物理校本課程

水能和水能資源水能或稱為水力發(fā)電，是運用水的勢能和動能轉(zhuǎn)換成電能來發(fā)電的方式。以水力發(fā)電的工廠稱為水力發(fā)電廠，簡稱水電廠，又稱水電站。水能主要用于水力發(fā)電，其優(yōu)點是成本低、可連續(xù)再生、無污染。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能，從河流或水庫等高位水源處向低位處引水，利用水的壓力或者流速沖擊水輪機，使之旋轉(zhuǎn)，從而將水能轉(zhuǎn)化為機械能，然后再由水輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，切割磁力線產(chǎn)生交流電。太陽能驅(qū)動地球上水循環(huán)，使之持續(xù)進行。地表水的流動是重要的一環(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動均可以用來發(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)水系分長江、黃河兩大流域，3個水系，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，水能蘊藏量33.5萬千瓦。黃河上游最大的支流洮河流經(jīng)縣內(nèi)13個鄉(xiāng)83.5公里，沿洮河可開發(fā)梯級電站６座，裝機容量１２萬千瓦，發(fā)電量６．４億千瓦時。岷縣水電資源的開發(fā)與利用情況近年來我縣大力開發(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，總裝機容量8.2萬千瓦。其中裝機1萬千瓦上網(wǎng)劉家浪水電站累計銷售收入達(dá)8000余萬元，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，裝機容量2.55萬千瓦，級集發(fā)電、澆灌、養(yǎng)殖、旅游與一體。裝機容量圖二清水電站分別為2.15萬千瓦和1.5萬千瓦的清水電站的坎峰電站年發(fā)電均在7800萬千瓦時以上。梅川小水電以電代燃料電站、祥云二號水電站和龍王臺電站正處于發(fā)電試運行階段。冰橋灣水電站、鹿峰水電站、祥云一號水電站已完成項目前期和相關(guān)批復(fù)，即將圖三建設(shè)中的龍王臺水電站建成。屆時，長83.5公里的洮河和長47.2公里的迭藏河上將亮起璀璨的“夜明珠”。水能資源開發(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、廠房及機電設(shè)備等組成。由壩作擋水建筑物時多為中高水頭水電站。由閘作擋水建筑物時多為低水頭水電站。當(dāng)水頭不高且河道較寬闊時，可用廠房作為擋水建筑物的一部分，這類水電站又稱河床式水電站，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)電水頭可通過修造引水明渠或引水隧洞來取得，適合于修建引水式水電站。中國已建成的引水式水電站，最大水頭為629m（云南以禮河第三級鹽水溝水電站）；引水隧洞最長的為8601m（四川漁子溪一級水電站）。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。混合式水電站可以充分利用河流有利的天然條件，在坡降平緩河段上筑壩形成水庫，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)點和工程特點?；旌鲜剿娬具m用于上游有良好壩址，適宜建庫，而緊鄰水庫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沒有明確的分界線。嚴(yán)格說來，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。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型水電站。梯級開發(fā)和梯級水電站梯級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。梯級水電站對河流的水能利用特征非常明顯：在水頭利用上，是分級開發(fā)、分段利用；在水量利用上是多次開發(fā)、重復(fù)利用，因此，在上下梯級之間表現(xiàn)出明顯的相互影響的制約。1933年，美國在田納西河流域的開發(fā)方案中首次提出多目標(biāo)梯級開發(fā)的主張，并加以實施。我國在黃河上游經(jīng)過50年的梯級開發(fā)建設(shè)，已建成5座大中型電站，形成312億立方米的庫容和擁有300萬千瓦的裝機。目前，世界上梯級水電站開發(fā)建設(shè)最完善的有美國和加拿大境內(nèi)的哥倫比亞河，干支流共建42座梯級、總裝機達(dá)3335萬千瓦，是世界上梯級數(shù)最多的河流。衡量一個河流梯級的效益大小，不在于梯級中個別電站的效益大小。一個梯級總廠的整體效益大于該梯級內(nèi)各個電站效益之和。這個道理是顯而易見的。因此，梯級電站的管理應(yīng)該把整個梯級的宏觀效益放在首位。首先，在調(diào)度管理上，必須在梯級優(yōu)化調(diào)度的前提下再進行電站和機組間的優(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