨勢(shì)如下。①工程措施和非工程措施相結(jié)合:70年代以前,防洪主要考慮工程措施,但仍經(jīng)常發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)的洪水事件,造成洪災(zāi)損失。70年代以后,許多國(guó)家重視工程措施與防洪非工程措施相結(jié)合,目的是使洪災(zāi)損失盡可能減到最小。②重視城市防洪:城市的資產(chǎn)和人口最集中,是防洪的重點(diǎn)地區(qū),防洪標(biāo)準(zhǔn)也較高。③洪水預(yù)報(bào)警報(bào)系統(tǒng)日趨完善:隨著新技術(shù)的發(fā)展,洪水預(yù)報(bào)警報(bào)系統(tǒng)已運(yùn)用地球衛(wèi)星和遙感技術(shù)等收集和處理、傳遞水文情報(bào)。洪水預(yù)報(bào)和警報(bào)已成為非工程防洪措施的重要內(nèi)容。
以水具有的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能的水沖水輪機(jī),水輪機(jī)即開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),若我們將發(fā)電機(jī)連接到水輪機(jī),則發(fā)電機(jī)即可開(kāi)始發(fā)電。如果我們將水位提高來(lái)沖水輪機(jī),可發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速增加。因此可知水位差愈大則水輪機(jī)所得動(dòng)能...
以水具有的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能的水沖水輪機(jī),水輪機(jī)即開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),若我們將發(fā)電機(jī)連接到水輪機(jī),則發(fā)電機(jī)即可開(kāi)始發(fā)電。如果我們將水位提高來(lái)沖水輪機(jī),可發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速增加。因此可知水位差愈大則水輪機(jī)所得動(dòng)能愈大...
優(yōu)點(diǎn):比起火力發(fā)電來(lái)說(shuō),不產(chǎn)生廢氣廢渣,綠色環(huán)保;小型電站易于興建且造價(jià)低廉缺點(diǎn):受地理位置影響大;有可能對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成一定破壞;大型的建造費(fèi)時(shí)費(fèi)力;峰谷差值比較大,汛期和旱期發(fā)電量不同
海水淡化技術(shù)近年來(lái)發(fā)展較快,但耗能較多,費(fèi)用約為常規(guī)供水方法的10倍。1980年全世界海水淡化總量約27億m,小于總用水量的1/1000。其中60%分布在阿拉伯半島等能源豐富而又嚴(yán)重缺水的國(guó)家。
人工影響天氣,催雨播云,自1946年首次試驗(yàn)成功后,已試驗(yàn)數(shù)百次,在增加水庫(kù)蓄水量、緩解旱情、撲滅森林火災(zāi)等方面都起過(guò)一定作用。但因影響因素很多,要有一定的氣象條件,80年代仍處于試驗(yàn)研究階段。
水資源開(kāi)發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)如下。①重視流域規(guī)劃:為充分利用水資源,現(xiàn)代水利建設(shè)要求以流域?yàn)閱卧?,進(jìn)行多目標(biāo)水利規(guī)劃。70年代以前,流域規(guī)劃主要從工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮。70年代以后,流域規(guī)劃除考慮工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素外,開(kāi)始重視社會(huì)、環(huán)境等方面的問(wèn)題及其長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。②重視生態(tài)環(huán)境問(wèn)題:60年代以前,所關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題主要是水源污染。