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水能特点开发现状存在问题有效措施
目录
1.前言1
1.1选题背景1
1.2理论依据1
1.3立题意义1
2.我国水资源特点及水电建设成就1
2.1我国水资源的特点1
2.2我国水电建设成就2
2.3我国水电建设的技术成就3
2.4水能开发的战略重要性5
3.我国水电发展的决定性因素6
3.1贯彻积极发展水电的方针战略6
3.2强化水电发展有关措施6
3.3争取国家政策支持7
3.4保护水资源环境7
3.5实施节约用水提高用水效率7
3.6高度重视抽水蓄能电站建设8
3.7科学地对废水进行处理9
4.21世纪我国水电发展展望9
致谢11
参考文献12
1.前言
1.1选题背景
18世纪30年代开始有新型水力站。
随着工业发展，18世纪末这种水力站发展成为大型工业的动力，用于面粉厂、棉纺厂和矿石开采。
但从水力站发展到水电站，是在19世纪末远距离输电技术发明后才蓬勃兴起。
水能利用的另一种方式是通过水轮泵或水锤泵扬水。
其原理是将较大流量和较低水头形成的能量直接转换成与之相当的较小流量和较高水头的能量。
虽然在转换过程中会损失一部分能量，但在交通不便和缺少电力的偏远山区进行农田灌溉、村镇给水等，仍不失其应用价值。
1.2理论依据
开发利用水体蕴藏的能量的生产技术。
天然河道或海洋内的水体，具有位能、压能和动能三种机械能。
水能利用主要是指对水体中位能部分的利用。
河道中水的位能在自然状态下绝大部分都消耗于沿途摩擦作用，或挟带沙石、冲刷河床等作功过程中。
因此即使高山上的水流具有大量位能，但它向下流达海洋时，其位能亦已消失殆尽。
要开发利用水的位能，首先必须将位能汇集一处，形成集中的水位差。
例如在河道上筑坝塞高水位，或者修筑平缓的引水道与原河道间构成很大落差，或者利用天然瀑布等。
然后，通过简单机械作功或通过水电站，将水能转变为电能。
此外，在沿海地区，还可以利用海湾水面的潮汐涨落时所具有的位能，造成集中的水位差发电。
1.3立题意义
为满足国经济和会不断发展对电力的需求，电力工业仍需保持持续发展。
水电建设在中国的电力工业建设中占有重要的地位，为了实现资源优化配置，节约宝贵的化石能源资源，优化电源结构，减少环境污染，实现可持续发展，国家鼓励发展水电。
到2000年底，中国的水电装机达到7935.2万kW，占全国总装机的24.9％，年发电量2431.3亿kW•h，占全国总的年发电量的17.8％。
我国的水力资源居世界首位，但开发程度很低，水力资源开发前景广阔；
为此，研究制定水电发展战略目标，确定开发布局和战略性项目，并采取必要的开发策与措施。
2.我国水能资源特点与水电建设成就
2.1我国水资源的特点
我国水能资源有三大特点。
一是资源总量十分丰富，但人均资源量并不富裕。
以电量计，我国可开发的水电资源约占世界总量的15％，但人均资源量只有世界均值的70％左右，并不富裕。
到2050年左右中国达到中等发达国家水平时，如果人均装机从现有的0.252kW加到1kW，总装机约为15亿kW，即使6.76亿kW的水能蕴藏量开发完毕，水电装机也只占总装机的30％－40％。
水电的比例虽然不高，但是作为电网不可或缺的调峰、调频和紧急事故簧用的主力电源，水电是保证电力系统安全、优质供电的重要而灵活的工具，因此重要性远高于30％～40％。
二是水电资源分布不均衡，与经济发展的现状极不匹配。
从河流看，我国水电资源主要集中在长江、黄河的中上游，雅鲁藏布江的中下游，珠江、澜沧江、怒江和黑龙江上游，这七条江河可开发的大、中型水电资源都在1000万kW以上，总量约占全国大、中型水电资源量的90％。
