物理校本課程

水能和水能資源水能或稱(chēng)為水力發(fā)電，是運(yùn)用水的勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能來(lái)發(fā)電的方式。以水力發(fā)電的工廠稱(chēng)為水力發(fā)電廠，簡(jiǎn)稱(chēng)水電廠，又稱(chēng)水電站。水能主要用于水力發(fā)電，其優(yōu)點(diǎn)是成本低、可連續(xù)再生、無(wú)污染。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源；狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規(guī)能源，一次能源。人們目前最易開(kāi)發(fā)和利用的比較成熟的水能也是河流能源，水的落差在重力作用下形成動(dòng)能，從河流或水庫(kù)等高位水源處向低位處引水，利用水的壓力或者流速?zèng)_擊水輪機(jī)，使之旋轉(zhuǎn)，從而將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，切割磁力線產(chǎn)生交流電。太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)地球上水循環(huán)，使之持續(xù)進(jìn)行。地表水的流動(dòng)是重要的一環(huán)，在落差大、流量大的地區(qū)，水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少，水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。世界上水力發(fā)電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運(yùn)動(dòng)均可以用來(lái)發(fā)電。岷縣水電資源概況圖一岷縣地形圖岷縣位于甘肅南部洮河中游，水資源豐富，境內(nèi)水系分長(zhǎng)江、黃河兩大流域，3個(gè)水系，有洮河、迭藏河等大小河流22條，年平均徑流量42.09億立方米，是我省境內(nèi)少有的水電資源大縣，水能蘊(yùn)藏量33.5萬(wàn)千瓦。黃河上游最大的支流洮河流經(jīng)縣內(nèi)13個(gè)鄉(xiāng)83.5公里，沿洮河可開(kāi)發(fā)梯級(jí)電站６座，裝機(jī)容量１２萬(wàn)千瓦，發(fā)電量６．４億千瓦時(shí)。岷縣水電資源的開(kāi)發(fā)與利用情況近年來(lái)我縣大力開(kāi)發(fā)水電資源，至今已建成劉家浪電站、古城電站、清水電站、坎峰電站，總裝機(jī)容量8.2萬(wàn)千瓦。其中裝機(jī)1萬(wàn)千瓦上網(wǎng)劉家浪水電站累計(jì)銷(xiāo)售收入達(dá)8000余萬(wàn)元，為我縣工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。古城水電站總投資2.14億元，裝機(jī)容量2.55萬(wàn)千瓦，級(jí)集發(fā)電、澆灌、養(yǎng)殖、旅游與一體。裝機(jī)容量圖二清水電站分別為2.15萬(wàn)千瓦和1.5萬(wàn)千瓦的清水電站的坎峰電站年發(fā)電均在7800萬(wàn)千瓦時(shí)以上。梅川小水電以電代燃料電站、祥云二號(hào)水電站和龍王臺(tái)電站正處于發(fā)電試運(yùn)行階段。冰橋?yàn)乘娬尽⒙狗逅娬?、祥云一?hào)水電站已完成項(xiàng)目前期和相關(guān)批復(fù)，即將圖三建設(shè)中的龍王臺(tái)水電站建成。屆時(shí)，長(zhǎng)83.5公里的洮河和長(zhǎng)47.2公里的迭藏河上將亮起璀璨的“夜明珠”。水能資源開(kāi)發(fā)的基本方式壩式（蓄水式）水電站壩式水電站示意圖壩式（蓄水式）水電站由河道上的擋水建筑物壅高水位而集中發(fā)電水頭的水電站。