隨著水資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā),70年代以后,開(kāi)始注意整個(gè)流域生態(tài)環(huán)境不容忽視、而且不少是不可逆轉(zhuǎn)的影響。埃及阿斯旺高壩建成后,其環(huán)境影響引起全世界的關(guān)注和爭(zhēng)議。蘇聯(lián)為發(fā)展中亞地區(qū)的灌溉,引用阿姆河和錫爾河的大量徑流,使咸海海面從50年代末的6.4萬(wàn)km縮減到80年代初的 4萬(wàn)km,水位下降10m以上。為補(bǔ)充咸海水量,計(jì)劃從西伯利亞調(diào)水,但因可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響而遲遲不能決定。因此,對(duì)重大水利工程,需要事先作出對(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià),權(quán)衡利弊,才可決定。③提高用水效率、加強(qiáng)水資源管理:為緩解水資源匱乏現(xiàn)象,許多國(guó)家已重視水資源的管理,提高用水效率。農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力最大。工業(yè)方面主要是提高水的重復(fù)利用率。城鎮(zhèn)建筑采用節(jié)水型設(shè)備,并推廣中水道,使飲用水與雜用水的管道分開(kāi)。在多水季節(jié)將多余的地表水人工補(bǔ)給地下含水層,建造地下水庫(kù),是緩和水資源緊缺的經(jīng)濟(jì)合理措施。原聯(lián)邦德國(guó)人工補(bǔ)給地下水的水量已占地下水抽取量的30%。
抽取地下水是最古老的用水方式。80年代估計(jì)全世界總用水量中約 1/5取自地下含水層。許多地區(qū)因地下水超采嚴(yán)重,已引起地下水位大幅度下降、地面下沉和沿海地區(qū)海水入侵地下含水層的現(xiàn)象。為緩解這些現(xiàn)象,許多國(guó)家一方面限制抽取地下水,另一方面采取向地下含水層人工回灌的技術(shù)。
為解決干旱缺水地區(qū)用水需要,世界上已有10多個(gè)國(guó)家進(jìn)行跨流域調(diào)水。規(guī)模較大的有:①巴基斯坦的印度河調(diào)水工程;②蘇聯(lián)從額爾齊斯河向奴拉河調(diào)水工程;③美國(guó)加利福尼亞州調(diào)水工程。有些國(guó)家還計(jì)劃或設(shè)想建更大規(guī)模的調(diào)水工程,如蘇聯(lián)計(jì)劃從西伯利亞向中亞細(xì)亞調(diào)水,美國(guó)設(shè)想調(diào)阿拉斯加的水經(jīng)加拿大到美國(guó)本土。這些計(jì)劃或因環(huán)境和社會(huì)問(wèn)題,或因投資問(wèn)題,在近期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)代水資源開(kāi)發(fā)強(qiáng)調(diào)綜合利用,防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、供水、漁業(yè)和旅游業(yè)等多目標(biāo)開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)途徑主要是:①在河道上筑壩蓄水,調(diào)節(jié)徑流;②建跨流域引水工程,調(diào)節(jié)水資源在地區(qū)上的分布不均;③開(kāi)發(fā)地下水。其中以第一種途徑最主要。
至1986年,全世界已建成庫(kù)容1億m以上的水庫(kù)2700余座,總庫(kù)容逾6.4萬(wàn)億m,約占全世界陸地年平均河川徑流量的14%。36年來(lái),水庫(kù)總庫(kù)容約增加了10倍。庫(kù)容 1億m以上的水庫(kù)約80%以上是1950年后建成的。已建和在建的100億m以上的大水庫(kù)約100座,總庫(kù)容約3.5萬(wàn)億m;庫(kù)容500億m以上的特大水庫(kù)19座,總庫(kù)容約1.7萬(wàn)億m,其中6座在蘇聯(lián)、5座在加拿大。至1989年,世界上最大的水庫(kù)為蘇聯(lián)1967年建成的布拉茨克水庫(kù),總庫(kù)容約1694億m。
