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我国水能资源及利用状况

栏目:农林鱼水论文发布:2010-03-12浏览:2839下载158次收藏
 

一、长江流域

1、总体概述

长江发源于“世界屋脊”——青藏高原的唐古拉山脉各拉丹冬峰西南侧。干流流经青海、西藏、四川、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海11个省、自治区、直辖市,于崇明岛以东注入东海,全长6300余公里,比黄河长800余公里,在世界大河中长度仅次于非洲的尼罗河和南美洲的亚马孙河,居世界第三位。但尼罗河流域跨非洲9 国,亚马孙河流域跨南美洲7 国,长江则为中国所独有。长江干流自西而东横贯中国中部。数百条支流辐揍南北,延伸至贵州、甘肃、陕西、河南、广西、广东、浙江、福建8个省、自治区的部分地区。流域面积达18万平方公里,约占中国陆地总面积的1/5。淮河大部分水量也通过大运河汇入长江。长江干流宜昌以上为上游,长4504公里,流域面积10万平方公里,其中直门达至宜宾称金沙江,长3464公里。宜宾至宜昌河段习称川江,长1040公里。宜昌至湖口为中游,长955公里,流域面积6.8万平方公里。湖口以下为下游,长938公里,流域面积1.2万平方公里。

长江是中国水量最丰富的河流,水资源总量96.16亿立方米,约占全国河流径流总量的36%,为黄河的20倍。在世界仅次于赤道雨林地带的亚马孙河和刚果河(扎伊尔河),居第三位。与长江流域所处纬度带相似的南美洲巴拉那―拉普拉塔河和北美洲的密西西比河;流域面积虽然都超过长江,水量却远比长江少,前者约为长江的70%,后者约为长江的60%。

长江流域综合利用任务广泛而复杂,涉及国民经济各有关部门及流域内19个省、自治区、直辖市。根据1990年国务院批准同意的《长江流域综合利用规划简要报告》,流域综合利用规划的任务包括水资源开发利用、防洪、治涝、水力发电、灌溉、航运、水土保持、中下游干流河道整治、南水北调、水产、下流沿江城镇布局、城市供水、水源保护与环境影响评价、旅游等,并指出流域规划工作要坚持“统一规划,全面发展;适当分工,分期进行”的基本原则,正确地解决远景与近期,干流与支流,上中下游,大中小型,防洪、发电、灌溉与航运,水电与火电,发电与用电,整体与局部以及水土和生物资源的利用与保护等方面的关系。

长江流域可能开发的水能资源占全国一半以上。流域内的水电站大多具有开发条件好、技术经济指标较优、能较好地发挥综合利用效益等特点。流域内已建、在建的水电站装机容量约4300×10′4kw(包括三峡水利枢纽),占可开发量约五分之一。长江上游地区水能资源最为丰富,是今后流域水电开发的更点。

2 、水能资源

长江干支流水能理论蕴藏量为2.68×10′8kw,可能开发量为1.97×10′8kw,年发电量10270×10′8kw?h,占全国可开发量的53.4%。主要分布于上游的金沙江、雅砻江、大渡河、岷江、乌江、长江三峡段,以及中游的清江、沅江、汉江、赣江上。若与世界各国比,仅略少于巴西(1.2万亿千瓦?时)。

长江流域水能资源分布总的情况是西部多而东部少,宜昌以上的上游地区蕴藏量约占流域的80%,而可开发的水能资源则占全流域的87%,其中宜宾以上的金沙江水系又占全流域的45%。如按水系划分,水能资源分布情况是:理论蕴藏量干流占34.2%,支流占65.8%;可开发量干流占46%,支流54 %。各支流水能资源理论蕴藏量、可开发量占全流域量的比重分别为:雅砻江12.6%、14.8%;岷江(含大渡河)18.2%、16.3%;嘉陵江5.7%、4%;乌江3.9%、4%;洞庭湖水系6.9%、5.5% ;汉江4.1%、2.4%;鄱阳湖水系2.4%、1.8%。如按行政区划分:西部地区可能开发的水能资源为143828mw,占全流域的72.9%,其中重庆、四川为91. 660mw,占该区的64%;中部地区可能开发的水能资源为52.665mw,约占全流域的26.7%;东部地区可能开发的水能资源5609mw,仅占全流域的0.3%。

