小水电论文十篇

小水电论文篇1

关键词：小水电站；设计；经验

1水轮机的选择

水轮机是水电站一个十分重要的设备，水流的动能和势能转换成机械能就是通过水轮机来实现的。水轮机选择合理与否，直接影响到机组的效率和运行的安全性、经济性。

1.1机组台数的选择

农村小水电站机组台数与电站的投资、运行维护费用、发电效益以及运行人员的组织管理等有着密切的关系。通过多年设计和运行经验表明：农村小水电站机组台数一般为1～4台，且型号应尽量相同，以利于零部件通用和维修管理方便，其中每座电站2台机组居多。

1.2水轮机型号的选择

水轮机型号的选择合理与否，直接影响到水轮机的运行效率、汽蚀和振动等。选择型号时，既要考虑水轮机生产厂家的技术水平和运输的方便程度，又要确保水轮机常处于较优的运行工况，即尽量处于水轮机运转特性曲线图的高效区。尤其是机组运行时，水头的变化不要超过水轮机性能表的水头范围，否则会加剧水轮机汽蚀和振动，降低水轮机效率。

1.3机组安装高程的确定

水轮机的安装高程不能超过水轮机允许的最大吸出高度，否则会引起水轮机转轮的汽蚀、振动等不良现象，因而缩短机组的运行寿命。

（1）卧式机组：安=Z下+hs-/900-D/2

（2）立式机组：安=Z下+hs-/900

式中Z下——尾水渠最低水位（m）；

hs——水轮机理论吸出高度（m），查水轮机应用

范围图及hs=f(H)曲线；

D——水轮机转轮直径（m）；

——水电站厂房所在地的海拔高程（m）。

为了消除或减轻水轮机汽蚀，可将计算出的安降低0.2～0.3m确定安装高程。

2电气主接线的拟定

小水电站的电气主接线是运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据之一。农村小水电站装机容量往往有限，一般装机台数不超过4台，相应电站的电压等级和回路数以及主变的台数都应较少。考虑到小水电站（尤其是单机100kW以下的微型电站）的机电设备供应比较困难，运行和管理人员的文化、业务素质普遍较差，从进站到熟练掌握操作、检修、处理故障及优化运行等也有一个过程。因此，农村小水电站的电气主接线在满足基本要求的前提下，应力求采用简单、清晰而又符合实际需要的接线形式。

对于1台机组，宜采用发电机—变压器组单元接线；对于2～3台机组，宜采用单母线不分段接线，共用1台主变；对于4台机组，宜采用2台主变用隔离开关进行单母线分段，以提高运行的灵活性。

3电气测量及同期装置

并入电网运行的小水电站电气测量应包括：三相交流电流、三相交流电压（使用换相断路器和1只电压表测量三相电压）、有功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、励磁电流和励磁电压等的监视和测量。发电机的测量、监视表计、断路器、互感器及保护装置等装在控制屏上（发电机控制屏）；电网的表计、断路器、同期装置等装在同期屏上（总屏）。

4保护装置

农村小水电站主保护装置的配置应在满足继电保护基本要求的前提下，力求简单可行、维护检修方便、造价低及运行人员容易掌握等。

4.1过电流保护

单机750kW以下的机组，可以采用自动空气断路器的过电流脱扣器作为过流及短路保护，其动作整定值可以通过调整衔铁弹簧拉力来整定，整定值一般为发电机额定电流的1.35～1.7倍。为了提高保护的可靠性，还可采用过流继电器配合空气断路器欠压脱扣器作过流及短路保护，继电器线圈电源取自发电机中性点的1组（3只）电流互感器，继电器动作值亦按发电机额定电流的1.35～1.7倍整定。

原理：当发电机出现短路故障时，通过过流继电器线圈的电流超过其动作值，过流继电器常闭接点断开，空气断路器失压线圈失电而释放，跳开空气断路器主触头，切除故障元件——发电机。

4.2欠压保护

当电网停电时，由于线路上的用电负荷大于发电机容量，此时电压大幅度降低，空气断路器欠压线圈欠压而释放，跳开空气断路器，以防电网来电造成非同期并列。

4.3水阻保护

当发电机因某种原因(如短路、长期过载、电网停电等)突然甩负荷后，机组转速会迅速升高，这种现象叫飞逸。如果不及时关闭调速器和励磁，可能造成事故。一般未采用电动调速的农村小水电站可利用三相水阻器作为该保护的负荷。

水阻器容量按被保护机组额定功率的70%～80%左右考虑。如果水阻容量过大，机组甩负荷瞬间，将对机组产生较大的冲击电流和制动力，影响机组的稳定，严重时可能造成机组基础松动。反之，如果水阻容量过小，达不到抑制机组飞逸转速的目的。水阻器采用角钢或钢板制成三相星型、三角型均可。

对于单机125kW及以下的电站，水阻池内空，以长为机组台数×（0.7～1）m，宽为（0.7～1）m，深为0.6～0.8m为宜，同时考虑机组容量大小，应在短时间内（如3～5min）不致于将池中的水煮沸。

在调试水阻负荷大小时，应在水中逐渐施加水阻剂，调试水阻负荷，直到达到要求为止。

4.4变压器过载、短路保护

变压器高压侧采用跌落式熔断器（或SN10-10型少油断路器）作过载、短路保护。运行经验表明，额定电压为6～10kV的跌落式熔断器只能用在560kVA及以下的变压器,额定电压为10kV的跌落式熔断器只能用在750kVA及以下的变压器。当变压器容量超过750kVA时，应采用油断路器。跌落式熔断器熔丝按下列公式选择：

当Se＜100kVA时，熔丝额定电流=（2～2.5）×高压侧额定电流；当Se≥100kVA时，熔丝额定电流=（1.5～2）×高压侧额定电流。

小水电论文篇2

关键词：小水电站；设计；经验

1水轮机的选择

水轮机是水电站一个十分重要的设备，水流的动能和势能转换成机械能就是通过水轮机来实现的。水轮机选择合理与否，直接影响到机组的效率和运行的安全性、经济性。

1.1机组台数的选择

农村小水电站机组台数与电站的投资、运行维护费用、发电效益以及运行人员的组织管理等有着密切的关系。通过多年设计和运行经验表明：农村小水电站机组台数一般为1～4台，且型号应尽量相同，以利于零部件通用和维修管理方便，其中每座电站2台机组居多。

1.2水轮机型号的选择

水轮机型号的选择合理与否，直接影响到水轮机的运行效率、汽蚀和振动等。选择型号时，既要考虑水轮机生产厂家的技术水平和运输的方便程度，又要确保水轮机常处于较优的运行工况，即尽量处于水轮机运转特性曲线图的高效区。尤其是机组运行时，水头的变化不要超过水轮机性能表的水头范围，否则会加剧水轮机汽蚀和振动，降低水轮机效率。