第二次世界大戰(zhàn)后,世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,以及為滿足日益增長(zhǎng)的人口的需要,世界上許多國(guó)家投入大量資金發(fā)展水利,在整治河道、提高防洪能力、擴(kuò)大灌溉面積、建設(shè)大水庫(kù)和大水電站、 改善航運(yùn)條件、 跨流域引水、防治水污染、保護(hù)水源以及結(jié)合水利工程發(fā)展旅游等方面,都取得了較大成就,使水資源的開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)達(dá)到了較高水平。
但由于降水在地理上和時(shí)間上分布不均,人類尚無(wú)能力充分控制和調(diào)節(jié),尚未充分掌握其規(guī)律,致使許多地區(qū)的水旱災(zāi)害仍不斷發(fā)生。此外,由于工農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)居民需水量不斷增長(zhǎng),人口向都市集中,使世界上許多地區(qū),特別是城市地區(qū),水資源不敷使用。水體污染繼續(xù)蔓延,以及管理不善,加劇了水資源的供需矛盾。
水資源開(kāi)發(fā)依靠水文循環(huán),地球上每年再生淡水資源的體積大體上是不變的。降水形成的多年河川徑流量約為44.5萬(wàn)億m。其中約 2/3在洪水季節(jié)直接流入海洋,河川天然基流僅約14萬(wàn)億m。為保持生態(tài)平衡和工程技術(shù)方面的原因,可利用的水資源更少。
據(jù)估計(jì),1950年全世界工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)居民用水總量約1萬(wàn)億m,至1980年已增加到3.5萬(wàn)億m,預(yù)計(jì)到1990年將增加到4萬(wàn)億m。全世界總用水量中,農(nóng)業(yè)用水占最大份額,約70%,其次是工業(yè)用水,約25%,其余5%為城鎮(zhèn)用水。
航道和港口水運(yùn)是一種最古老的運(yùn)輸方式,二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,有明顯發(fā)展。世界上通航里程較長(zhǎng)的內(nèi)河航運(yùn)系統(tǒng)主要在下列國(guó)家和地區(qū)。①美國(guó):航道總長(zhǎng)逾4萬(wàn)km,其中約一半的水深超過(guò)2.74m,48%在密西西比河干支流上,可與五大湖相通;②蘇聯(lián):有保證航運(yùn)水深的航道逾8萬(wàn)km,伏爾加航運(yùn)系統(tǒng)總長(zhǎng)6000km,上達(dá)莫斯科,下通黑海和里海;③歐洲:多瑙河-萊茵河航運(yùn)系統(tǒng),在80年代德國(guó)開(kāi)始興建的美因-多瑙運(yùn)河完成后,東至里海,西至北海,橫貫歐洲大陸,航道全長(zhǎng)約3000km,可通航3000t船隊(duì);④中國(guó):1988年底有可通航的河道約10.9萬(wàn)km,其中約7萬(wàn)km分布在長(zhǎng)江水系,但大部分水深和通航能力不大。
目前世界上最大的海港是荷蘭的鹿特丹港,吞吐量以1973年最大,達(dá)3億t以上。二次大戰(zhàn)后集裝箱碼頭發(fā)展很快。
航道和港口的發(fā)展趨勢(shì)如下。①渠化航道(見(jiàn)渠化工程):為提高通航能力,改善通航條件,主要是疏浚和進(jìn)行河道整治,并結(jié)合水資源的開(kāi)發(fā),建船閘和升船機(jī),渠化航道。80年代,全世界已渠化的航道長(zhǎng)約17000km以上。航道水深一般要求大于2.74m。密西西比河可通過(guò)載重量逾6萬(wàn)t的頂推船隊(duì)。②擴(kuò)大港口吞吐能力:為提高港口的吞吐能力,主要是開(kāi)辟深水航道和開(kāi)挖深水港池,發(fā)展海河聯(lián)運(yùn),擴(kuò)大碼頭裝卸設(shè)備的能力,發(fā)展集裝箱碼頭。集裝箱貨運(yùn)量的比重日益增加。
水土保持由于自然條件不利、濫伐森林、過(guò)度墾殖和放牧,以及耕作制度不合理,水土流失嚴(yán)重。80年代初,全世界土壤侵蝕面積約達(dá)2500萬(wàn)km,占全世界陸地面積的18.5%??偟拿磕昵治g土壤約600億t。中國(guó)、美國(guó)、蘇聯(lián)和印度四個(gè)國(guó)家合計(jì)土壤流失量約占全世界的一半。不少國(guó)家已成立專門(mén)機(jī)構(gòu)治理水土流失。