全国大中型水电100万kW以上的河流共18条，水电资源约为4.26亿kW，约占全国大、中型资源量的97％。
按行政区划分，我国水电主要集中在经济发展相对滞后的西部地区。
西南、西北11个省、市、自治区，包括云、川、藏、黔、桂、渝、陕、甘、宁、青、新，水电资源约为4.07亿kW，占全国水电资源量的78％，其中云、川、藏三省区共2.9473亿kW，占57％。
而经济相对发达、人口相对集中的东部沿海11省、市，包括辽、京、津、冀、鲁、苏、浙、沪、穗、闽、琼，仅占6％。
改革开放以来，沿海地区经济高遮发展，电力负荷增长很快，目前东部沿海11省、市的用电量已占全国的51％。
这一态势在相当长的时间内难以逆转。
为满足东部经济发展和加快西部开发的需要，加大西部水电开发力度和加快"
西电东送"
步伐已经进行了国家层面的部署。
三是江、河来水量的年内和年际变化大。
中国是世界上季风最显著的国家之一，冬季多由北部西伯利亚和蒙古高原的干冷气流控制，干旱少水，夏季则受东南太平洋和印度洋的暖湿气流控制，高温多雨。
受季风影响，降水时间和降水量在年内高度集中，－般雨季2～4个月的降水量能达到全年的60％～80％。
降水量年际间的变化也很大，年径流最大与最小比值，长江、珠江、松花江为2～3倍，准河达15倍，海河更达20倍之多。
这些不利的自然条件，要求我们在水电规划和建设中必须考虑年内和年际的水量调节，根据情况优先建设具有年凋节和多年凋节水库的水电站，以提高水电的供电质量，保证系统的整体效益。
2.2我国水电建设成就
炎黄子孙为了生存，早在4000年前就开始兴修水利，至春秋战国，水利工程已有相当规模，建设水科也非常先进。
但是，现代化的水电建设起步很晚，直至1910年才开始在云南漠泡出口水道（螳螂洲）修建第一座水电站一石龙坝水电站，装机472kW。
到1949年底，全国水电装机仅16.3万kW，占全国总装机8.8％，水电装机总量居世界第20位。
新中国成立后，尤其是改革开放以来，水电事业有了突飞猛进的发展，到2000年底，装机达到7935万kW，占总装机24.8％。
20世纪90年代的年均增长达433万kW，更遥遥领先于世界其他国家。
新中国水电建设的巨大成就主要表现在三方面。
－是水电装机容量由世界第20位跃居世界第二。
新中国成立后，在大规模经济建设的推动下，结合江河治理，我国水电事业持续快速发展。
改革开放后，水电建设的步伐进一步加快。
除中国外，水电增长最快的其他几个国家，如美国、巳西、曰本、加拿大，年均投产强度只有90－100万kW。
而我国自1993年以后已连续7年投产强度超过300万kW／年，其中1994年和1997年，超过400万kW，1998年达到533万kW，1999年更创历史新高，达790万kW。
这样的发展速度，在世界水电建设史上是绝无仅有。
截至1999年底，全国水电装机7297万kW，比1982年全国电力总装机容量7236万kW还大，目前在世界的排位仅次于美国，居第二位。
二是水电建设技术已具世界水平。
新中国成立时，我国水电除东北伪满时期修建的丰满、水丰、镜泊湖水电站外，几平没有什么大水电。
从50年代起，我国自行设计和建设了浙江新安江水电站、甘肃刘家峡水电站、吉林白山水电站、湖北葛洲坝水电站、四川二滩水电站等一批大型水电站，目前正在建设当今世界最大的长江三峡水电站。
50年来，我们修建了5万多座水电站，其中大中型水电站230多座，己经建成发电的百万kW以上的电站就有1８座。
我国也是世界上筑坝最多的国家，建设各种类型的拦河坝８万多座。
大规模的建设实践使中国的水电技术脐身世界水平，部分领域已进人世界先进行列，如我国正在兴建世界上最大的常规水电站（1820万kW的三峡水电站），已经建成世界上最大的抽水蓄能电站（240万kW的广州抽水蓄能电站），在高坝技术方面也有独特建树。