1.3机组安装高程的确定

水轮机的安装高程不能超过水轮机允许的最大吸出高度，否则会引起水轮机转轮的汽蚀、振动等不良现象，因而缩短机组的运行寿命。

（1）卧式机组：安=Z下+hs-/900-D/2

（2）立式机组：安=Z下+hs-/900

式中Z下——尾水渠最低水位（m）；

hs——水轮机理论吸出高度（m），查水轮机应用

范围图及hs=f(H)曲线；

D——水轮机转轮直径（m）；

——水电站厂房所在地的海拔高程（m）。

为了消除或减轻水轮机汽蚀，可将计算出的安降低0.2～0.3m确定安装高程。

2电气主接线的拟定

小水电站的电气主接线是运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据之一。农村小水电站装机容量往往有限，一般装机台数不超过4台，相应电站的电压等级和回路数以及主变的台数都应较少。考虑到小水电站（尤其是单机100kW以下的微型电站）的机电设备供应比较困难，运行和管理人员的文化、业务素质普遍较差，从进站到熟练掌握操作、检修、处理故障及优化运行等也有一个过程。因此，农村小水电站的电气主接线在满足基本要求的前提下，应力求采用简单、清晰而又符合实际需要的接线形式。

对于1台机组，宜采用发电机—变压器组单元接线；对于2～3台机组，宜采用单母线不分段接线，共用1台主变；对于4台机组，宜采用2台主变用隔离开关进行单母线分段，以提高运行的灵活性。

3电气测量及同期装置

并入电网运行的小水电站电气测量应包括：三相交流电流、三相交流电压（使用换相断路器和1只电压表测量三相电压）、有功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、励磁电流和励磁电压等的监视和测量。发电机的测量、监视表计、断路器、互感器及保护装置等装在控制屏上（发电机控制屏）；电网的表计、断路器、同期装置等装在同期屏上（总屏）。

4保护装置

农村小水电站主保护装置的配置应在满足继电保护基本要求的前提下，力求简单可行、维护检修方便、造价低及运行人员容易掌握等。

4.1过电流保护

单机750kW以下的机组，可以采用自动空气断路器的过电流脱扣器作为过流及短路保护，其动作整定值可以通过调整衔铁弹簧拉力来整定，整定值一般为发电机额定电流的1.35～1.7倍。为了提高保护的可靠性，还可采用过流继电器配合空气断路器欠压脱扣器作过流及短路保护，继电器线圈电源取自发电机中性点的1组（3只）电流互感器，继电器动作值亦按发电机额定电流的1.35～1.7倍整定。

原理：当发电机出现短路故障时，通过过流继电器线圈的电流超过其动作值，过流继电器常闭接点断开，空气断路器失压线圈失电而释放，跳开空气断路器主触头，切除故障元件——发电机。

4.2欠压保护

当电网停电时，由于线路上的用电负荷大于发电机容量，此时电压大幅度降低，空气断路器欠压线圈欠压而释放，跳开空气断路器，以防电网来电造成非同期并列。

4.3水阻保护

当发电机因某种原因(如短路、长期过载、电网停电等)突然甩负荷后，机组转速会迅速升高，这种现象叫飞逸。如果不及时关闭调速器和励磁，可能造成事故。一般未采用电动调速的农村小水电站可利用三相水阻器作为该保护的负荷。

水阻器容量按被保护机组额定功率的70%～80%左右考虑。如果水阻容量过大，机组甩负荷瞬间，将对机组产生较大的冲击电流和制动力，影响机组的稳定，严重时可能造成机组基础松动。反之，如果水阻容量过小，达不到抑制机组飞逸转速的目的。水阻器采用角钢或钢板制成三相星型、三角型均可。

对于单机125kW及以下的电站，水阻池内空，以长为机组台数×（0.7～1）m，宽为（0.7～1）m，深为0.6～0.8m为宜，同时考虑机组容量大小，应在短时间内（如3～5min）不致于将池中的水煮沸。

在调试水阻负荷大小时，应在水中逐渐施加水阻剂，调试水阻负荷，直到达到要求为止。

4.4变压器过载、短路保护

变压器高压侧采用跌落式熔断器（或SN10-10型少油断路器）作过载、短路保护。运行经验表明，额定电压为6～10kV的跌落式熔断器只能用在560kVA及以下的变压器,额定电压为10kV的跌落式熔断器只能用在750kVA及以下的变压器。当变压器容量超过750kVA时，应采用油断路器。跌落式熔断器熔丝按下列公式选择：

当Se＜100kVA时，熔丝额定电流=（2～2.5）×高压侧额定电流；当Se≥100kVA时，熔丝额定电流=（1.5～2）×高压侧额定电流。

小水电论文篇3

关键词：一期低围堰高压漩喷防渗墙实验施工技术

一、概述

湖北小漩水电站一期低围堰包括上、下游横向围堰和纵向围堰，形成的基坑保护纵向围堰、一期上下游高围堰、左岸一期基坑开挖干地施工。围堰设计为土石不过水围堰，围堰顶宽8.0m，边坡1:2，上游围堰顶部高程256.2m，下游围堰顶部高程254.4m，纵向围堰顶部高程从上游256.2m渐变到下游的254.4m。围堰选用高压漩喷防渗墙防渗。防渗墙单排布置，初步设计孔距1.5m，下部伸入基岩0.5m。

1.1地质情况小漩电站上游围堰基础下地层为：河床部分砂卵石层，厚度2.7～8.9m，两岸坡为粘性土层和砂卵石层，覆盖层下伏地层为S1d绢云石英千枚岩夹炭质板岩和石煤。

下游围堰区的地层为：河床部分砂卵石层，厚度2.8～11.8m，两岸为粘性土层和砂卵石层。下伏地层为∈32-3绢云石英千枚岩夹炭质板岩和钙质板岩。纵向围堰的地层为第四系全新统砂卵石与基岩。砂卵石层厚2.4～4.5m，下伏基岩为S1d～∈32-3的岩层，主要岩性为绢云石英千枚岩。砂卵石为强透水层，基岩为微～弱透水层。

二、高压漩喷灌浆工程施工

2.1高压漩喷实验小漩水电站工程一期低围堰高压漩喷防渗墙灌浆分为上、下游围堰及纵向围堰三个部位，开工前为了确定孔距、压力等施工参数，选择在纵向围堰纵0+352.6～纵0+363.4处进行施工试验，结合设计单位提出的数据，选择三组试验孔距：0.8m、1.0m、1.2m1.5m三组布置，每组四个桩，待防渗墙强度达到规范要求后通过开挖检查，分析墙体成型质量，观察桩体之间搭接效果，最终确定孔距。高压漩喷防渗墙灌浆试验区于7天内完成，完成12个孔，高喷进尺162.8m。