水土保持的發(fā)展趨勢(shì)如下。①小流域綜合治理:以小流域?yàn)閱卧?,進(jìn)行規(guī)劃,綜合治理。②工程措施與林草、農(nóng)業(yè)耕作措施相結(jié)合:70年代以來(lái),許多國(guó)家重視工程措施與林草、農(nóng)業(yè)耕作措施相結(jié)合,治理水土流失。水土保持農(nóng)業(yè)耕作措施已被證明是控制水土流失的有效措施之一。
大壩工程據(jù)國(guó)際大壩委員會(huì)登記,1950年,全世界15m以上的大壩約有5200座,到1986年已增加到3.6萬(wàn)余座,其中中國(guó)有1.88萬(wàn)余座,占全世界的一半以上。
1951~1974年,世界上大壩建設(shè)發(fā)展速度最快,此后逐漸減慢。已建大壩中,土石壩約占82%,高30m以下的低壩約占78%,高100m以上的高壩總數(shù)只占1.14%。目前有高200m以上的高壩24座。高100m以上的高壩,絕大多數(shù)是二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后建成的。
當(dāng)前世界上最高的土石壩是蘇聯(lián)1989年建成的羅貢壩,高335m;最高的重力壩是瑞士1962年建成的大迪克桑斯壩,高285m;最高的拱壩是蘇聯(lián)1980年建成的英古里壩,高272m。
大壩建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)如下。①高土石壩和薄拱壩發(fā)展較快:1950年100m以上的高土石壩只有13座,到1986年已增加到 174座。1950年100m以上的高拱壩也只有13座,到1986年已增加到126座。高土石壩發(fā)展快的原因是:土力學(xué)的發(fā)展;大型施工機(jī)械和施工技術(shù)發(fā)展,使土石壩在施工速度和造價(jià)上可與混凝土壩競(jìng)爭(zhēng);土石壩對(duì)壩基條件要求較低;對(duì)筑壩用的土石料的要求放寬,可充分利用當(dāng)?shù)夭牧?;高土石壩的抗震性能較好,在高烈度地震區(qū)建土石壩較安全;地下工程技術(shù)的發(fā)展,使土石壩的導(dǎo)流和泄洪布置比較方便;深覆蓋層的防滲技術(shù)的發(fā)展,使地基處理比較可靠。高薄拱壩發(fā)展較快的原因是地基處理技術(shù)的發(fā)展,使原來(lái)認(rèn)為不宜建拱壩的壩址可建拱壩;高強(qiáng)度混凝土的發(fā)展,使拱壩的容許應(yīng)力可以提高;拱壩可在壩頂和壩身泄洪;計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,使用高速電子計(jì)算機(jī)可在較短時(shí)間內(nèi)比較幾種設(shè)計(jì)方案,予以優(yōu)化。②新壩型發(fā)展較快:30多年來(lái)發(fā)展較快的新壩型有鋼筋混凝土面板堆石壩、瀝青混凝土面板堆石壩、瀝青混凝土心墻堆石壩、定向爆破法筑堆石壩、碾壓混凝土壩等。③重視壩的安全:自1959年法國(guó)高66m的馬爾帕塞雙曲拱壩失事后,大壩的安全引起各國(guó)重視。隨著許多壩的老化,大壩的安全問(wèn)題也越加突出。不少國(guó)家制訂了大壩安全檢查的法令,加強(qiáng)壩體狀態(tài)的觀測(cè),安裝大壩安全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)以及加強(qiáng)大壩管理。大壩安全檢查中發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題是壩基和壩體的滲漏,壩體和壩基的抗震穩(wěn)定性,以及土石壩的泄洪能力不足等。2100433B
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水力發(fā)電 1. 水力發(fā)電簡(jiǎn)述 2. 水力發(fā)電的特點(diǎn) 3. 水力發(fā)電的分類 4. 水力發(fā)電的歷史 前言 我國(guó)水力資源豐富,居世界第一,最新查明理論蘊(yùn)藏量 6.94億千瓦、技 術(shù)可開(kāi)發(fā)量 5.42億千瓦、經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量 4.02億千瓦,按技術(shù)可開(kāi)發(fā)量至今僅開(kāi) 發(fā)利用 20%。截止 2005年底,我國(guó)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到 50841億千瓦。