大有作为的水力资源

第四节　大有作为的水力资源

我国水能资源特点

我国水能资源丰富，不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，在世界各国中均居第一位，但资源的开发和利用程度还不高。2001年3月，中国历史上规模最大的全国水力资源复查工作全面启动。调查显示，目前全国水电已开发总量仅占可开发量的19%，特别是占全国水电蕴藏总量的70%以上的西部，已开发量仅占可开发总量的8%。

我国水能资源有以下特点。

①水能资源丰富，但分布不均，大部分集中于西部和中部。在全国可能开发的水能资源中，东部的华东、东北、华北三大区仅占6．8%，中南5地区占15．5%，西北地区占9．9%，西南地区占67．8%。

②河道陡峻，落差巨大。发源于“世界屋脊”青藏高原的大河流长江、黄河、雅鲁藏布江、澜沧江、怒江等，天然落差都高达5000m左右，形成了一系列世界上落差最大的河流，这是其他国家所没有的。

③中国气候受季风影响，降水和径流在年内分配不均，夏秋季4—5个月的径流量占全年的60%—70%，冬季径流量很少，因而水电站的季节性电能较多。为了有效利用水能资源和较好地满足用电要求，需建水库调节径流。

④大型电站比例大，且分布集中，70%以上的大型电站集中分布在西南四省。

⑤中国地少人多，建水库往往受淹没损失严重，需大量移民。而在深山峡谷河流中建水库，虽可减少淹没损失，但需建高坝，工程较艰巨。

⑥中国大部分河流，特别是中下游，往往有防洪、灌溉、航运、供水、水产、旅游等综合利用要求，所以在水能开发时需要全面规划，达到最大的综合经济效益和社会效益。

改革开放以来，我国水电事业取得了蓬勃发展。1989年建成的葛洲坝水电站和2000年竣工的二滩水电站，使我国的水电事业取得了长足进步。正在建设的三峡水电站建成后将是世界上最大的水电站，更是世界水利电力建设史上的空前壮举。水力发电经过一个多世纪的发展，其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术趋于完善，单机容量也不断增大。并且水力发电成本低廉，运行的可靠性高，故其发展极为迅速，水力发电前景广阔。

水力发电站

1．水力发电的基本原理

陆地上有成千上万条河流，由于重力的作用，河水总是由高向低流去。流动的河水具有能量，急湍的大河蕴涵巨大的能量，这就是我们通常所说的“水力资源”。河水蕴含的能量大小，一般决定于这条河流的“流量”和“落差”（上游发源地和入海处的水位差），流量大，落差大，能量就大。有些河流的河床中，坚硬的岩石形成高大陡峭的断崖，河水垂直下泻，形成瀑布，十分壮观。而且由于瀑布的落差很大，因此蕴含的能量也很丰富。

发电是利用瀑布或快速水流能量来驱动水轮机发电的，水力发电站通常建于水坝处，水坝拦蓄河水形成水厍。如下图所示，水力发电站主要有引水管道、水轮机、发电机、变压器及控制水流和电功率分配的辅助设备。引水管道是使下泄水对准水轮机的巨型水管或隧道，水轮机把水流能量转换为驱动发电机的机械能，变压器把发电机产生的交流电变成适于远距离输送的高压电。有些地区在一天中的不同时间对电能的需要相差很大，就要用抽水蓄能电站。非峰值期，一些多余的可用动力来把水抽到专门蓄水池，然后，在峰值期，当系统所需要的电能超过基本负载时，让蓄电池的水再流下来，产生额外的能量，抽水蓄能系统是高效率的，在大多数情况下，是最经济的解决峰值荷载的方法。

水电站剖面图

2．大大小小的水电站

水力发电的历史悠久，近一个世纪，特别是建国以来，经过几代水电建设者的艰苦努力，中国的水电建设从小到大、从弱到强不断发展壮大。改革开放以来，水电建设更是迅猛发展，工程规模不断扩大。20世纪50年代至60年代初，主要修复丰满大坝和电站，续建龙溪河、古田等小型工程，着手开发一些中小型水电（如官厅、淮河、黄坛口、流溪河等电站）。在50年代后期条件逐步成熟后，对一些河流进行了梯级开发，如狮子滩、盐锅峡、拓溪、新丰江、新安江、西津和猫跳河、以礼河等工程。60年代中期到70年代末这段时期内开工的有龚嘴、映秀湾、乌江渡、碧口、风滩、龙羊峡、白山、大化等工程。70年代初第一座装机容量超过100万千瓦的刘家峡水电站投产。80年代容量271．5万千瓦的葛洲坝水电站建成，之后一系列大水电站相继建设。到2000年底，全国规模超过100万千瓦已建和在建的大水电站（不包括蓄能电站）已有18座。

1992年开始建设的三峡水利枢纽工程，建成后将是世界上最大的水电站。它具有防洪、发电、航运等综合效益。三峡水电站大坝长2．3km，高185m，计划安装26台70万千瓦发电机组，机组全部投产后年平均发电847亿度（相当于10个大亚湾核电站）。三峡工程分三期，预计建造时间17年，到2009年全部完工。建成后将为经济发达、能源不足的华东、华中和华南地区提供可靠、廉价、清洁的可再生能源，对经济发展和减少环境污染起到重大的作用。2004年底，三峡水电站已有10台机组并网发电。

除了常规水电站以外，我国抽水蓄能电站的建设也取得了很大的成绩。抽水蓄能电站主要建于水力资源较少地区，以适应电力系统调峰的需要。广州抽水蓄能电站总装机容量达240万千瓦，是中国第一座也是目前世界上最大的抽水蓄能电站。此外，我国在西藏还建设了世界上海拔最高的抽水蓄能电站——羊卓雍湖抽水蓄能电站。

3．我国水电发展面临的问题

我国的水电事业在建国以后有了长足的发展，但还存在很多问题。一是水电、火电间的矛盾尖锐。因为一些部门或单位受经济利益的驱动，形成了“保火电，轻水电”的局面，这样就造成了大量的水电资源被白白浪费，甚至弃损电量大大高于实际上网电量。二是不重视其在常规时期的发电应用，造成水电的巨大浪费。三是人们在思想上还没有认识到发展水电的必要性和紧迫性，往往因为水电客观上存在一次性投资大、建设周期长、建成初期回报少的特点，就只顾及眼前的经济利益，从而给水电的发展造成了多重客观阻力。

总之，我们应该大力宣传在我国发展水电所具有的重大意义，改变人们对水电的观念，从本质上扫除各种障碍。