长江流域水能资源开发条件优越,是我国经济发展的重要物质基础。它具有如下特点:

(l)地形优越,落差巨大。长江流域地形起伏多样,总的地势是自西向东递降,海拔高程由西部江源逐步降至东部江口海平面,总落差约5400m。在数以千计的大中小河流中,由于流经地区不同,就构成了不同河流特性,因而在水能蕴藏量和开发上:各具特点。从河流自然特征看,大致可以分为两种类型,第一类为高山峡谷型,河流几乎全部流经高山峡谷,河道比较陡,落差大,水量丰沛,蕴藏着极为丰富的水能资源,如金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、沅江等,大多有较好的地质、地形条件,水头高,容量大,淹没小,这类河流在全流域水能开发中占有极其重要的地位。另一类河流,虽源自高山峡谷,但其中下游穿过丘陵平原相间的地区,如岷江、嘉陵江、湘江、汉江、赣江等,这类河流也具有获得巨大水能资源的条件,但因淹没限制,只能进行中低水头开发。

(2)水量丰富,相对稳定。长江的径流量主要由降雨形成,流域平均年降水量约1067mm。径流的分布与降水相应。从干支流主要测站看,径流的年际变化比较稳定,年径流变差系数除少数支流外,一般比其他流域小。

(3)水资源遍布全流域,且大量集中在上游。长江流域在我国动力资源的分布上,处于极为重要的地位,除了蕴藏着一定的煤、石油、天然气外,丰富的水能资源占全国总水能资源的40%以上,而且开发条件优越,又具有巨大的综合效益,是我国的宝贵财富。在我国近期开发的12个大型水电基地中,长江流域机有7个。7个大型水电基地是:金沙江(石鼓―宜宾)水电基地。长江上游干流(宜宾―宜昌,包括清江)水电基地、雅砻江(两河口―河口)水电基地、大渡河(双河口―铜街子)水电基地、乌江干流(洪家渡―涪陵)水电基地、湘西(资、沅、澧水)水电基地、闽浙赣水电基地。

3 、支流类型

主要支流水系的流域面积:长江支流流域面积1万平方公里以上的支流有49条,主要有嘉陵江、汉水,岷江、雅砻江、湘江、沅江、乌江、赣江、资水和沱江。总长1000公里以上的支流有汉江、雅砻江、沅江和乌江;流域面积5万平方公里的支流为嘉陵江、汉江、岷江、雅砻江、湘江、沅江、乌江和赣江;年平均径流量超过500亿立方米的有岷江、湘江、嘉陵江、沅江、赣江、雅砻江、汉江和乌江。

4 、支流状况

长江水系发达,径流充足,干流横贯万里,沿途有成千上万条大小支流汇入。在长江众多的支流中,流域面积超过1000km2的就有437条,超过3000 km2的有170条.

长江有18条支流的长度超过500km,有6条支流的长度超过1000km,依次为汉江、雅砻江、嘉陵江、大渡河。乌江和沅江,都比淮河长。

长江有90条支流的多年平均流量在100m3/s以上。上述9条的多年平均流量都大于1500m3/s,依次为岷江、大渡河、湘江、沅江、赣江、嘉陵江、雅砻江、汉江和乌江,均超过黄河。

二、黄河流域

1 、黄河概述

黄河,中国的第二大河。发源于青海高原巴颜喀拉山北麓约古宗列盆地,蜿蜒东流,穿越黄士高原及黄淮海大平原,注入渤海。干流全长5464公里,水面落差4480米。流域总面积79.5万平方公里(含内流区面积4.2万平方公里)。

黄河是西北、华北地区的重要水源,天然年径流量580亿m3,其中花园口断面559亿m3,约占全河的96%;兰州断面天然年径流量323亿m3,约占全河的56%。从水流情况看,水量主要来自兰州以上和龙门到三门峡区间,该两区所产径流量约占全河的75%。40多年来,黄河流域工农业生产发展迅速,人民生活水平大幅度提高,虽然与多种因素有关,但水资源的开发利用起着极为重要的作用。进一步充分、合理地开发利用黄河水资源,对21世纪黄河流域的经济腾飞具有重要意义。

黄河径流特征

(1)水资源贫乏,水量与土地、人口分布颇不协调

黄河流域河川径流主要由大气降水补给,由于受大气环流及季风影响,降水量少而蒸发能力很强,年径流量仅约占全国河川年径流量的2%。花园口以上多年平均年径流深77mm,只相当于全国平均径流深276mm的28%,比海河流域山区年径流深111mm还小31%。

