水力發電

    一、水能資源與河流水電開發
1.水能資源的特點
廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋熱能等資源；狹義的水能資源是指河流水能資源。河流水能有以下特點：
（1）水能是再生能源。河流水能是河流水體在自然界水文循環過程中潛在的能源資源。在太陽的作用下，水文循環周而復始，永不停止。因此，水能資源具有重復再生、永不枯竭的特點。在能源分類中，水能和太陽能、風能、海洋能、生物質能同屬于再生性能源。
（2）水能是清潔能源。水能是水體中自然蘊藏的物理能，在開發轉換為電能的過程中不發生化學變化，不排出有害物質，對空氣和水不產生污染，屬清潔能源。
（3）水能可迅速轉化為電能。水能在人工措施作用下形成水體蓄能，由水體蓄能轉換為機械能，再轉化為電能幾乎是同時完成。能量轉換運行操作靈便，是電力系統最好的調峰、調頻和事故備用電源，對改善電力系統運行狀況，提高電能質量，具有重要作用。
（4）水能開發具有綜合利用效益。大中型蓄水樞紐工程開發利用水能資源時，具有較好的徑流調節性能，可同時兼顧防洪、供水、發電、航運、水產等綜合利用 要求。因此，水能開發要綜合考慮各用水部門的合理要求，以取得整體效益最優為原則。小型水庫和引水式水電站，受天然河道徑流變化的影響大，徑流調節性能 差，很難滿足綜合利用要求。
（5）水能開發對社會、環境、資源影響大。修建大中型水庫樞紐工程，有可能淹沒一些耕地、生物、礦產、文物、景觀 等資源，要遷移較多的城鎮、居民，要影響到河流水生態和正常的水循環，以及各種交通、電力、通信等基礎設施。因此，開發利用水能資源，要權衡利弊，綜合論 證，科學決策。
2.梯級水電開發
從河流或河段的上游到下游，呈階梯形地修建多級水電站，以充分利用河流水能資源的開發方式。
在河流梯級開發規劃中，首先要充分了解和掌握河流或河段的地形、地質、水文、社會經濟和生態環境等基本特性資料，初步擬定可能開發的梯級電站站址。按照 水能資源的基本控制因素，比較理想的梯級開發方案是多級水電站正常蓄水位和尾水位上下梯級相銜接，或略有重疊，以充分利用河流的落差。但在某些局部河段， 由于有大批的耕地、重要的居民區、城鎮、交通設施、文物古跡或生態環境保護區等，為了避免造成代價過大的淹沒損失，經過多學科論證，應該放棄這一河段落差 的利用，成為不連續階梯式的開發方式。因此，河流水利水能資源的綜合利用和梯級開發布局是一項十分復雜的工作，必須慎重處理好開發和保護的關系。
3.跨流域水電開發
利用相鄰流域之間水體的高程差，將一個流域的部分水量引到另一個流域進行發電的開發方式。
根據相鄰流域的地形、地貌狀況不同，跨流域水電開發有以下兩種情況。
（1）在地形復雜、高差懸殊的山區，有兩條相鄰河流，在較短距離內存在著較大的高程差。如將位于高處河流的部分水量引向低處的河流，即可獲得較大的發電效益。
（2）在高原地區，相鄰河流或湖泊之間高程差別不大，可以用比較簡單的工程措施予以溝通，將其中一條河流的部分水量集中到另一條自然條件較有利的河流上進行發電。
跨流域引水開發，除了用于發電以外，還可用于供水及航運等?？缌饔蛞_發的核心問題是引水量規模，在論證引水量規模大小時，要充分考慮相鄰流域經濟社會發展和生態環境保護等需水規劃，要防止對區域之間協調發展和生態環境保護的不利影響。