2.1.1试验目的：①高压漩喷试验完毕后开挖检查，获得灌浆影响半径，搭接厚度，孔斜情况等。②获得防渗体桩孔合理的施工孔距。③通过钻孔取芯或开挖直观检查分析，为高压漩喷正式施工确定最佳施工参数，包括水、气浆压与流量、漩转速及提升速度，浆液水灰比施工技术参数，作为现场施工控制的技术指标和施工操作技术要求。

2.1.2现场工艺试验为确定合理的喷射灌浆参数，在纵向围堰防渗体施工轴线的下游端，进行高压喷射灌浆现场施工工艺试验（按拟定的工艺参数进行），试验孔分两序施工，先施工Ⅰ序孔，根据钻孔取芯或开挖直观检查分析，确定正式施工的技术参数，作为现场施工控制的技术指标和施工操作技术要求。

高压漩喷施工工艺流程为：测量放孔钻机就位开孔钻进到设计深度终孔、测孔深下入护壁泥浆或特制PVC管并起拔套管高喷台车就位孔口试喷下高喷管喷浆、提升高喷结束孔口地面陷坑回填械清洗移至下一孔位。

2.1.2高压漩喷实验施工工艺参数拟定施工工艺参数

2.1.3高压漩喷防渗墙施工方法和措施

①钻孔：根据现场情况(视现场塌孔情况)选用采用风动钻机套管跟进钻孔或用回转地质钻机成孔，钻孔布置为单排，分二序施工，孔径146mm，孔位偏差≤50mm，孔斜≤1.0%，孔深入岩100cm。选定部分一序孔作为先导孔，划分层位，其深度大于墙体深度，间距不大于20m。

开钻前钻机的调平和稳固对孔斜影响很大，保证钻机或高喷台车就位后其立轴或转盘与孔位中心对齐，并经质检员或技术员进行检查合格后施工。钻至设计深度后，强风清孔，清孔验收合格下入特制PVC管护壁，液压拔管机起拔套管，孔口妥善保护。

钻孔过程中对孔位、孔深、地层变化（钻进速度骤变，返渣特性变化等现象）、特殊情况及处理措施等都作详细记录。

②浆液制备采用水泥标号为42.5MPa的硅酸盐水泥，水泥新鲜无结块。所用水泥均有出厂检验报告，过期和受潮结块者不使用，施工中并抽样检查。

使用高速搅拌机制浆，水泥浆的搅拌时间大于30s，浆液在严格过筛后使用，定时检测其密度。水泥浆随配随用，并进行连续不断的搅拌，一次搅拌量为0.8m3。

高喷施工使用水泥浆液存放的有效时间符合下列规定：浆液存放时控制浆液温度在5-40℃范围内，制备至用完的时间不超过3h，否则按废浆处理。

高喷灌浆用水符合水工砼拌和用水的要求，制浆材料的称量误差不大于5%。

③高喷：钻孔经验收合格后，进行高喷灌浆，高喷灌浆时对钻孔记录中记载的特殊部位认真对待，预防出现质量事故。高喷施工工艺流程见图2。高喷台车就位，首先进行机具试运转或称试喷，机具试运转时的高压泵泵压保持在20±2MPa，空压机风压保持在0.7Mpa，泥浆泵泵压保持在1.0Mpa，同轴喷射。试喷检查喷咀、喷管及所有设备运转正常后，下入φ89mm高喷管至设计深度，下入喷射管时，用胶带保护喷嘴部分防止堵塞。

喷浆：喷头下至设计深度时，按规定参数送浆、气进行静喷，待浆液返出孔口、情况正常后开始提升喷管，喷射过程连续进行，浆液用量70～100L/min。中途拆卸喷射管后，应将喷射管下至原位0.3m以下进行复喷，喷射过程中定时检测原浆、返浆比重及水泥浆用量，控制风压、水压。当返浆密度小于1.3g/cm3时，立即停止提升，直至回浆密度大于1.3g/cm3时，恢复正常喷浆作业。高喷作业分两序施工，相邻Ⅰ、Ⅱ序孔的作业间隔时间大于48小时。高喷灌浆应全孔自下向上连续作业，作业过程中若中断，则将喷浆管沉至停喷点以下0.5m，待恢复正常时再喷浆提升。当停机超过3h时，对泵体和输浆管路妥善清洗。

施工中控制压力和提升速度，保证孔内浆液上返畅通，避免造成地层劈裂或地面抬动。高喷灌浆结束后，利用回浆或水泥浆及时补灌，直至孔口浆面不下降为止。

施工时如实记录高喷灌浆的各项参数，浆液材料用量，异常现象及处理方法等。记录表格符合有关标准，并经过监理人批准。

2.1.4质量检查和分析试验区施工完成后，经施工单位、监理、业主等三方现场对不同孔距的漩喷墙进行了开挖检查、钻孔取芯检验，先开挖孔距1.2m的防渗墙，可以直观的看到桩体之间明显无搭接；开挖孔距1.0m的防渗墙，可以看到桩体之间部分有搭接，经过人工凿挖、冲洗后，桩体局部部位之间基本无搭接，两桩之间取芯，无芯柱；开挖孔距0.8m的防渗墙，经过人工凿挖、冲洗后，可以看到桩体之间搭接明显，搭接长度约20～30cm，搭接良好。

2.1.5试验结论通过试验区防渗墙施工，监理、业主及施工单位在施工现场最终得出如下结论：①当孔距为0.8m时，防渗墙搭接效果良好；孔距为1.0m、1.2m时防渗墙搭接效果差。②其它施工技术参数均能满足要求。④施工机具能满足高喷施工要求。⑤小漩水电站工程高压漩喷防渗墙灌浆孔距采用0.8m，水压力按35Mpa控制，其它施工技术参数不变。

三、高压漩喷防渗墙施工特殊情况处理

①高喷过程中，出现漏浆时，采取静喷，待孔口正常返浆且返浆比重达到设计值后恢复提升，出现浆液不足时，漩喷管下入原位进行复喷。在大块石位置的上下反复喷射2～3次，使水泥浆充分包裹大块石，并做好详细记录。②孔内严重漏浆，可根据具体情况采取以下措施处理：a降低喷射管提升速度或停止提升；b降低浆液压力、流量，进行原地灌浆；c浆液中掺加速凝剂；d加大浆液浓度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆；e向孔内冲填砂、土等堵漏材料。③若发生串浆，应立即封堵被串孔，待串浆孔高喷灌浆结束后，尽快进行被串孔的扫孔、高喷灌浆或继续钻进。串浆量较大，应降低风压并加大进浆浆液密度或浆量。

供浆正常情况下，孔口回浆密度变小且不能满足设计要求时，应加大进浆密度或进浆量。在富水地层，宜适当减小风量或降低风压。

四、结束语

高压漩喷防渗墙灌浆施工技术在本工程的应用，再一次表现了该技术在基础防渗方面的优势。小漩电站一期低围堰高压漩喷灌浆造孔个，总延米约为15000m，共划分单元工程87个，优良个数80个，优良率为92%，经设计、监理及业主联合验收被评定为优良。施工总工期为50天，根据目前一期低围堰渗水情况来看，仅用一台15kw，流量为100m3/h的单级单吸离心泵可以满足基坑的经常性排水，确保了一期主体工程施工的按期完成。