三是初步建立起适应市场经济的、有中国特色的水电开发、建设机制。
1982年吉林红石水电站建设开始试行投资、工期、质量等总承包1984年云南鲁布革水电站的隧洞施工，第一次引用外资，对世界银行贷款实行国际招标，1988年广州抽水蓄能电站建设开始全面实施以业主贡任制、招标承包制、建设监理制为主要内容的新的水电建设管理体制。
这些体制创新理顺了生产关系，解放了生产力。
2.3我国水电建设技术成就
新中国成立以来我国水电事业发展很快，坝工技术也有了长足的进步。
除对常规坝型外，重点对碾压混凝土坝和钢筋混凝土面板堆石坝的设计和筑坝技术，开展了大规模的研究和广泛的应用。
对在特定条件下建设高坝方面，如复杂地形、地质条件，高地震烈度区，在狭窄河谷宣泄大洪水等，进行过专题攻关。
此外，还围绕设计与施工中的关键技术问题，开展了多学科的综合研究，取得了可喜的成就。
从我国的资源、建筑材料及劳动力优化出发，优选坝型可以达到优化利用资源、改善生态环境、提高社会和经济效益的目的。
在碾压混凝土坝、钢筋混凝土面板堆石坝和高薄拱坝等方面，应用广泛，成就突出。
我国自1986年成功地建成第一座碾压混凝土坝以来，已建和正在设计的该类坝约有50座。
碾压混凝土坝是我国坝工发展有前景的坝型之一。
近期已建、在建和即将开工建设的高度100ｍ以上的碾压混凝土坝有龙滩（216ｍ）、江垭（131ｍ）、百色（126ｍ）、大朝山（121ｍ）、棉花滩（111ｍ），其中碾压混凝土量均超过整个大坝混凝土量的60％以上。
正在施工的龙滩水电站碾压混凝土量占65％左右，施工月高峰浇筑强度超过25万ｍ3，达到世界先进水平。
我国的碾压混凝土筑坝技术，创立了自己的独特经验，以高掺粉煤灰，低稠度、薄层、全断面、快速短间歇连续填筑为特点的我国碾压混凝土筑坝技术在国际上独树一帜。
混凝土面板堆石坝是近二三十年发展起来的一种新坝型，我国的混凝土面板堆石坝虽然起步晚，但起点高、发展快。
10多年来，已建、在建和拟建面板堆石坝坝高在100ｍ以上的就有10多座，如在建的广西区南盘江天生桥一级面板堆石坝坝高178ｍ，责州省乌江洪家波面板堆石坝坝高232ｍ。
除面板堆石坝和面板砂砾石坝坝型外，我国还创新发展出土心墙与混凝土面板坝结合的堆石坝、喷混凝土堆石坝、溢流面板堆石坝和趾板建在深厚覆盖层上的面板堆石坝等新坝型，对建在强地震区的混凝土面板坝（如黑泉面板坝，按８度设防）也有独到之处。
高混凝土拱坝技术。
我国已建成的高度超过30ｍ以上的拱坝已有300多座，是世界上拱坝最多的国家之一。
20世纪８0年代以来，我国陆续建成高度大于100ｍ以上的拱坝多座。
已建设的双曲拱坝有黄河李家峡（坝高165ｍ、B/H=0.163）、雅窘江二滩（坝高250ｍ、B/H=0.232），在建和拟建的有乌江构滩（坝高225ｍ）、黄河拉西瓦（坝高250ｍ）、澜沧江小湾（坝高292ｍ）金沙江溪浴渡（坝高295ｍ）。
尤其是在300ｍ级特高混凝土拱坝专门技术和在高地震烈度区高拱坝的合理体型研究方面，我国在高拱坝应力控制标准、高拱坝建设全过程仿真技术、高拱坝设计判据理论依据、高拱坝孔口配筋理论、设计方法等方面的研究己取得突破性进展，为在我国兴建300ｍ高混凝土拱坝挺供了坚实的科学理论依据。
以小湾和溪浴渡为代表的我国建设中的混凝土双曲薄拱坝，代表了世界拱坝技术的最高水平。
小湾水电站坝高292ｍ，装机4200MW，泄洪总功率46000MW（比二滩水电站多7000MW），坝体受总水推力170ＭＮ，地震基本烈度为８度。
溪洛渡水电站坝高295ｍ，装机容量15
000MW，泄洪总功率为100
000MW，地震烈度为８度。
溪浴渡水电站坝体受总水推力为200ＭＮ，比世界最高水平高出2~3倍。