二、水電站分類
1.按開發方式分類
（1）壩式水電站,是在河流上攔河筑壩，壅高水位，以形成發電水頭的水電站。壩式水電站，按廠房與壩的相對位置，可分為河床式、壩后式、壩內式、廠房頂溢流式、岸邊式和地下式等。
（2）引水式水電站，是采用引水建筑物集中天然河道落差以形成發電水頭的水電站。根據引水道的水力條件，引水式水電站可分為無壓與有壓兩類。無壓引水采用明渠或無壓隧洞明流引水，適用于中小型水電站；有壓引水采用壓力隧洞或壓力管道引水，適用于大中型水電站。
（3）混合式水電站，是由擋水建筑物和引水系統共同形成發電水頭的水電站。發電水頭的一部分靠攔河擋水閘壩雍高水位取得，另一部分靠引水道集中落差取得?；旌鲜剿娬就ǔ＜嬗袎问胶鸵剿娬镜墓こ烫攸c，具有較好的綜合利用效益。
（4）抽水蓄能電站，是具有上、下水庫，利用電力系統中低谷多余電能，把下水庫的水抽到上水庫內，以位能的形式蓄能，需要時再從上水庫放水至下水庫進行發電的水電站。按水源不同，抽水蓄能電站又可分為純抽水蓄能電站、混合式抽水蓄能電站、調水式抽水蓄能電站。
2.按工作水頭分類
（1）高水頭水電站，通常指水頭大于200m的水電站。高水頭水電站一般建在河流上游的高山地區，多為引水式或混合式水電站。如為壩式水電站，壩的高度常在250m以上。
（2）中水頭水電站，通常指水頭為40～200m的水電站，中水頭水電站應用范圍比較廣泛，多數為壩式或混合式水電站。
（3）低水頭水電站，通常指水頭在40m以下的水電站，也有將2～4m水頭的水電站稱為極低水頭水電站。低水頭水電站多建在河流坡降平緩的中下游河段，普遍采用河床式電站。
3.按裝機容量分類
（1）大型水電站。電站總裝機容量在30萬kW（300MW）及以上的水電站。1994年,中國國家技術監督局和建設部聯合發布的《中華人民共和國防洪 標準》(GB 50201—94)中規定，水電站裝機容量大于等于120萬kW者為大（1）型，120萬～30萬kW者為大（2）型。大型水電站多建在大江大河上，需要 研究解決的環境、社會、技術和經濟問題也比較復雜。
（2）中型水電站。電站總裝機容量為5萬～30萬kW（不含30萬kW）的水電站。中型水電站多建在中小河流上，需要研究的問題相對較簡單，易于解決。
（3）小型水電站。電站總裝機容量在5萬kW（50 MW）以下的水電站。小水電資源多分布在山丘地區中小河流上，小水電的迅速發展，成為我國廣大農村生產、生活的重要能源設施。
4.按調節性能分類
（1）多年調節水電站，是具有足夠調節庫容的水庫，可以使江河豐水年份多余的水量存儲在水庫里供枯水年份使用的水電站。多年調節水電站的水庫調節周期一 般在2年以上，有的多達數年。多年調節水庫在一般水文情況下，庫容系數在0.3以上，并可同時進行年調節、周調節和日調節。
（2）年調節水電站，是具有一定調節庫容的水庫，可將設計枯水年的年徑流量調節為全年均勻分布的水電站。年調節水庫的庫容系數一般為0.25～0.30。年調節水電站常有完全年調節和不完全年調節之分，前者即為年調節水電站，后者則為季調節水電站。
（3）季調節水電站，是具有一定調節庫容的水庫，能將設計枯水年豐水期一部分徑流量儲存起來，供枯水期使用的水電站。又稱不完全年調節水電站。季調節水 庫的庫容系數一般為0.025～0.20。季調節所能達到的程度，取決于枯水年徑流變化情況和調節庫容大小兩個因素，其調節時段的長短，有的水電站可達半 年，有的只有1～2個月。
（4）周調節水電站，是具有周調節的水庫，能將一周內的天然來水量按周內各日負荷變化過程重新分配的水電站。周調節水電站可同時進行日調節。
（5）日調節水電站，是具有日調節的水庫（或水池），能將一日內的天然來水量按日負荷變化過程重新分配的水電站。日調節常分為無限制日調節和有限制日調 節，其中有限制日調節，是指因水庫容積不夠，或因下游用水部門的限制，不允許下游水位和流量變幅太大，水電站只能按照一定條件擔負日負荷圖上的工作位置。 為了不受下游水位、流量的限制，有時修建反調節水庫，將水電站下泄的不均勻流量按照下游用水部門的要求再調節一次。
（6）徑流式水電站，是對 天然徑流無調節能力的水電站和僅能進行日調節水電站的通稱。無調節徑流式水電站是完全按照天然徑流量發電，出力和發電量隨著天然流量變化而變化，保證出力 低，季節性電能比重大。徑流式水電站，只有在其上游有調節性能好的水電站，才能獲得良好的動能經濟指標。

三、農村水電
我國從1986年開始，全面部署農村水電建設規劃，經過“七五”、“八五”、“九五”的努力，到2000年共建成653個農村水電初級電氣化縣，極大地 促進了邊遠山區、民族地區和革命老區的經濟發展和社會進步?！笆濉逼陂g繼續建設與農村經濟社會發展相適應的400個水電農村電氣化縣，至2005年有 410個農村電氣化縣全面完成了任務，農村用電水平有較大幅度地提高。促進了中小河流的綜合治理和農村基礎設施建設，促進了農民增收和社會主義新農村建 設，增加了清潔能源供應，改善了能源結構和生態環境。
2006年國家又批準了“十一五”全國水電農村電氣化縣建設規劃，建設范圍為460個農村電氣化縣，實行目標考核，動態管理。
我國小水電資源豐富，是我國重要的資源優勢，也是清潔的可再生能源。要因地制宜地科學合理開發小水電，對解決廣大農村尤其是偏遠貧困山區的用電問題、優 化能源結構、改善農村生產生活條件，促進當地經濟社會發展、生態環境保護和社會主義新農村建設具有重要作用。要以電氣化縣建設為載體，加強制度創新，探索 建立公平高效的小水電資源市場開發機制，規范運作，強化監管，把小水電開發與農民利益、地方發展、環境保護和生態建設有機結合起來，走科學、有序、可持續 發展的道路。要加強工程建設管理，確保工程建設質量。要處理好小水電開發和生態保護的關系，依法做好項目環境影響評價，落實各項環境保護措施。要堅持適度 開發原則，維護河流健康生命。