参考文献：

小水电论文篇4

一、前言近20余年来，世界许多发展中国家和一部分发达国家对小水电开发都比较重视，采取了积极的方针，制订了各种不同的激励政策，试图促进小水电的大力发展。这是由于上世纪70年代后期以来，世界石油危机高潮迭起所引起的，一些国际能源专家感到世界上传统化石燃料的资源储量有限，人类必须尽早寻找“替代能源（Alternate Energy）”，并逐步增加其在能源消耗中的比重。所谓替代能源，主要是指可再生能源，包括小水电。从理论上讲，小水电是取之不尽、用之不竭的，但实际上小水电可开发资源也是有限的。在当前世界公认的12种可再生能源中，绝大多数新能源如风能、太阳能等还处于科学研究、试制和初期推广阶段，技术不成熟，建设成本高、规模小，短期内还难以大比例实际替代传统能源。在可再生能源中，小水电技术成熟，建设成本低、规模较大，所以是最现实可行的。但和传统能源中现代大电力生产相比，小水电仍然是“弱势”能源，规模小、技术水平不高、经济竞争力不强、商业化运作能力较弱，如果没有政府支持，还是难以得到大规模发展。从我们收集到的资料看，亚太地区发展中国家（也包括少数其他国家）20多年来制订的一系列支持、鼓励小水电发展的政策和措施，实际执行情况大多不尽人意。小水电在这些国家虽然也有了明显发展，全国装机从数千千瓦发展到数万千瓦。除中国外，亚太地区小水电实际运行最多的印度可达数十万千瓦。但在它们的电力总容量中比例仍是微不足道的（均在百分之零点几）。 不少亚太国家农村电气化程度可达70-90%或更高，但都是由国家大电网供电，小水电的作用微乎其微。唯一例外的是中国，小水电已经发展成为农村电气化的重要能源，全国2400多个县中，有1576个县建有小水电，其中780个县以小水电供电为主。造成这些差别的主要原因在本研究报告第四部分“小水电效益分析的新思考”中从效益方面做了分析。但从政策角度看，主要的经验教训是什么？本文准备从各国激励政策与体制的异同及其实际效果再做一分析，试图找出一些答案。国际上最初提出以可再生能源作为“替代能源”的时候，主要只考虑了传统化石燃料储量的有限性，对其环境污染问题也曾提及，但尚未得到十分重视。到1992年联合国环境与发展大会通过并签署了《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC），开始严正地警告全世界对环境污染引起气候变化的危险性。 1998年，全球60个国家签署了《京都议定书》，提出了各国温室气体的减排目标。在国际大环境的促进下，可再生能源以其“绿色”性能，进一步得到国际能源界的青睐。最积极的欧洲国家，如德国，计划到2020年使可再生能源发电容量达到全国电力装机的20%，这是一个十分宏伟的目标。其他许多国家也纷纷行动起来。众多发展中国家，在面临这一大好机遇时，其小水电发展情况以及相应的政策措施又将怎样，这也是我们要研究的。据IEA（国际能源署）统计和预测，目前小水电在整个水电中的比例，1995至2010年期间全球平均为5-6%，这个较高的比例主要是受到中国的拉动。中国目前小水电占整个水电比重为35%左右，且绝对值又大。如果排除中国的因素，则世界多数国家（除欧洲外），尤其是发展中国家的小水电占整个水电的比重都在1-3%以下。 当前，可再生能源发展（包括小水电）正面临着有利机遇，但是能否争取到一个新的发展高潮，还取决于正确的政策导向和提高自身的市场竞争力。因此全面了解各种激励政策的可行性和有效性，以及各种政策的配套效应，也是研究如何促进小水电可持续发展的重要环节。在经济全球化的大形势下，中国经济的许多行业都面临着与国际“接轨”的问题。小水电行业如何与国际“接轨”？我们认为还是有其特殊性，有必要进行具体的研究，并提出一些具体可行的策略。下面是我们这个研究课题的初步意见，供业内人士参考： 1、“接轨”并不意味着所有的政策、措施、规章制度都要一致。国情不同，各国有些不一样但却符合本国国情的东西仍应保留。例如有中国特色、以小水电为主的农村电气化与大多数发展中国家就是不同的。所谓“接轨”，主要是进行国际交流、宣传我国经验时，要突出可比性与可借鉴的东西，使交流有共鸣。也需要吸收国际先进思路、方法和有效的经验（包括发达国家的），从而对比、改进我国的政策、措施

小水电论文篇5

a.推动农村经济发展，转移农村剩余劳动力。在工程建设期间，可以组织当地牧民参加工程建设，增加经济收入，让农村剩余劳动力得到有效利用。通过代燃料建设项目的实施，可以明显提高农牧民的生活水平，同时让广大农牧民在参加工程建设的过程中，了解小水电代燃料生态工程的重要性和国家对农村能源建设的支持，增强他们对美好生活的向往和热情。

工程建成运行后，在全力解决农村生活燃料的同时，还可利用电力资源发展农副产品加工产业(面粉加工，豆芽加工，电孵小鸡、鸭等)，增加项目区农村人口的就业机会。另外在实施小水电代燃料工程后，相应就会增加相当于原柴、煤生产所需的劳动力，而此部分劳动力除部分进入增加的相关产业外，其余部分可外出务工，获取较高的经济收入。间接或直接解决就业人口100人，转移劳动力4500人。b.改善投资环境，增加投资机会，吸引外来资金的投入。实施小水电代燃料工程，布尔津县的小水电资源就会得到较好的开发利用，加上西部大开发中公路、水利等基础设施得到建设和完善，布尔津县的投资环境将得到极大的改善，更加具备吸引外来资金的条件，从而利用外来资金，加快本地经济建设步伐。c.提高人民生活质量。实施小水电代燃料生态工程，可改变广大农牧民群众的生活习惯，采用以电代薪柴、煤的健康科学的生活方式，减少对环境的污染，有助于农民群众改善生活环境，告别落后的生活方式，迈进先进生活时代，提高生活质量。另外，通过生活方式的改进，可以增强人们的生态意识，并自发地加入保护和改善生态环境的队伍，从根本上遏止毁林和破坏植被现象，巩固和发展建设成果，营造一个舒适、安逸、人与自然和谐发展的美好生活环境。总之，可为边境少数民族地区社会稳定、经济快速发展打下良好的基础。