在我国的大坝建设中，混凝土重力坝是主要的坝型之一，正在兴建的三峡水电工程大坝（坝高175ｍ）也是实体重力坝。
三峡工程重力坝身泄洪量大，泄洪建筑物结构复杂，大坝下泄干年一遇流量是68
000ｍ3／s，万年一遇加10％的洪水也都集中在坝身宣泄。
坝身孔数之多、尺寸之大实属罕见。
20世纪80年代以来，我国重力坝的设计理论与施工技术取得新的进步，在坝工设计中广泛应用了有限单元分析法、可靠度设计理论、坝体优化、坝体温度应力仿真计算、断裂力学、坝体裂缝及扩展追踪、新的坝体泄洪消能工技术，为三峡工程等重力坝建设奠定了坚实的基础。
我国水电工程泄水建筑物的特点.一是高水头、大流量、窄河谷、单宽流量大；
二是低水头、低佛氏数、宽河谷。
这两种泄洪水流的消能技术都是非常难处理的。
世界上最大的伊太普水电站的泄洪功率为5亿MW，而我国的大型电站（如二滩、构皮滩、小湾和溪浴渡等工程）消能要求大都是在河床宽80～110ｍ的范围内，其泄洪功率接近或超过了叫5亿MW，如构皮滩3.16亿MW，二滩3.9亿MW，小湾4.6亿MW，溪洛渡9.8亿MW。
我国水电工程不仅泄洪功率大，而且泄洪、导流流量也大，泄洪建筑的单宽流量和流速均很大。
我国还有多座水头超过200ｍ以上的高坝的泄洪建筑物，流速大于50ｍ／s.，泄洪建筑的单宽流量都大于200ｍ3/s的黄河小浪底水电站，最大含沙量为800kg／m3以上，泄洪建筑物的消能工设计不仅要考虑水头高、流量大，而且还要考虑高水头高遮水流空化和有泥沙磨蚀的情况。
在泄洪建筑物及消能工的研究方面，我国采取了多种途径和方式，如在设计泄洪安排上，采用联合消能工技术为一体，即坝身、坝上、隧洞和水垫塘联合消能，圆满地解决了实践中出现的技术难题。
在20世纪60年代，我国洪门口水电站引水管就采用了钢筋混凝土岔管。
90年代我国建成的广州天荒坪大型抽水蓄能电站，水头高达700～800ｍ，引水岔管主洞直径8～9ｍ、支洞直径3.5～4.2ｍ，由于充分利用围岩的支承作用，钢筋混凝土衬砌体厚仅为0.6ｍ。
对抽水蓄能电站钢筋混凝土引水岔管的安全进行的大量科学实验，研究清楚了岔管和围岩联合受力，为今后设计和建造数量更多、难度更大的抽水蓄能电站积累了经验。
在混凝土坝修建过程中经常遇到不良地质条件，如断层破碎带、节理、裂隙等密集带或软弱夹层，需要进行处理。
我国在坝基不良地质处理方面，有代表性的工程之一是黄河龙羊峡水电站坝基的4号断层（G4）。
这一断层系伟晶岩劈理带，在经过高压水泥灌浆处理后，又进行环氧化学灌浆和聚氨醋灌浆处理，使劈理带变形模量、抗剪强度、单位吸水率都符合设计要求。
其次是铜街子水电站，该工程地质复杂，断层、层间错动发育，含有较多软弱夹层，经过在坝部分全部采用深孔高压喷射冲洗，再进行固结灌浆处理，喷射压力、固结灌浆压力均达到施工要求。
在坝基深厚覆盖层防渗处理方面，我国有代表性的工程是四川省南粒河冶勒水电站、二滩水电站上下游围堰河床和小浪底工程，防渗设计均有独到之处。
我国1965年在梅山水库大坝，首次采用顶应力锚索加固坝肩滑动岩体取得成功。
大吨位的预应力锚索加固技术，已在水工建筑物中广泛应用，特别是在岩质高边坡处理中应用较多，在龙羊峡、天生桥二级、浸湾、隔河岩、五强溪、李家峡、小浪底及三峡工程上都广为应用。
另外，对顶应力锚固结构、锚固体系、内外锚头型式、拖拉设蚤、钻孔工艺、灌浆材料及锚索、锚杆防腐等，也进行许多研究，取得了良好的效果。
据统计，我国已建和在建的水工隧洞有400佘条，长达400ｋｍ，地下厂房40多座。
如云南鲁布革水电站，其地下洞室群上下重叠，交错布置，共有42个洞室，总长3.12ｋｍ，开挖量为238万ｍ3，地下厂房尺寸为18m*38.4m*125m。