据1980 年资料统计,花园口以上人均水量794m3,耕地平均水量4740m3 /hm2, 但与土地、人口分布极不协调,如龙羊峡以上人均水量57943m3,耕地平均水量390000 m3/hm2,而龙门到三门峡区间人均水量为310m3,耕地平均水量仅1980m3/hm2 。花园口以上人均、耕地平均水量均小于全国平均值,人均水量为全国人均水量的30% ,耕地平均水量为全国耕地平均水量的18%。

(2)地区分布不均

由于受地形、气候、产流条件的影响,河川水资源在地区上的分布很不均匀。大部分来自兰州以上及龙门到三门峡区间。兰州以上控制流域面积占花园口以上控制面积的30.5% ,但多年平均径流量却占花园口的57.7%;龙门到三门峡区间,流域面积占花园口以上控制面积的26.1% ,年径流量占花园口的20.3%;兰州到河口镇区间集水面积达16万km2,占花园口22.4 %,由于区间径流的损失,河口镇多年平均径流量反而比兰州还小。

年径流量的地区分布不均匀,还表现为径流深由流域的南部向北部递减。大致西起吉迈,过积石山,到大夏河、挑河,沿渭河干流至汾河与沁河分水峡一线南侧,年降水量丰沛,植被较好,年平均降水量大于600mm,年径流深100-200mm以上,是黄河流域产流最丰沛的地区;流域北部经皋兰,过海源、同心、定边到包头一线的西北部,气候干燥,年平均降水量小于300mm,年径流深在l0mm 以下,是黄河流域径流最贫乏的地区;流域中部黄土高原区,年降水量一般为400-500mm,年径流深25-50mm。这一地区由于生态环境长期受到破坏,水土流失严重,为黄河流域泥沙的主要来源区。

(3)径流量的年际、年内变化大

黄河流域是典型的季风气候区,因受大气环流和季风的影响,河川径流量的年际变化比较大,年内分配也很不均。

黄河上游龙羊峡以上地区,大部分为高寒草原,湖泊沼泽较多,水的自然涵蓄能力较好,因此,以上游来水为主的干流各站,径流量的年际变化相对比北方河流小。中游黄土丘陵地区的中、小支流年际变化更大。

径流量的季节分配主要取决于河流的补给条件。黄河河川径流主要是以降水补给为主,季节性变化剧烈。年降水量主要集中于6-9月,河川径流量主要集中于7-10月(称汛期)。干流及较大支流汛期径流量占全年的60%左右,每年的3-6月份,径流量只占全年的10%-20%;陇东、宁南、陕北、晋西北等黄土丘陵干旱、半干旱地区的一些支流,汛期径流量占全年的80%-90%,每3-6 月份的径流量所占比重很小,有些河流基本上呈断流状态。

(4)水沙异源且含沙量大

黄河多年平均年输沙量约16亿t,多年年平均含沙量高达37.6kg/m3 。黄河泥沙的来源地区比较集中,并有“水沙异源”的特点。上游河口镇以上流域面积为38.6万km2,占全流域面积的51.3%,来沙量仅占全河沙量的9%,而来水量却占全河的53.9%,是黄河水量的主要来源区。泥沙主要来自河口镇至憧关的黄河中游地区,占全河沙量的90%以上。其中,河口镇至龙门区间流域面积为11.2万km2,占全河流域面积的14.9%,水量占12.5%,但沙量却占全河沙量的56%。全流域水土流失最严重的地区约有10万km2,主要分布在该区间。这一地区地形支离破碎,每年平均地面冲刷深度为0.2-2cm,年侵蚀模数在2000t/ km2以上,年输沙量达9亿多吨。龙门至潼关区间,流域面积为18.5万km2,占全河的24.6%,来沙量占全河沙量的34%, 来水量占19.6%。三门峡以下的洛河、沁河来沙量仅占全河来沙量的2%左右,来水量约占10.2%。

