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这本《水的神秘世界》(作者刘清廷)是该系列中的一册。

水力利用是水资源综合利用的一个重要组成部分。近代大规模的水能利用，往往涉及整条河流的综合开发，或涉及全流域甚至几个国家的能源结构及规划等。它与国家的工农业生产和人民的生活水平提高息息相关。因此，水力利用需要国家在对地区的自然和社会经济综合研究基础上，进行微观和宏观决策。

这本《水的神秘世界》是“奇趣科学玩转地理”系列中的一册。

《水的神秘世界》的作者是刘清廷。

水与水能

水

水能

丰富的水能资源

我国的水能资源

水能的开发利用

早期的水能利用

近现代水能的开发方式

水力发电

水力发电原理

水轮发电机

水力发电站类型

小水电

潮汐电站

世界水电发展

世界水电发展历程

水电发达国家开发状况

水坝的影响

水电发展的前景

世界著名水电站简介

中国水电发展

我国水力资源分布

我国水电开发状况

我国小水电发展

水电开发的制约条件和解决办法

我国水电站简介

水位指水体的自由水面高出某一基面以上的高程。高程起算的固定零点称为基面。表达水位的基面通常有2种：①绝对基面；②测站基面。

绝对基面一般是以某一海滨地点的特征海水面为准，这个特征海水面的高程定为0．000米。目前我国使用绝对基面的有大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞以及珠江等。若将水文测站的基本水准点与国家水准网所设的水准点接测后，则该站的水准点高程就可以根据引据水准点用某一绝对基面以上的高程数来表示。大地水准面是平均海水面及其在全球延伸的水准面，在理论上讲，它是一个连续的闭合曲面。但在实际中无法获得这样一个全球统一的大地水准面，各国只能以某一海滨地点的特征海水位为准，这样的基准面也称绝对基面。中国目前采用的绝对基面是黄海基面，是以黄海口某一海滨地点的特征海水面为零点的。

测站基面是假定基面的一种，它适用于通航的河道上，一般将其确定在测站河库最低点以下0．5～1米的水面上，对水深较大的河流，可选在历年最低水位以下0．5～1米的水面作为测站基面。同样，当与国家水准点接测后，即可算出测站基面与绝对基面的高差，从而可将测站基面表示的水位换算成以绝对基面表示的水位。用测站基面表示的水位，可直接反映航道水深，但在冲淤河流，测站基面位置很难确定，而且不便于同一河流上下游站的水位进行比较，这也是使用测站基面时应注意的问题。使用测站基面的优点是水位数字比较简单(一般不超过10米)。

水位除了绝对基面、测站基面外，还有假定基面、冻结基面。

若水文测站附近没有国家水准网，其水准点高程暂时无法与全流域统一引据的某一绝对基面高程相连接，可以暂时假定一个水准基面，作为本站水位或高程起算的基准面。

冻结基面也是水文测站专用的一种固定基面。一般是将测站第一次使用的基面固定下来，作为冻结基面。使用冻结基面的优点是使测站的水位资料与历史资料相连续。

水位随时间变化的曲线称水位过程线。它是以时间为横坐标，水位为纵坐标点绘的曲线，按需要可以绘制日、月、年、多年等不同时段的水位过程线。水位变化也可用水位历时曲线标示，历时是指一年中等于和大于某一水位出现的次数之和，制图时将一年内逐日平均水位按递减次序排列，并将水位分成若干等级，分别统计各级水位发生的次数，再由高水位至低水位依次计算各级水位历时曲线。根据该曲线可以查得一年中等于和大于某一水位的总天数(即历时)，这对航运、桥梁等的设计和运用均有重要意义。水位历时曲线常与水位过程线绘在一起，通常在水位过程线图上也标出最高水位、平均水位、最低水位等特征以供生产、科研应用。

影响水位变化的主要因素是水量的增减。以雨水补给为主的河流，水位随降水的季节变化而升降。降水多的季节水位高，为洪水(汛)期；降水少的季节水位低，为枯水期。季风气候区、地中海气候区、温带大陆性气候和热带草原气候区的河流，水位季节变化明显；而热带雨林气候区和温带海洋性气候区的河流，水位则相对平稳。以冰雪融水补给为主的河流，水位随气温的变化而升降，夏季气温高，融水量大，为洪水期；冬季气温低，融水量小，为枯水期。温带和寒带地区的春季，季节性积雪消融，水位上升，称为春汛。以地下水和湖沼水补给为主的河流，因其补给稳定，水位的季节变化小。

水位的变化主要取决于水体自身水量的变化，约束水体条件的改变，以及水体受干扰的影响等因素。在水体自身水量的变化方面，江河、渠道来水量的变化，水库、湖泊引入和引出水量的变化，蒸发、渗漏等使总水量发生变化，使水位发生相应的涨落变化。

在约束水体条件的改变方面，河道的冲淤和水库、湖泊的淤积，改变了河、湖、水库底部的平均高程；闸门的开启与关闭引起水位的变化；河道内水生植物生长、死亡使河道糙率发生变化导致水位变化。另外，还有些特殊情况，如堤防的溃决，洪水的分洪，以及北方河流结冰、冰塞、冰坝的产生与消亡，河流的封冻与开河等，都会导致水位的急剧变化。

水体的相互干扰影响也会使水位发生变化，如河口汇流处的水流之间会发生相互顶托，水库蓄水产生回水影响，使水库末端的水位抬升，潮汐、风浪的干扰同样影响水位的变化。P25-27

水是人类生活的重要资源。人类文明的起源多数在大河流域或海边。早期城市一般都建立在水边，以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中，水在饮用、清洁等方面的作用不可或缺。

在古代，中国人就已把水力灵活地运用到农业中：为保证水稻生活的湿润环境，人们在田沿筑起土埂，防止田内余水流失，大大地提高了水稻产量。

水力利用的另一种方式是通过水轮泵或水锤泵扬水。水力利用的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。20世纪60年代起，水轮泵在中国得到发展，也被一些发展中国家所采用。

随着科学技术的发展，人们加大了对水力的利用，与洪涝灾害等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水力有关的研究领域，进而产生了以水力为生的产业。

现代的水力利用，主要是利用水能进行发电。据2004年统计，世界上大约有五分之一的电力供应是来自水力发电，有24个国家的水电比重超过90％。到了2007年，全球水电装机达到848400兆瓦，约占全球电力供应量的20％，水电开发程度按发电量与经济可开发量的比值计算达到了35％，其中非洲为11％，亚洲为25％，大洋洲为45％．欧洲为71％，北美洲为65％，南美洲为40％。

水力利用是水资源综合利用的一个重要组成部分。近代大规模的水能利用，往往涉及整条河流的综合开发，或涉及全流域甚至几个国家的能源结构及规划等。它与国家的工农业生产和人民的生活水平提高息息相关。因此，水力利用需要国家在对地区的自然和社会经济综合研究基础上，进行微观和宏观决策。