浅析我国水能的开发应用的毕业论文.doc 12页

'浅析我国水能的开发应用的毕业论文目录1.前言11.1选题背景11.2理论依据11.3立题意义12.我国水能开发利用的现状、特点及重要性12.1我国水能开发利用的现状12.2水力发电的特点22.2.1数量特点22.2.2分布特点22.2.3质量特点22.3水能开发的战略重要性33.我国水能开发应用存在的问题33.1水资源保护法律法规体系不健全33.2人均、亩均水资源量很少33.3水资源地区分布不均衡43.4水污染日趋严重43.5水环境破坏严重43.6水资源过度开发54.我国水能开发应用有效措施54.1加强水资源的科学管理54.2保障“西电东送”的政策与措施54.2.1加强的统一规划54.2.2制定开放电力市场吸纳西部水电的原则64.2.3积极推进跨区联网611 4.2.4制定税收分配政策64.3保护水资源环境64.4实施节约用水，提高用水效率64.4.1普遍推广农业节水措施74.4.2对节水农业提供财政支持74.4.3大力开发和采用先进的节水灌溉技术与设备74.4.4调整农业种植结构，多种植耗水量少与保水能力强的作物74.5采取合理的贷款与财税策74.5.1改善贷款政策74.5.2减轻水电税负84.5.3减免不合理税费84.6改革电力市场和电价84.7提高整体调节性能94.8科学地对废水进行处理9后记10参考文献111.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11 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.我国水能开发利用的现状、特点及重要性2.1我国水能开发利用的现状我国地域辽阔，水资源比较丰富，大部分地区雨量充沛。多年平均降雨总量为6万亿立方米，河流众多，水力资源极为丰富，据估计，流域面积在100km³以上的河流有500多条，除此之外，中小河流几乎遍布全国。我国的水能资源占世界首位，理论蕴藏量达6.8亿kW，居世界第一位。根据我国各河流的初步规划，全国可能开发的水能资源为3.8亿kW，年发电量1.9万亿kW.h，相当于大电厂每年消耗7亿吨标准煤。我国地势西高东低，西部地区河流落差大，因而形成西部水能资源多，东部少的格局。据调查，水能资源在西南地区约占全国总量70%;西北地区占12.5%;中南地区占9.5%;华东地区占4.4%;东北及华北地区各占1.8%。全国可能开发的大小水电站有7600多座(单站装机500kW以上)，其中装机容量在25万KW以上的大型水电站208座。2.2水力发电的特点水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。在地球传统能源日益紧张的情况下，世界各国普遍优先开发水电大力利用水能资源。在常规能源中，水力是理想的能源，有以下几个特点:11 2.2.1数量特点我国水力资源总量居世界首位，但人均占有量较低。我国常规能源资源探明可采总储量为：煤炭1145亿t，石油32.6亿t，天然气11230亿m3，水力资源19200亿kW•h／a。以上4种资源折合标准煤1551亿t，其中水力资源按发电100a、每千瓦时抵火电煤耗350g计，即水力资源可开发量占全国常规能源资源探明可采总储量的40％强。2.2.2分布特点水力资源分布极不均匀，资源与地区经济发展现状不匹配，水力资源主要分布在西部，而市场需求主要在东部。水力资源富集于大江大河，主要集中在十二大水电基地，这有利于实现流域、梯级、滚动开发，有利于发挥水力资源的规模效益。2.2.3质量特点我国大多数河流年内、年际径流分布不均，丰、枯季节流量相差悬殊，调节困难，水电的总体电能质量较差，造成水电比重较大的电力系统在汛期水电电能多、弃水电量较大，而枯水期水电电能少，需要其他电源补充，影响了系统运行的经济性。另外，我国的水力资源开发大都受综合利用限制，这些限制也影响了发电质量。2.3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.我国水能开发应用存在的问题3.1水资源保护法律法规体系不健全11 目前我国有关水资源管理和水体保护的法律、法规及规章之间缺乏有机的联系。现有的环境、水利建设等方面的法律法规及规章对水资源保护工作规定的不具体、不明确，可操作性差，不能体现出环境与资源协调发展的战略思想。同时现行的环境法规对水资源保护仅是从环境角度管理，而没有从水资源可持续发展的角度考虑。水利部门缺乏水资源保护的统一思想、条例、规章，工作随意性大，没有系列条例作为行政依据来管理和保护水资源。