其中,水電 11652 萬(wàn)千瓦,占 22.9%。以技術(shù)可開(kāi)發(fā)量 5.42億千瓦為基數(shù), 中國(guó)目前水電資源開(kāi)發(fā) 程度不足 25%。與世界水電開(kāi)發(fā)先進(jìn)水平相比, 存在著巨大的差距。 加快水電資 源開(kāi)發(fā),是提高中國(guó)水能資源利用效率的迫切需要, 水電開(kāi)發(fā)的前景是極其廣闊 的。 水力發(fā)電 是利用河流、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處, 將其中所 含之位能轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)之動(dòng)能, 再以水輪機(jī)為原動(dòng)力, 推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。利 用水力 (具有水頭 )推動(dòng)水力機(jī)械 (水輪機(jī) )轉(zhuǎn)動(dòng),將水
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1 水力發(fā)電 第一節(jié):水力發(fā)電簡(jiǎn)述 水力發(fā)電是利用河流、 湖泊等位于高處具有位能的水流至低處, 將其中所含之位能 (勢(shì) 能)轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)的動(dòng)能,再以水輪機(jī)為原動(dòng)力,推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。利用水力 (具有水 頭 )推動(dòng)水力機(jī)械 (水輪機(jī) )轉(zhuǎn)動(dòng),將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。 如果在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)械 (發(fā) 電機(jī) ),隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來(lái),這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?水力發(fā)電在某種意義上講是水的位能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,再轉(zhuǎn)變成電能的過(guò)程。 因水力發(fā) 電廠所發(fā)出的電力電壓較低, 要輸送給距離較遠(yuǎn)的用戶, 就必須將電壓經(jīng)過(guò)變壓器增高, 再 由空架輸電線路輸送到用戶集中區(qū)的變電所, 最后降低為適合家庭用戶、 工廠用電設(shè)備的電 壓,并由配電線輸送到各個(gè)工廠及家庭。 第二節(jié):水力發(fā)電特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn): (1)清潔能源。 (2)效率高,成本低。 (3)防洪、灌溉、改善航運(yùn)。 (4)水產(chǎn)養(yǎng)殖。 缺點(diǎn): (1)工程投資大
水資源與現(xiàn)代水利屬于科學(xué)和文化素質(zhì)教育課程,走進(jìn)“水資源與現(xiàn)代水利”,了解中國(guó)的治水歷史,感受水與人類文明,共創(chuàng)水利輝煌。
水資源與現(xiàn)代水利主要面向低年級(jí)水利類專業(yè)及非水利類專業(yè)本科生和社會(huì)大眾。
預(yù)備知識(shí)
學(xué)習(xí)水資源與現(xiàn)代水利需要具有中等專業(yè)或高中畢業(yè)的文化知識(shí)基礎(chǔ)。
水資源與現(xiàn)代水利分六講,課程講授圍繞著水循環(huán)特點(diǎn),水在生產(chǎn)和生活中重要性,面臨著“水多”“水少”和“水臟”三大水問(wèn)題的成因危害和解決這些問(wèn)題的思路、主要的工程和非工程措施方法,現(xiàn)代水利發(fā)展新形勢(shì)、新思路和新任務(wù)的主線展開(kāi)。6講的標(biāo)題分別是水與人類文明,面臨的水問(wèn)題,水資源開(kāi)發(fā)利用,洪澇災(zāi)害防治,水生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù),水利之未來(lái)。