2经济效益

小水电代燃料项目的经济效益和其他效益一样，也十分明显。在代燃料电站建设过程中，能容纳一定数量的农村剩余劳动力，预计项目区农牧民每年可节省因砍柴消耗的劳动力工日31920个(按总计4788t木柴，每个工日可砍150kg柴计)，每个工日按50元计，折合159.6万元。转移劳动力4500人，折合工日81万个，每个工日按80元计，直接收入可达6480万元，以此拉动农村劳动力市场，增加部分牧民收入。同时在建设施工过程中通过工程实施能培养一批有专长的技术工人，有利于当地其他各项建设，提高输出劳动者的素养和技能。代燃料电站建成后，多年平均发电量1275万kW•h，把当地的资源优势转化成经济优势，随之增强了当地的经济实力和地方财政收入，有利于促进牧区消费，拉动内需，活跃市场。

代燃料项目的建设，需要较多的器材和建筑材料，对当地流通领域无疑是一个良好机遇。同时也为与代燃料项目建设相关的当地产业和施工企业，如水泥厂、砂石料加工厂和土建施工队伍等，提供了发展机遇。因为这些都是项目建设所需要的，在农村全面建设小康社会等方面有积极的推动作用。

3结语

小水电论文篇6

小水电涵义及其资源 农村水电是主要由地方组织建设与管理，并主要为农村与县域经济社会发展服务的中小水电站及配套电网的统称。现时期农村水电主要是指5万千瓦及以下的小水电。 随着农村与县域经济社会的发展及其对电力能源的需求，小水电的涵义在全国有过多次变化。上世纪50年代，一般指500千瓦及以下的水电站和配套送电线路为农村水电；60年代，一般指单机500千瓦、总装机3000千瓦及以下的水电站和配套送变电工程为小水电；70年代，一般指单机6000千瓦、总装机1.2万千瓦及以下的水电站和配套小电网为小水电；80年代，一般指单站装机2．5万千瓦及以下的水电站和配套小电网为小水电；进入90年代，一般指单站装机5万千瓦及以下的水电站和配套电网为小水电，同时一些地方开始举办经营总装机5万、10万千瓦及以上的水电站和配套电网。 中国5万千瓦及以下的小水资源可开发量达1.28亿千瓦（500千瓦及以下资源进一步调查核实后，应会超过1.3亿千瓦），居世界第一位。小水电资源点多面广，除上海市外，遍及30个省（区、市）1715个山区县，主要分布在中西部地区和东部山区，70%左右集中在西部大开发地区。尚未开发的小水电资源还有8000万千瓦左右，可再建小水电上万座，年发电量2500亿～3500亿千瓦时，相当于4个以上特大型三峡水电站的电力电量，可扩大惠及广大贫困山区亿万农民。 小水电光辉发展历程 中国是世界上利用水力最早的国家之一，早在公元年前206年的西汉初期就开始利用水力磨面、舂米、提水灌溉。利用水力发电，是上世纪初叶从建设小水电开始的。中国兴建的第一座水电站，是1910年动工、1912年建成发电的装机480千瓦的云南昆明石龙坝水电站。新中国成立后，党和国家对水电给予了极大关注，1951年3月，开工建设新中国的第一座水电站——福建古田溪一级水电站，装机2×6000千瓦。截至2008年底，中国已建成5万千瓦及以下的小水电4．5万座，装机5127万千瓦，年发电量1628亿千瓦时，装机和电量是1949年全国全部电力的30余倍，全国整个水电的200余倍，全国小水电的1.4万余倍。在广大贫困山区和老少边穷地区发展小水电，推动农村与县域经济社会全面、协调、可持续发展，取得了辉煌成就，写下了光辉篇章。 新中国小水电发展经历了3个阶段，第一阶段平均每年增长21万千瓦，第二阶段平均每年增长88万千瓦，第三阶段平均每年增长330万千瓦。 新中国成立到20世纪70年代末是第一阶段。 新中国成立后，国家实行两条腿走路的方针，结合江河治理，兴修水利，大力开发小水电，为农民农业农村用电服务。到1979年，小水电从无到有，从小到大，从单站发电到联网运行，从建设地方小电网到与国家大电网联结、到建立发供统一的县级电力企业，初步形成了大小电网并举、各有侧重、余缺调剂、共同发展

小水电论文篇7

一、pH=a酸溶液的稀释常用规律:

(1)强酸溶液稀释时将水看作c(H+)=10-7mol/L的酸,其计算表达式可以表示为:

c(H+)稀释=。于是则有:对于pH=a强酸溶液将体积稀释原来的10n倍时,则所得溶液的pH增大n个单位,即pH=a+n;(注意pH一定小于7)。

(2)对于pH=a弱酸溶液将体积稀释原来的10n倍时,则所得溶液的pH则满足如下不等式关系:a (3)无限稀释,不论酸的强弱,因水的电离已是影响pH的主要因素,pH均趋向于7(当pH接近6的时候,再加水稀释,由水电离提供的

不能再忽略,即强酸的浓度接近于10-7mol/L时,无论稀释多少倍,其pH只能是接近于7,仍要小于7而显酸性。)。

(4)同体积同pH的强酸和弱酸,同倍稀释,强酸的pH变化大化学论文化学论文,弱酸的pH变化小。

例1、稀释下列溶液时,pH值怎样变化?

(1)10mLpH=4的盐酸,稀释10倍到100mL时,pH=

(2)pH=6的稀盐酸稀释至1000倍,pH=

解析:(1)pH=4,即[H+]=1×10-4mol/L,稀释10倍,即c(H+)=1×10-5mol/L,

所以pH=5。

(2)当强酸、强碱溶液的H+离子浓度接近水电离出的H+离子浓度(1×10-7mol/L)时,水电离出的H+离子浓度就不能忽略不计中国论文下载中心论文的格式。所以pH=6的稀盐酸,稀释1000倍时:c(H+)=(1×10-6+999×10-7)/1000=1.009×10-7 mol/L, pH=6.99,由此可知溶液接近中性而不会是pH=9。

例2、 常温下pH=1的两种一元酸溶液A和B,分别加水1000倍稀释,其pH与所加水的体积变化如下图所示,则下列结论中正确的是( )

(A)A酸比B酸的电离程度小 (B)B酸比A酸容易电离

(C)B是弱酸,A是强酸 (D)pH=1时,B酸的物质的量浓度比A酸大

解析:如果一元酸是强酸,pH=1时,c(H+)=1×10-1mol/L,加水稀释103倍后,此时,c(H+)=1×10-4mol/L,pH=4。如果是一元弱酸,则1

二、pH=a碱溶液的稀释常用规律:

(1)强碱溶液稀释时将水看作c(H+)=10-7mol/L的碱,其计算表达式可以表示为:

c(OH-)稀释=。于是则有:对于pH=a强碱溶液将体积稀释到原来的10n倍时,则溶液的pH减小n个单位(最后结果不得小于或等于7)。

(2)对于pH=a弱碱,溶液将体积稀释到原来的10n倍时,a-n (3)无限稀释,不论碱的强弱,因水的电离已是影响pH的主要因素,pH均趋向于7(当pH接近8的时候,再加水稀释,由水电离提供的

不能再忽略,即强碱溶液中的[OH-]≤10-8mol/L时化学论文化学论文,则无论稀释多少倍,其pH只能接近于7,仍大于7而显碱性)。

(4)同体积同pH的强碱和弱碱,同倍稀释,强碱的pH变化大,弱碱的pH变化小。

例3、稀释下列溶液时,pH值怎样变化?

