水资源调配与水力发电探讨

我国水资源的布局情况总体呈“南多北少、东南多西北少、局部多宏观少、布局不均匀”的状况，这种分配情况与我国地理特点以及不同地区的气候特点有关。这种布局造成了某些地区的水资源严重短缺，因此国家开展了一系列大型水资调配工程。在进行水力发电相关建设时，要综合考虑水资源的分布与调配情况，从而做到效益最大化，让水力发电工程能更好地为国家工业建设和人民生活水平的提高做出贡献。

1我国水资源调配工程简述

1.1南水北调工程。南水北调工程是基于我国水资源南多北少的布局特点来展开建设的，目的是将南方地区的丰富水资源通过人工水路运输至水资源缺乏的北方地区，从而使这些富余水资源的资源利用率最大化。南水北调工程分东、中、西三条线路，线路起点均位于南方地区，主要供水区域为河南、河北、北京、天津四个北方地区。东线起于扬州终于天津，主要供应华北平原，解决华北地区的干旱与缺水情况；中线起于丹江口水库终于北京，主要供水区域为华中地区，解决华中的气候性缺水问题；西线工程起于长江上游终于黄河，主要供水区域为西北地区，解决我国西北地区的干旱问题。截至目前，东线与中线工程已经完工并开始进行调水，西线工程尚处于论证阶段，未正式开工建设[1]。南水北调工程的调水总量预计可达448亿立方米，三条线路的总长度可达4350公里，贯穿了长江、黄河、淮河和海河四大江河，总体形成了“四横三纵”的布局网络，整个水域流系连接到了全国各个地区，显著缓解了北方地区的缺水情况，并且对北方地区的经济发展、产业结构的调整以及生态环境的改善起到了促进作用。1.2东水西调工程。东水西调工程是基于我国水资源东南多西北少的特点来建设的，目的是实现东西部地区水资源和土地资源的互补，推动西部地区的经济发展并优化西部地区的生态环境。从现实意义上来讲，东水西调属于南水北调工程的一个补充内容，对南水北调工程中未涉及的缺水地区进行水源输送，规模比南水北调，是局部地区的水资源调配。目前东水西调工程处于设想和论证阶段，尚未开始正式动工。

2水资源调配下的水力发电建设探讨

2.1水资源调配与水力发电。水力发电的原理是利用水位落差，将水体的重力势能转化为水轮的机械能，再通过水轮推动发电机进行发电得到电能，而在水资源调配过程中，由于调水线路充分利用了水资源的地形与水流特点，整个调水线路蕴藏着巨大的水力发电潜力，因此水资源调配与水力发电之间具有紧密的联系，在进行水资源调配工程的设计过程时也要同步设计相应的水力发电建设工程[2]。2.2水力发电建设选址的基本考虑要素。在进行水力发电建设选址时，需要考虑如下因素：河流落差、汇水面积、人口居住情况、地形地貌等，其中地形是最重要因素之一，水力发电的原理就是利用高低水位之间的落差，将水的重力势能转化为水轮机械能，再通过发电机转化为电能，在我国安排水资源调配路线时，地形因素也是设置水流路线的重要考虑因素。我国总体地形呈西部北部高、东部南部低的特点，因此在进行水力发电建设选址时要充分依托地形因素进行建造。就实际建设情况来看，我国南水北调路线中的水力发电建设一般是采取大型水利设施与小型水利设施相组合的梯级发电站规模来建设的，通过筑基提水，在水资源上升过程中进行水能的积攒，在下放的过程中利用水能促进生产，但是这种发电站建设需要的成本资金较高，需要大量的投入，并且见效时间较长。东水西调中的水力发电建设选址时将地形因素作为最主要考虑因素，在建设计划中，水利设施的安放点一般都位于高处，对于地形优势的利用最大化，我国中西部地区多山区，在这些地区的水资源调配线路上间隔修建了数量众多的小型水力发电站，不仅充分利用了地域优势，也对中西部地区的经济和工业发展有着积极作用[3]。2.3水力发电建设总体规划。我国水力发电宏观上与水资源调配工程是直接相关的，具体而言是以三峡大坝为代表，结合南水北调工程修建水利设施，在进行水力发电的同时兼顾运输与提高农业工业生产效率的功能。我国的水利工程建设以自主研发为主，通过对国外先进设备的采购和研究来学习关键技术并进行创新，目前已经取得了相当优良的成果，投产各类大中型水电机组数量超过五百台，成果开展了6000吨级推力轴承实验研究，我国水力发电机组建设水平已经位于世界前列。2.4水力发电建设与水资源利用局部规划。我国水力发电建设的总体规划与宏观水资源调配工程是相互结合的，而在局部上，我国水资源调配和水力发电设施建设也是紧密联系的。局部水利设施不仅要为当地区域的生产提供电力，对于居民生活和浇灌等活动也要起到便利，对于这种情况，一般采用小型水力机组安放到乡镇区域来将大中型水利装置的水能进行分散，而山区地区的居民用水以及梯田区域的用水则是使用管道装置来集中进行水的采集与释放，使水资源的利用集中化。目前，小水电在我国迎来了发展高峰，我国要充分利用小水电的灵活性，大力推广小水电的开发和利用，通过经济支持、贷款补贴以及政策鼓励等政策来提高积极性，在河道落差处积极进行小水电的建造，从而推动水力发电与水能利用事业的发展。2.5水资源调配与现有水力发电设施间的联系。水资源调配工程除了对未来的水电建设有着指导作用之外，对现有的水力发电工程也有相当可观的补偿效益，以黄河上游龙羊峡—青铜峡河段的梯级电站为例，到2020年，南水北调一期工程将正式全面运行，其调水期1年可达10个月，所调的水资源会流入河道，增加河道径流，从而使该区域的水电站发电量大幅度增加。根据计算，南水北调一期工程的调水量进入此河段之内，这一河段的25座梯级电站的电量增量可达88.52亿千瓦时，这种影响是多方面的，水力发电量的增加还会使火力发电的任务减少，从而进一步节省燃料以及保护生态环境，据估计总的发电补偿效益可达8.5亿元人民币。此外，根据研究显示水资源调配不仅会增加流入区域的水力发电量，对于流出区域的长江梯级发电站而言，其水力发电量的受影响程度并不大，因此水资源调配工作对于现有水力发电设施有着巨大的积极作用[4]。

3总结

结合我国的水资源调配计划与水资源分配情况来看，我国拥有在水能开发方面的巨大优势，从世界范围内看，我国已开发水能资源与未开发水能资源均位于世界第1位，因此我国要保持优势，继续优化水能利用情况。在进行水资源调配的过程中为了充分利用水能资源，要同步进行水力发电的设施修建和工程建设，在优化水资源分配情况的同时也要做好水利设施的运用。将水资源调配与水力发电建设相联系，既有利于我国水能利用率的提高，又有利于提高我国人民的生活质量，因此我国必须重视水资源调配工程下的水力发电工程建设。

参考文献：

[1]刘涵，黄强，夏忠，等.南水北调西线一期调水时黄河上游水力发电的补偿效益[J].河海大学学报(自然科学版)，2005(4)：399-403.

[2]韩振强，唐梅英，胡建华.南水北调西线工程效益分析[J].人民黄河，1998(8)：24-26+46.

[3]王玮璠.我国水资源的调配与水力发电[J].科技致富向导，2012(26)：124.

[4]陈萨拉，翁鸿燕.关于我国水资源保护与利用的研究[J].河南农业，2015(21)：62.

作者:谢敏萍 单位:华北水利水电大学电力学院