因此我国水资源保护法的完善工作还很艰巨。3.2人均、亩均水资源量很少我国水资源总量为28124亿m³，其中河川径流27115m³，居世界第四位。但我国人口众多，人均水量只有2350m³，占世界人均占有水量的27％。根据149个国家按人口统计的人均占有水量由多到少排列，我国排在第110位。耕地每公顷平均水量27867m³，约为世界的¾。可见按我国人均拥有水量及单位面积耕地拥有水量来看，我国是一个水资源比较贫乏的国家。目前，我国水资源供需矛盾日益突出。据对全国640个城市调查表明，每年缺水城市达300多个，其中严重缺水的城市114个，日缺水1600万吨，每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元，全国每年因缺水少产粮食700-800亿㎏。据统计，2010年，全国总供水量为6200-6500亿m³，相应的总需水量将达7300亿m³，供需缺口近1000亿m³。据预测，到2030年全国总需水量将达7300亿m³，全国将缺水4000-4500亿m³。由此可见，我国水资源供需面临非常严峻的形势，如果在水资源开发利用上没有大的突破，在管理上不能适应这种残酷的现实，水资源很难支持国民经济迅速发展的需求，水资源危机将成为所有资源问题中最为严重的问题。3.3水资源地区分布不均衡我国水资源的分布与人口、耕地的分布不相适应。我国北方人口占全国总人口的五分之二，但水资源占有量不足全国水资源总量的五分之一。在全国人均水量不足1000m³的10个省区中，北方即占了8个，而且主要集中在华北。另外，北方耕地面积占全国耕地面积的五分之三，而水资源量仅占全国的五分之一。南方每公顷耕地水量28695m³，而北方只有9645m³，前者是后者的三倍。由此可知，我国水资源分布不均问题不解决，必将会导致各地区经济出现不均衡发展，其结果必会影响国家的安定团结，制约整个国民经济建设。3.4水污染日趋严重水资源是量与质的高度统一，当前我国面临着水量的危机的同时，还面临着因污染导致的水质危机。自70年代以来，我国就开始开展了水资源保护工作。但随着经济建设的发展，人口的增加，工业的发展，不仅用水量大幅度增加，而且废水排放量也相应增加，全国水环境总体上呈恶化趋势。11 近年来，我国水体污染日益严重，全国每年排放污水高达400亿吨，除70％的工业废水和不到10％的生活污水经处理排放外，其余污水未经处理直接排入江河湖海，致使水质严重恶化，污水中化学需氧量、重金属、砷、氰化物、挥发酚等都呈上升趋势，全国9.5万㎞河川，有1.9万㎞受到污染，0.5万㎞受到严重污染，清江变浊，浊水变臭，鱼虾绝迹，令人触目惊心。松花江、淮河、海河和辽河水系污染严重，86%城市河流受到了不同程度的污染。水体污染造成巨大的经济损失。3.5水环境破坏严重由于自然条件的限制和长期以来人类活动的结果，我国森林覆盖率很低，水土流失严重。水土流失造成许多河流含沙量增大，泥沙淤积严重，北方河流更为突出。全国平均每年进入河流的悬移质泥沙约35亿吨，其中有20亿吨淤积在外流区的水库、湖泊、中下游河道和灌区内。水库上游植被的破坏或开荒种地，泥沙淤积严重，水库库容也日趋减少。如浙江金华山口冯水库上游开荒种地2000多亩，每年淤入水库1万多m³；洞源水库在1990年前后，库围淤积3m，库底淤积1m。再以山东为例，80年代平均每年因泥沙淤积损失约2亿m³库容。水主要通过水环境提供。水环境不仅可以提供水资源、生物资源、旅游资源等，还有调洪、航运、排水等许多功能，另外，水环境不仅是流域污水、废水的直接接受者，也是人类活动一切废物的最终归宿，而现在许多水环境都污染得很严重，以致影响它的正常用途，因此保护好水环境对水资源充分利用具有重要作用。3.6水资源过度开发为了满足我国水资源需求，必将加大水资源开采力度，水资源过度开发，无疑会导致生态环境的进一步恶化。通常认为，当径流量利用率超过20％时就会对水环境产生很大影响，而超过50％时则会产生严重影响，目前，我国水资源开发利用率已达19％，接近世界平均水平的三倍，个别地区更高。地下水的开发利用也达到相当程度。过度开采地下水会引起地面沉降、海水入侵、海水倒灌等一系列环境问题。在目前地下水资源开发条件下，全国已经出现区域性地下漏斗56个，总面积大于8.2万㎞²，地层沉陷的城市达50余个，其中北京的沉降面积达800㎞²，环渤海平原区由于海水倒灌影响面积已达186万亩。4.我国水能开发应用有效措施4.1加强水资源的科学管理11 目前，必须改革我国水资源开发、利用和保护存在管理上的无序状态，强化统一管理，使管理工作纳入科学的、以国家社会利益为前提的统一管理体系。