目前在建的二滩水电站，导流隧洞尺寸17.5m*23m，是我国目前开挖尺寸最大的隧洞。
溪洛波水电站，两岸各有８条泄洪、引水、交通、变电室等地下洞室群，地下厂房有18台机组，单机800MW，两座地下厂房分别布置在左右两岸山体内，将成为世界上规模最大的地下厂房。
在技术难度具有特色的小浪底工程，其泄洪、排沙、引水、发电、灌溉工程均为地下洞室，集中布置在左岸山体内，洞群密集、纵横交错，堪称世界地下工程建筑奇观。
另外，拉西瓦、龙滩、小湾水电站的地下工程的规模及十三陵、天荒坪、广州抽水蓄能电站的地下洞室群工程规模也很大。
2.4水能开发的战略重要性
谈到可再生能源，水电是主体。
33%的水电技术经济可开发量得到开发，三分之二的经济可行的水电资源仍待开展，其中90%在发展中国家。
在非洲，水电开发率不足8%,所以说对发展中国家来讲，尤其在经济转型的国家来讲，知道的潜在的水能资源能被开发利用是造福人类的一个重要的事情。
目前，发达国家大部分技术及经济可行的水电资源都得到了开发，发展中国家水电开发率还很低，尤其非洲，开发率还不到8%。
因此，优先发展水电对全球，尤其对发展中国家是非常重要的。
发展中国家可以以更好的方式发展水电。
3.我国水电发展的决定性因素
3.1贯彻积极发展水电的方针战略
我国目前的电网发展滞后于电源建设。
省际、大区间的联网滞后，网架结构薄弱，输配电能力不足，制约了用电的增长，因此，"
十五"
期间重点建设电网是完全正确的。
但是，就全国而言，2000年我国人均年用电量不足1000kW.h，人均装机仅0.25kｗ，和世界各国相比实属低水平的"
供需平衡"
。
一些发达国家（如美国、加拿大）1998年人均装机就达到3kW以上，人均年用电量1.3万kW.h以上，连西班牙这样的中等发达国家，1998年人均装机达到1.23kW，人均年用电量近5000kW.ｈ。
因此，我国的电源建设任务仍然任重道远。
从电力行业本身看，只有网、源协调发展，才能提高整体效益。
在目前强调电网建设的同时，一定要兼顾电源的协调发展。
在电源建设方面，根据中国的资源情况，在可顶见的将来，电源仍然要以煤电为主。
由于种种原因，多年来煤电一直发展很快，1995－2000的五年间发电燃煤从4.7亿ｔ增加到5.9亿ｔ。
国家电力公司正着手调整煤电结构，带头关停小煤电，煤电建设以大型和坑口（煤炭基地）为主，重视煤电的脱硫、脱氮改造和推广滑洁煤技术。
考虑到我国水能资源开发程度很低，风力资源丰富，根据现在国家的经济实力，完全有条件大力发展清洁可再生能源，特别是优先发展水电。
在电源结构调整中应努力挺高水电的比重，力争2010年达到30％。
加快发展水电应注意进行水电结构调整，常规水电要从主要开发径流电站和调节性能差的电站转向重点开发年调节电站（特别是龙头电站），从过去只注意开发常规水电，转向既重点开发西部常规水电，又根据电网的需求，协调发展东中部趟区的抽水蓄能电站。
在资本金筹措方面，应从开发规划、勘测设计、施工建设和生产经背等各个环节注意降低成本，提高效益，加快水电建设的资本积累。
3.2强化水电发展有关措施
水电建设工作周期长，投资大，目前资源普查、各项规划、设计储各和滚动开发机制都相对滞后。
因此需要做好以下几方面的工作。
做好资源普查。
核实资源对宏观指导水电开发至为重要，流域水电资源普查的修订工作在国家计委安排下已开始进行，估计技术可开发量将比1980年普查值加大1/3以上，可能超过5.2亿kW。
东部、中部和其他需要建设抽水蓄能电站的省、市、区还应做好相应范围内站址资源的普查。
加强规划的编制。
水电资源规划包括各流域常规水电的梯级规划和有关省、市、区的抽水蓄能电站的选点规划，这应该是政府行为。