壩式水電站由擋水建筑物、泄水建筑物、壓力管道、廠房及機(jī)電設(shè)備等組成。由壩作擋水建筑物時(shí)多為中高水頭水電站。由閘作擋水建筑物時(shí)多為低水頭水電站。當(dāng)水頭不高且河道較寬闊時(shí)，可用廠房作為擋水建筑物的一部分，這類(lèi)水電站又稱(chēng)河床式水電站，也屬壩式水電站。壩式水電站適宜建在河道坡降較緩且流量較大的河段。此類(lèi)電站有葛洲壩電站和三峽水電站。引水式水電站引水式水電站引水式水電站是自河流坡降較陡、落差比較集中的河段，以及河灣或相鄰兩河河床高程相差較大的地方，利用坡降平緩的引水道引水而與天然水面形成符合要求的落差(水頭)發(fā)電的水電站。山區(qū)河流的特點(diǎn)是流量不大，但天然河道的落差一般較大，這樣，發(fā)電水頭可通過(guò)修造引水明渠或引水隧洞來(lái)取得，適合于修建引水式水電站。中國(guó)已建成的引水式水電站，最大水頭為629m（云南以禮河第三級(jí)鹽水溝水電站）；引水隧洞最長(zhǎng)的為8601m（四川漁子溪一級(jí)水電站）。混合式水電站混合式水電站示意圖由壩和引水道兩種建筑物共同形成發(fā)電水頭的水電站，即發(fā)電水頭一部分靠攔河壩壅高水位取得，另一部分靠引水道集中落差取得?；旌鲜剿娬究梢猿浞掷煤恿饔欣奶烊粭l件，在坡降平緩河段上筑壩形成水庫(kù)，以利徑流調(diào)節(jié)，在其下游坡降很陡或落差集中的河段采用引水方式得到大的水頭。這種水電站通常兼有壩式水電站和引水式水電站的優(yōu)點(diǎn)和工程特點(diǎn)。混合式水電站適用于上游有良好壩址，適宜建庫(kù)，而緊鄰水庫(kù)的下游河道突然變陡或河流有較大轉(zhuǎn)彎的情況?；旌鲜剿娬竞鸵剿娬局g沒(méi)有明確的分界線。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，混合式水電站的水頭是由壩河引水建筑物共同形成的，且壩一般構(gòu)成水庫(kù)。而引水式水電站的水頭，只由引水建筑物形成，壩只起到抬高上游水位的作用。四川獅子灘、福建古田溪、廣東流溪河、東北鏡泊湖水電站均屬該類(lèi)型水電站。梯級(jí)開(kāi)發(fā)和梯級(jí)水電站梯級(jí)水電站是在在同一條河流上、下游有水流聯(lián)系的水電站群。梯級(jí)水電站對(duì)河流的水能利用特征非常明顯：在水頭利用上，是分級(jí)開(kāi)發(fā)、分段利用；在水量利用上是多次開(kāi)發(fā)、重復(fù)利用，因此，在上下梯級(jí)之間表現(xiàn)出明顯的相互影響的制約。1933年，美國(guó)在田納西河流域的開(kāi)發(fā)方案中首次提出多目標(biāo)梯級(jí)開(kāi)發(fā)的主張，并加以實(shí)施。我國(guó)在黃河上游經(jīng)過(guò)50年的梯級(jí)開(kāi)發(fā)建設(shè)，已建成5座大中型電站，形成312億立方米的庫(kù)容和擁有300萬(wàn)千瓦的裝機(jī)。目前，世界上梯級(jí)水電站開(kāi)發(fā)建設(shè)最完善的有美國(guó)和加拿大境內(nèi)的哥倫比亞河，干支流共建42座梯級(jí)、總裝機(jī)達(dá)3335萬(wàn)千瓦，是世界上梯級(jí)數(shù)最多的河流。衡量一個(gè)河流梯級(jí)的效益大小，不在于梯級(jí)中個(gè)別電站的效益大小。一個(gè)梯級(jí)總廠的整體效益大于該梯級(jí)內(nèi)各個(gè)電站效益之和。這個(gè)道理是顯而易見(jiàn)的。因此，梯級(jí)電站的管理應(yīng)該把整個(gè)梯級(jí)的宏觀效益放在首位。首先，在調(diào)度管理上，必須在梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度的前提下再進(jìn)行電站和機(jī)組間的優(yōu)化調(diào)度和負(fù)荷分配，使水能資源利用最充分、最合理，機(jī)