无论是公共水资源或是其他水资源问题的解决，政府都应该发挥积极的作用，这样才能最终解决有关水资源问题。另外，管理方式上也不能过分地集中，须有投资者参加。为此，必须采取以下措施：在全局上，成立全国水资源管理机构，制定统一政策，对水资源实施全国统一管理和调度；在局部上，加强以各江河流域、省、市、县为单元进行水资源保护机构建设，并赋予其一定的权限，负责本流域水土保护、水体污染防治；在服务形式上，把水的分配服务责任部分下放给地方政府，并把一些职能转交给私人、财政自主实体和水用户组织等集团，国家可以较低费用去完成高质量的服务。这样，在全国通过加强全国水资源开发、利用和保护的工作，逐步形成中央与地方，江河流域与地方上游、中游与下游分工明确、责任到位、统一有序、管理和谐的水资源管理体制。4.2保障“西电东送”的政策与措施4.2.1加强的统一规划需要尽快从市场、电力规划、系统规划、水电规划等方面，分南部、中部、北部电网开展“西电东送”的近期、中期和后期统一规划。从有利于国家宏观经济发展特别是发展西部经济、能源结构调整、环保和可持续发展等方面，将建设西部水电基地、实现“西电东送”的水电发展战略列入国家宏观规划，并列入东部受电地区的电源规划，从而对水电的外送给予保障。4.2.2制定开放电力市场吸纳西部水电的原则为了实现国家最大区域的资源优化，各省区特别是经济发达的地区应开放电力市场，因负荷增长和关停小火电产生的市场空间，应优先考虑吸纳西部水电；“西电东送”的水电进入电力市场的上网电价不高于当地电网平均上网电价，市场就应该接纳。4.2.3积极推进跨区联网积极推进跨区联网，针对“西电东送”的骨干水电站，规划建设几条“西电东送”的高压走廊，使西部水电可尽早进入东部市场。西部水电基地尽快形成统一的送电网，增强“西电东送”的整体实力。对于跨省区输电工程的输电价格、结算办法、输电运营方式和合同管理等，应尽快出台相关策和办法。4.2.4制定税收分配政策争取国家制定税收分配策，解决“西电东送”和跨省区投资办电的项目有关地方税收在省区间不平衡的问题，从而调动接受区外电和到区外办电的积极性。建议主要对增值税、企业所得税和附加税，按效率、公正、投资补偿、资源补偿的原则，考虑电力电量消费、投资数额、资源拥有量、国家对中西部地区策倾斜等主要因素进行分配，并立足少改变或不改变国家现行税制和相关法规，由各相关省区通过协商进行实施。11 4.3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。4.4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。4.4.1普遍推广农业节水措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。没有灌溉措施的地方可以采用土地平整、轮种制、免耕法等节水措施。4.4.2对节水农业提供财政支持我国是一个发展中的国家，不可能投入大量的资金用于节水农业，但可以对一些大的项目进行适当的财政补贴，鼓励节水农业设施的推广与应用。4.4.3大力开发和采用先进的节水灌溉技术与设备国内外研究开发的一系列先进的节水技术和设备，应加以广泛推广利用。如普及节水器，兴建节水型住宅以及工业用水的再利用等。这样不仅可以节约用水，而且也可以形成一个具有竞争优势的产业，进一步促进节水技术和设备的研制和开发。11 4.4.4调整农业种植结构，多种植耗水量少与保水能力强的作物适当调整农作物布局与农业产业结构，根据各地情况尽量减少高耗水农作物的生产，增加耗水量较少的农作物的生产，大力发展高附加值的农产品，减小农业成本，提高农业生产的综合效益。4.5采取合理的贷款与财税策4.5.1改善贷款政策长期以来，国家的贷款政策没有体现水电的产业属性和效益特点，给予水电的贷款偿还期为12～15年，还贷期过短使得水电的还贷负担重。国家计划委员会在组织开展大量研究的基础上，上报要求延长水电的贷款偿还期。目前，一般按经营期测算电价，水电的贷款偿还期按20～25年计算，但在水电项目实际操作中尚需要银行承诺。另外，水电的贷款利率与其他建设项目相同，目前执行国内银行5年期以上贷款利率为6.21％，较高的贷款利率也使得水电的财务费用上升，还贷负担加重。4.5.2减轻水电税负1995年税制改革以后，水电生产期的税负主要为增值税和所得税。由于增值税是生产型，但水电在生产期的生产成本小，增值税应纳税额中可抵扣的部分极小，使得水电的税负在改革后增加很多，还贷利润也由所得税前变为税后，加重了企业负担。