(1)pH=11的NaOH溶液稀释100倍,所得溶液的pH=

(2)pH=11的NH3·H2O溶液稀释100倍,所得溶液的pH=

(3)pH=9的NaOH溶液稀释1000倍,所得溶液的pH= 解析:(1)pH=11的NaOH溶液稀释100倍,稀释后所得溶液中c(OH-)仍以NaOH

溶液中c(OH-)占主导,所以可直接利于规律(1)求得所得溶液的pH为9。

(2)因为NH3·H2O溶液为弱电解质,存在电离平衡,可直接利于规律(2)求得所得溶液的pH为:9

(3)pH=9的NaOH溶液稀释1000倍时,由水电离提供的OH- 不能忽略,其pH只能接近于7

例4、把1mL0.2mol/L的NaOH加水稀释成2L溶液,在此溶液中由水电离产生的

OH-,其浓度接近于

(A) 1×10-4 mol/L (B) 1×10-8 mol/L

(C) 1×10-11 mol/L (D) 1×10-10mol/L

解析:温度不变时,水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生,而氢离子则由酸和水共同电离产生。当碱的浓度不是极小的情况下,由碱电离产生的氢氧离子总是远大于由水电离产生的(常常忽略水电离的部分),而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以,碱溶液中的水电离的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子。

稀释后C(OH-) =(1×10-3L×0.2mol/L)/2L = 1×10-4mol/L,

C(H+) = 1×10-14/1×10-4 = 1×10-10 mol/L,所以答案可选(D)。

三、同体积同pH的一强和一弱,稀释到同pH时,体积大小关系

(1)体积相同,pH相同的强酸溶液与弱酸溶液,分别加水稀释m倍和n倍,稀释后溶液的pH仍相同,则m与n的关系为m

(2)体积相同,物质的量浓度相等浓度的强酸溶液与弱酸溶液,分别加水稀释m倍和n倍,稀释后溶液的pH仍相同,则m与n的关系为m>n,即强酸溶液稀释的倍数大。

同理:强碱溶液与弱碱溶液化学论文化学论文,上述(1)(2)结论仍成立中国论文下载中心论文的格式。

例5、体积相同,浓度为0.1mol/L的NaOH溶液、氨水,分别加水稀释m倍和n倍,溶液的pH都变为9,则m与n的关系为( )

(A)4m=n (B)m=n(C)mn

解析:若稀释相同倍数,则稀释后NaOH溶液和氨水的物质的量浓度相等,但是NaOH溶液的pH大,要使pH相同,则NaOH溶液稀释的倍数大些,所以m>n选(D)。

例6、体积相同,pH相同的NaOH溶液、氨水,分别加水稀释m倍和n倍,稀释后溶液的pH仍相同,则m与n的关系为( )

(A)4m=n(B)m=n (C)mn

解析:体积相同,pH相同的NaOH溶液、氨水若稀释相同倍数,则稀释后NaOH

溶液的pH变化大(即减小程度大),而氨水的pH变化小(即减小程度小),因为稀释过程中氨水的电离程度增大,要使pH相同,则氨水溶液稀释的倍数大些,所以m

  巩固练习

1 、有两瓶pH=2的酸溶液,一瓶是强酸,一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水,而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来判别哪瓶是强酸。

2、pH=2的A、B两种酸溶液各1mL,分别加水稀释

到1000mL,其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如右图

所示,则下列说法正确的是( )

A.A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等

B.稀释后A酸溶液酸性比B酸溶液强

C.a=5时,A是弱酸,B是强酸

D.若A、B都是弱酸,则5>a>2

3、常温下,从pH=3的弱酸溶液中取出1mL的溶液,加水稀释到100mL,溶液的pH为_________。

4、相同条件下,等体积、等pH的醋酸溶液和盐酸分别加水稀释后,溶液的pH仍相同化学论文化学论文,则所得溶液的体积 ( )

(A)仍相同(B)醋酸大 (C)盐酸大 (D)无法判断

参考答案及提示

1、答案:各取等体积酸溶液用蒸留水稀释相同倍数(如100倍),然后用pH试纸

分别测其pH,pH变化大的那瓶是强酸。(提示:本题可利用同体积同pH的强酸和

弱酸,同倍稀释,强酸的pH变化大,弱酸的pH变化小这一规律)

2、答案:(D) (提示:由图可以看出,A酸稀释时pH的变化较B酸稀释时pH的变化明显,且稀释后pHA>pHB,表明A酸的电离程度要比B酸的大,酸性A强于B,故A、B都错误。稀释1000倍后,若A酸溶液的pH从2增大至5,则表示c(H+)减小到原来的1/1000,证明A酸原来就完全电离,所以A是强酸;B酸溶液稀释后的pH<5,则表示B未完全电离,所以B是弱酸,故C错误)。

3、答案3~5(提示:本题可利用:对于pH=a弱酸溶液将体积稀释原来的10n倍时,

小水电论文篇8

关键词：三维电极，中试装置，PCB含铜废水，电费

 

随着电子通讯行业的迅猛发展，我国已成为名副其实的PCB生产大国，PCB产量多年居世界第一位。PCB生产废水中污染物主要是COD与重金属铜[1]。产生铜废水的工序主要有：沉铜、全板电镀铜、图形电镀铜、蚀刻以及各种印制板前处理工序。其中含铜非络合物废水主要来源为磨板、全板电镀、图形电镀、酸性蚀刻以及其他一些漂洗工序[2]。本试验主要采用阴极填充粒子的三维电极电解法处理各环节排放的非络合综合含铜废水，并进行电费成本的估算。

1 试验

1.1 试验装置

三维电极中试设备如图1所示，采用PVC塑料制作（70cm50cm60cm），处理水量140L，阳极为两块35 cm 45 cm的涂钛极板，阴极为2块20cm 53 cm的铜板环境保护论文，放置在宽6cm的玻璃槽中，槽中填充废铁屑或活性炭粒子。

图1 三维电极电解中试装置图

Fig.1 Schematic diagram of three-dimensional electrode pilot reactor

1.2 试验方法

试验设备为HY1711-5S双路可跟踪直流稳压电源、721可见分光光度计。铜离子检测采用2,9-二甲基-1,10-菲啰啉分光光度法中国期刊全文数据库。

铜离子流经粒子颗粒阴极，并在其表面还原吸附析出。试验用水取自线路板生产企业实际含非络合铜废水。粒子电极中的活性炭是不饱和的，故在试验前先用试验原水对其浸泡,并多次换水，测定浸泡前、后水中的铜离子，直至两者相同。试验考查极间距、电解电压、电解时间和不同填充粒子对铜去除率的影响，得出最佳运行参数，估算电费成本。