2 、黄河干支流水力资源

(l)水能资源

黄河流域水力资源理论蕴藏量10mw及以上的河流155条,理论蕴藏量共43312.1mw,其中干流32827.0mw,占75.8%;支流10485.1mw,占24.2%。在各省(自治区)的分布为:青海省13956.9mw,占32.2 % ;四川省421.5mw,占1.0%;甘肃省9173.9mw,占21.2 %;宁夏回族自治区2102.6mw,占4.8 %;内蒙古自治区2188.6mw,占5.0%;河南省3673 .6mw,占8.5 %;山东省934.5mw,占2.2%。

黄河流域水力资源的技术可开发量,上述155 条河流上单站装机0 .5 mw及以上的水电站535座,装机容量37342.5mw,年发电量1360.96亿kw.h。其中经济可开发的水电站482座,装机容量31647.8mw,年发电量1111.39亿kw?h,容量和电量分别占技术可开发量相应量的84.75%和81.66%。已、正开发电站238座,装机容量12030.4mw,年发电量464.79 亿kw?h,容量和电量分别占技术可开发量相应量的32.22%和34.15%。

技术可开发量统计时,考虑了设计水平年坝址以上工农业用水。

黄河流域经济可开发量划分,未建的大中型水电站依据其规划设计文件的情况界定,小型水电站以单位电能投资3元/kw?h-4元/kw?h进行评判,小于等于者为经济可开发量,大于者不属于经济可开发量。

(2)与1980年普查成果对比分析

黄河流域本次水力资源复查成果与1980年的普查成果对比,理论蕴藏量和技术可开发量均有不同程度的增加.以年电能口径计,理论蕴藏量和技术可开发量分别增加7.53%和16.28%,主要增加在黄河干流河段上。

(3)理论蕴藏量

本次复查黄河流域水力资源理论蕴藏量为43312.1mw,比1980 年普查成果增加7.53%,变化不太大。增加的资源量都在黄河干流河段上,黄河支流本次复查入围的河流条数增加14条,但其资源量变化甚微。

黄河支流两次成果的对比分析。

本次复查入围河流条数154条,理论蕴藏量10485.1mw ,与1980年普查成果相比,河流条数增加14条,理论蕴藏量减少27.1mw。虽然这次复查河流增加14条,但这14条河流均是理论蕴藏量不大的河流。另外由于本次复查的其它支流的成果与1980年的相比,理论蕴藏量有增有减,因此,黄河支流部分的理论蕴藏量总量变化很小。

黄河干流河段理论蕴藏量增加的原因分析。本次复查黄河干流理论蕴藏量为32827.0mw,比1980年的增加10.28%。从总体上来说,增加的主要原因是本次复查使用的水量比1980年的大一些(也有一个省份比1980年的小一些)。按照规定,计算水力资源理沦蕴藏量时,应当使用天然径流量,但天然径流量推算是相当繁杂的工作,尤其是黄河流域工农业用水量大,范围广,历史久远,推算天然径流系列的难度更大。20世纪70年代,黄委会设计院组织力量推算黄河的天然年径流系列(1919 年7月-1975年6月),到1982 年才公布了正式成果。各省(区)在编制1980 年的普查成果时,无法使用这个成果,只能使用其它口径的水量,如实测水量,而且径流系列也不一定是1919年7月-1975年6月的,因此,绝大多数省(区)普查成果使用的水量比本次复查的小。

〔4)技术可开发量

本次复查黄河流域电站座数为535座,比1980年普查增加172座(其中黄河干流增加14座)。本次成果的装机容量和年发电量比1980年成果分别增加9313.0mw 和190.54 亿kw?h,增加量主要在黄河干流河段,分别增加9062.7mw和178.29亿kw?h。技术可开发量增加的主要原因是,自1980年以来,对许多河流进行了大量的勘测规划设计工作,各河流的梯级开发方案均有不少调整和补充,电站数目增加较多,相应的技术可开发量也增加。另外,有些已建电站和规划电站的装机容量也有较大的增加,如己建的李家峡、刘家峡、万家寨、小浪底和三门峡水电站装机容量分别由1980年成果的1500mw、1225mw、640mw、1500mw和250mw,增加到本次的2000mw、1690mw、l080mw、1800mw和400mw,规划电站拉西瓦、公伯侠和债口水电站分别由1980年成果的3000mw、1000mw和900mw增加到本次的4200mw、1500mw和1800mw,使黄河的水力资源可开发总量有较大的增加。

(5)本流域水力资源的特点

黄河流域水力资源的特点为:① 资源量较丰富,可开发的单站装

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