据测算，税制改革后，水电的增值税与税制改革前的产品税相比，总的税负增加7倍以上，使得水电的上网电价上升了15％左右。根据《中华人共和国企业所得税暂行条例》规定，水电统一执行企业所得税率为33％，由税制改革前的税前还贷改为税后还贷，进一步加重了水电在还贷期的负担。建议在我国税制进一步由生产型转变为消费型的改革之前，参照火电站目前抵扣后实际的增值税水平，对新建水电站实行临时增值税税率策，税率以7％左右为宜。国家特别是西部地区，为了鼓励水电的连续开发，应对新建水电站实行灵活的所得税策，上缴的所得税可以返还用于新的水电开发。4.5.3减免不合理税费11 耕地占用税应考虑水库移开垦耕地和综合效益增加耕地的情况，抵扣后征收；矿产资源税和矿产资源补偿费，以及其他不合理和重复征收的税费应予减免。目前，耕地占用税在水库淹没处理投资中比例偏大。水电站建设虽然淹没了部分耕地，但同时也对耕地实施了有效的保护。1992年国家规定当时在建的26个水电工程耕地占用税只征收约1/3，而且三峡水电站也只征收40％。我国水力资源的进一步开发，其总规模远远大于三峡工程，统一研究减征部分耕地占用税是必要的。4.6改革电力市场和电价当前发电端市场的一部制电量电价，使水电在系统中的调峰、调频、调相、负荷和事故备用等容量和动态效益得不到回报，需要按“厂网分开、竞价上网”的电力市场改革方向和《电力法》“同网、同质、同价”的原则，推行发电端市场的两部制电价结构，使水电的容量效益得到合理回报。在电力市场改革的过渡期，需推行和完善“峰谷、丰枯”电价体系，使调节性能好、调峰效益大的水电站效益得到回报。抽水蓄能电站的主要容量、电量效益和动态效益均反映在系统中，仅按电量计算的直接收入小且得不到保证，应对其建设体制、运营模式和电价、管理机制等作重点研究，使抽水蓄能电站能建设好，在系统中的作用发挥好，运营效益回收好。统一研究长距离送电与一般的电网输电价格的策，参考国外电力市场的规则，对输电价格进行分摊，降低“西电东送”的输电成本。4.7提高整体调节性能鼓励开发梯级“龙头”水库电站。参考国外的办法，采取一条河流所有受益电站业主分摊水库的投资，水库由整条河流集中调度；或者制定梯级补偿效益返还的策。从规划设计上，尽可能利用水库调节天然径流，在建设大水库条件差的情况下，可以参考国外的经验，利用输水隧洞联结多个水库，控制调度多个水库，得到增强调节能力的目的。实施大区域的联网，最终形成全国联网，不仅能够保证我国最大区域的资源优化配置、“西电东送”工程的顺利实施和效益的发挥、电力结构调整和环境保护满足实施可持续发展战略的要求，而且可以充分发挥联网的错峰和备用效益，特别可以发挥各区域电网之间的水电与水电补偿、水电与火电补偿效益，改善水电的整体调节性能。4.8科学地对废水进行处理我国大多数城市的污水处理率太低，加上我国水资源在时空分布上极不平衡，因此除了不断寻找新水源外，将污水作为可利用的资源将是解决缺水的重要途径，污水是资源的观念正得到越来越多人的重视。11 污水中比较难处理的是工业废水，工业废水一般由下列几部分组成：加工或产品生产（试剂水、反应副产物、设备清洗等）；设施或支持系统（锅炉废水、直接排放冷却水、接触冷却、冷却塔废水、冲洗废水等）；雨水排放（污染与未污染的雨水等）。废水处理方法很多，按其作用原理可分为物理法、化学法、物理化学法、生物法等四类。其中生物处理法是处理污水中应用最广泛且比较有效的一种方法。生物法也称生物化学法，简称生化法。它是利用自然界中存在的各种微生物，将污水中的有机物分解向无机物转化，达到净化水污染，消除其对环境污染和危害的目的。随着科学技术的发展，许多新技术与新方法在废水处理中得到了应用。如纳米材料及纳米技术、光催化氧化法、利用超导净化污水、电催化氧化法、光电催化氧化法等。后记经过一段时间的学习和整理，终于完成了这篇毕业论文，它不仅是我在学习阶段的研究总结，也凝聚了关心、指导和帮助过我的所有人的友情和亲情。首先要感谢我的导师赵亮教授，老师知识渊博，治学认真而严谨，使我受益非浅，同时也将激励我在工作上奋力拼搏、不断进取。在此，我再次对赵亮老师表示衷心的感谢!在此也同样感谢农大学远程与继续教育学院的诸位老师在学习期间给予的关心、帮助和指点；并同时感谢我的工作单位领导和同事们对于我求学的支持和帮助。最后，还要感谢我的父母，在经历挫折、无论多艰难的时候都给与我莫大的关心和鼓励，提供最强的精神支持，使得我能安心完成学业。一个人所取得的每一点成绩都离不开众人的帮助，最后，再一次对所有关心我、帮助我和支持我的老师和朋友们表示诚挚的谢意！11 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