2 试验结果

2.1 极间距对铜离子去除的影响

为能更好的溶出废水中的铜，调节废水的pH值为3-4，试验中阴极添加了铁屑，考查当电解电压为13V和16V时，极间距分别为4cm和6cm条件下的铜去除，结果如图2。

Fig2.Effect of electrode distance on Cu removal

由图2可知，不同电压下铜去除率都随极间距的减小而增加，这是因为极间距影响着溶液的传质距离和电极电势[3]。极间距小相应的可减小对流、扩散传质的传质距离，增大传质的浓度梯度环境保护论文，强化传质效果，降低电解电压，提高电解速率和效率。但间距过小会影响操作的稳定性，因此试验中采用极间距4cm。当电压为16v时，电解215min铜去除率为49.6%，此时电流为5.80A，以河北省工业用电0.71元/度计，电费成本为1.68元。

2.2 电解电压、填充颗粒和电解时间对铜离子去除的影响

为使填充颗粒呈现复极化，电解电压必须足够高。当施加在粒子电极上的电压低于反应电压时，只有短路电流或旁路电流存在。大于反应电压时，则有反应电流出现。电压越高，复极化程度越大，处理效果越好，但耗电量越大，并且填充颗粒上副反应加剧，产生大量气泡环境保护论文，使得污染物在粒子上不能很好地吸附。试验考查了极间距4cm，阴极槽填充铁屑和活性碳两种粒子电极形式下的铜去除率，结果见图3和图4。

Fig3.Cu removal efficiency of three-dimensional electrode at4cm electrode distance andfilling scrap iron

Fig4.Cu removal efficiency of three-dimensional electrode at4cm electrode distance andfilling activated carbon

试验表明阴极槽填充铁屑，当电压大于16v，电解220min以上时，铜去除率可达到50%，电压22v时电解135min，铜去除率为56.4%。而阴极槽填充活性炭时，电压在20v以下，铜去除率仍然极低，当大于22v后铜离子可去除50%以上中国期刊全文数据库。

图中还可看出阴极填充铁屑对铜的去除要好于填充活性炭颗粒，所需电压小，电解时间短，但通过电费估算可知阴极填充铁屑时电解电费成本较高。电压为22V，电解135分钟，铜去除率达到56.4%环境保护论文，进水铜浓度为58.0mg/L时，出水铜为25.3mg/L，电费成本1.72元/吨。阴极槽填充活性炭颗粒时，电压为22v，电解90min，铜去除率为52.1%，进水铜浓度为171.3mg/L时，出水铜为82.0mg/L，电费成本1.12元/吨。

由图4还可知，,随着电解时间的延长,对铜离子的去除率逐渐增大，在前135 min内铜去除率随时间的延长而迅速增大，之后增速逐渐减慢并趋于稳定。其原因是电解初期，装置内铜离子浓度高，能快速扩散到电极表面。之后装置铜浓度下降，浓度梯度对去除效果的影响变得显著，所以降解曲线变得越平缓。考虑到运行费用环境保护论文，电压为22v，电解时间宜取90 min。

3 结论

中试试验表明三维电极电解处理PCB非络合铜废水最佳处理条件时阴极槽添加活性炭粒子，极间距4cm，电压22V，电解90分钟，在此条件下铜去除率为52.1%，进水铜浓度为171.3mg/L时，出水铜为82.0mg/L，电费成本约为1.12元/吨。三维电极电解处理此种废水虽能回收铜，但出水达不到排放标准，需采用其他方法继续处理。