开发利用规划包括大规模、跨大区、跨流域的开发利用规划和各大电源开发公司的水电开发经背规划，电源开发公司要从企业战略高度开展水电开发规划工作。
增加水电预可研的项目储各。
对于事关全局的战略性项目，国家要做好引导，企业要积极参与。
完善水电的滚动开发机制。
要加快水电开发，需要完善梯级综合滚动开发的机制。
3.3争取国家政策支持
国家需要通过政策法规，调控、引导企业的经济行为，落实"
积极发展水电"
方针。
在税赋方面，其他行业税改前后税赋水平基本不变，惟有水电税改后赋税水平提高了近10倍，严重影响水电的发展。
目前，水电要交纳的税费多达30佘种，其中不合理又影响较大的有'
（1）增值税。
水电因无进项税抵扣，17％的税率甚不合理，至少应降到和火电一样（8％），还应力争达到小水电的标准（6％）。
（2）耕地占用税。
水电站大多有防洪、灌溉、通航、养殖等综合利用效益，应与水利部门修建的水电站一样，免缴耕地占用税。
此外，建议国家对在建及还贷期的水电站所得税实施优惠减免政策。
在电价改革方面，应建立合理的、科学的上网电价机制。
除了发电和输配电分别许价外，上网电价应改变目前单一的电量计价的方式，按不同腋务内容和质量计价。
实施分时电价（峰谷和洪枯）、各种动态效益（调频、调相、事故答用）分别计价等措施，在竞价上网中可进一步争取做"
零电价报价"
，即水电按同类服务，中标的最高火电价计价。
只有这样，才能体现国家的电力建设方针，促进水电、特别是调节性能好的水电开发。
在投资分摊方面，要建立合理的投资分摊机制，做到"
谁受益，谁分担"
防洪灌溉等以社会效益为主的投资应由中央或受益地方的政府进行财政拨款投资。
通航超过现有标准过多的部分，应由航运部门投资。
建议出台水电站调节效益分配办法，具有年调节以上性能的水电站，其下游各梯级所取得的调节效益应合理返还。
建议重新设立水电前期工作基金，为改变前期工作滞后的局面，希望国家一方面加大水电前期工作经费的拨款，另一方面将回收的国家投人的预可研的经费，一并纳人基金滚动使用。
3.4保护水资源环境
为了防止水环境周边地区居民生活垃圾污染水体，以及污泥的淤积，保护水环境主体，因此必须采取有效措施防止水环境被污染与毁坏。
常见的措施是可根据水环境取水的不同用途，制定相应的保护法规，划分保护区的范围，明确保护区内允许及禁止的活动；
对水环境的进水点、供水点以及水环境本身都应布置监测站网，加强监测，以便及时掌握情况，发现问题，提出对策；
发挥森林所具有的水源保护功能，维护适合流域特性的森林的成长，在水库、湖泊周边地区进行造林绿化，并在周边地区以外的一定距离设防护林带。
3.5实施节约用水，提高用水效率
提高用水效率就是提高单位水资源所获得的效益。
我国的水资源开发利用率较高，但是水资源利用效率比较低下，导致宝贵的水资源浪费十分严重。
如我国的农业长期以来采用粗放型灌溉方式，水的有效利用率仅在40％左右；
工业和城市用水浪费现象也很严重，除北京、天津、大连、青岛等城市水重复利用率可达70％以外，大批城市水资源的重复利用率仅有30％-50％，有的城市更低，而发达国家已达到75％以上。
节水是很多国家特别是水资源紧缺国家提高用水效率的一项战略性措施。
工农业生产用水和城市生活用水，生态用水等各个领域都推广了一大批先进适用的节水技术，取得了显著成效。
积极推广节水农业设施。
现有的节水灌溉措施有喷灌、滴灌、沟灌、涌流灌、畦灌等，农业灌溉逐步由明渠输水变成管道输水，由自流灌溉变为压力灌溉，由粗放的传统灌溉变为现代化的自动控制灌溉，由灌溉制度变为按照作物的需求要求适时适量灌溉，实现了农业灌溉领域的一场革命。
没有灌溉措
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