参考文献：

[1]谢东方.印制电路板废水处理技术应用实践[J].安全与环境工程,2005,12(1)：42-45

[2]刘晖.印制电路板废水处理设计[J].科技资讯,2007,9：198-199

[3]薛松宇.三维电极反应器处理染料废水的研究：[硕士论文].天津：天津大学,2005

小水电论文篇9

河道是大自然的主动脉和大血管，不仅具有行洪排涝、供水灌溉、交通航运、水能发电等社会服务功能，而且具有栖息地、输送、源汇、水分涵养、水体净化、生物多样性保护、景观等多种生态环境服务功能。然而，水利水电工程的开发建设，在带来经济效益和社会效益的同时，也在一定程度上改变了河道原有的水文情势，容易对下游河道产生水质恶化、栖息地安全性胁迫等水生态环境问题，对河道生态环境服务功能的实现产生了不利影响。为了维持河道生态系统的动态平衡，首先应满足其对水量的合理需求，尤其要满足最小生态需水量的需求。如何既要满足水利水电工程的用水需求，确保工程正常运行，促进经济社会的又好又快发展，又能满足水利水电工程下游河道尤其是减水河段的最小生态用水需求，确保河道生态系统的动态稳定不受破坏性影响，是一个亟需解决的新课题。进行最小生态需水量的计算，不仅是建设项目水资源论证当中的重要一环，更是解决上述新课题的技术基础与关键。本文在已有研究的基础上，从生态水文学的角度，讨论了引水式电站减水河段最小生态需水的概念及其计算方法。 1国内外研究进展概述 1.1国外研究进展概述 20世纪70年代以前，国际上还没有形成明确的河道生态需水量概念，英美等国开始在法律中设定水库下泄的最小流量，以满足河流下流地区航运、公共健康以及渔业对水量，水质的需求[1,2]。但到80年代，伴随着人们对河道生态系统及其生命健康的认识与理解，河道生态需水量也逐渐得以重视与关注，并成为讨论和研究的热点问题之一。1989年，Gore建议在河流规定最小流量，并指出生物群落的最小流量需求仅是管理决策的一部分[3]。1998年，Gleick明确提出了基本生态需水量(BasicEc-ologicalWaterRequirement)的概念，即需要提供一定质量和数量的水供给天然生境，以求最小程度地改变天然生态系统，并保护物种多样性和生态完整性，认为生态需水量在一定的时间和空间下是可以变动的值[4]。2002年，David等认为，如果湿地（湖泊）水量低于某一个量时，将会导致其生态系统结构的破坏及功能的丧失。为了最大程度地实现湿地的生态价值，必须满足它本身所需要的水量[5]。在生态环境需水及用水研究方法上，1976年，White为产卵、饲养和鱼道定义了微生态环境指标，利用这些指标和水力模型一起预测流量变化对渔业的影响[6]。1976年，Tennant提出了Tennant法，该方法是目前国内外通用的一种确定河道内推荐流量的方法，其河流流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础[7]。1982年，Bovee提出的最小流量增量法（IFIM）是预测最小保护流量的一个方法[8]。1982年，Boner提出了7Q10法，即采用90%保证率最枯连续7d的平均水量作为设计值[9]。除此之外，还有基于水文学参数的Q95th、ABF、BasicFlow、Taxas等，基于水力学参数的湿周法、Singh、R2Cross等，生物/水力数据收集与分析方法（如Basque法、HQI法和RCHARC法等）、栖息地职业判断法（如整体分析法、分区建快法BBM和专家小组评价法等）以及FRC等生物响应模拟模型法等研究方法。从国外研究进展来看，对水利工程下游河道尤其是引水式水电站减水河道最小生态需水量的研究并不很多。 1.2国内研究进展概述 对于生态环境需水、用水等方面的研究，我国起步较晚，对生态环境需水、用水的概念、内涵与外延等没有统一的定义，对其计算方法的研究也并不深入和完善，多以定性分析和宏观定量相结合的方法为主。1999年中国工程院开展了“中国可持续发展水资源战略研究”项目,其中专题之一“中国生态环境建设与水资源保护利用”就我国生态环境用水进行了较为深入的研究，界定了生态环境用水的概念、范畴及分类，估算了我国生态环境用水总量约800～1000亿m3(包括地下水的超采量50～80亿m3)。这一研究成果对我国宏观水资源规划和合理配置具有十分重要的指导意义，推动了生态环境用水研究的进程，国内诸多学者也相继发表了有关文献与著作[10]。21世纪以来，我国河道生态需水量研究理论趋于成熟，同时涌现出了许多适合我国实际情况的研究方法。同时，随着人们逐渐认识水利水电工程对下游河道生态系统产生的不利影响，专家和学者们开始从不同的视角、不同的对象进行了研究，并取得了一定成果[11-19]。目前，有关这方面的研究，在概念界定、计算方法等理论体系上还有很大的拓展空间和丰富内容。 2最小生态需水量内涵 河道最小生态需水是一个很复杂的概念，不仅包括河道本身生态系统生理方面的要素，还包括复杂的人类价值及生物的、物理的、伦理的、艺术的、哲学的和经济学的观点。从上述国内外研究进展来看，由于研究的出发点和研究的对象等不尽相同，各学者对河道最小生态需水量的理解和表述也有所差异。河道是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着重要作用。它具有纵向成带现象，其生物多具有适应急流生境的特殊形态结构、相互制约关系复杂、自净能力强、受干扰后恢复速度快等特点。但引水式水电站建成后，人为地减少了河道水量，减水河段的长期水量减小使河道生态系统内各种生物逐渐适应生境而生存。因此，减水河道的最小生态需水与天然河道也有所区别。 根据生态学上的耐受性定律[20,21]：每一种环境因子都有一个生态上的适应范围大小，称之为生态幅。即有一个最低和最高点，两者之间的幅度为耐性限度。因此，作为减水河段主要生态因子之一的水量，应在一个合理的范围之内，即有一个最高、最适和最低3个基点。其上限是减水河段最大生态需水量，超过此值，一方面，河道将水漫堤岸，可能发生洪涝灾害，严重威胁周边地区生命财产安全；另一方面，河道在最大水量运行期间在一定程度上因植物根系缺氧、窒息、烂根等而影响它们的生长发育。下限是减水河道最小生态需水量，低于此值，植物根系部分的土壤含水层就会被疏干，植物会因吸收不到水量而干涸死亡，在一定程度上影响了水生生物栖息地，不利于水生生物的生存和繁衍后代，同时河道生态系统结构与功能也将会受到一定程度的损害。 #p#分页标题#e#

本文基于上述概念，将引水式电站减水河段最小生态需水量定义为：引水式电站减水河段在电站引水的特定情况下，为维持河道生态系统栖息地、输送、水体净化等多种生态环境服务功能正常发挥以及河道生态系统结构的稳定所必须的、一定质量的最小水量。从概念表述上可看出，引水式电站减水河段最小生态需水量具有以下三个方面的内涵：①河道用水量一旦小于最小生态需水量，河道生态系统的自然生命将会受到影响；②最小生态需水量主要满足河道本身生态系统的结构稳定以及生态环境服务功能正常发挥两个方面的需求，并未包括行洪排涝、供水灌溉、交通航运、水能发电等社会服务功能方面的用水需求；③最小生态需水量并不是河道生态系统最佳用水量，只是河道生态需水的下限值，简言之，是河道生态系统用水不能再少的需水量。根据引水式电站减水河段最小生态需水量的界定以及生态水文学水分平衡原理角度来分析，其最小生态需水量可用如下函数来表示：(1)式中，Wmin为时段内的引水式电站减水河段最小生态需水量（m3）；Vp为时段内引水式电站减水河段水面上的降水量（m3）；Vrs为时段内进入引水式电站减水河段的地表径流量（m3）；Vrq为时段内进入引水式电站减水河段的地下径流量（m3）；ΔV为时段前引水式电站减水河段蓄水量（m3）；V'rs为时段内流出引水式电站减水河段的地表径流量（m3）；V'rq为时段内流出引水式电站减水河段的地下径流量（m3）；q为时段内引水式电站的用水量（m3）；ξ为修正常数（m3）。（1）式表明了为维持引水式电站减水河段生态系统的动态平衡所必须遵循的水分平衡原理，为探求引水式电站减水河段最小生态需水量计算方法提供了理论支持。 3最小生态需水量的计算方法 从目前国内外有关研究来看，河道最小生态需水量计算方法一般分为两类：一类是水文学方法。该方法主要考虑最小水量的保持，即是对河道扰动后水量的恢复，但缺乏对目前生态价值的直接关注。另一类是生态学方法。该方法主要考虑河道水生生物对最小水量的需求和分配，是针对生态管理的目标而提出的，但缺乏水文情势的变化对河道生态系统影响的体现。本文从生态水文学和最大化原理角度出发，结合水文学和生态学这两种计算方法及理念，通盘考虑生态系统结构与功能及水文情势变化的影响，同时，根据引水式电站减水河段生态系统栖息地、输送、水体净化等生态环境服务功能以及上述公式（1）所表达的水分平衡原理，在减水河段生态功能需水要求上兼容、用途上共用的条件下，提出引水式电站减水河段最小生态需水量生态系统功能最大分析法。计算公式为：(2)式中，Wmin为时段内的引水式电站减水河段最小生态需水量（m3）；W1为时段内引水式电站减水河段维持水生生物栖息地的最小生态需水量（m3）；W2为时段内引水式电站减水河段维持水沙平衡的最小生态需水量（m3）；W3为时段内引水式电站减水河段维持稀释自净能力的最小生态需水量（m3）。利用公式（2）计算引水式电站减水河段最小生态需水量，需要有一定系列的水文资料和生态资料。对于无资料的河段，可参证邻近河段资料进行推算，也可以通过野外实地调查获取。 3.1维持水生生物栖息地的最小生态需水量计算 栖息地是植物和动物(包括人类)能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素，比如空间、食物、水源以及庇护所等[22]。河道是生物圈上重要的水域流水生态系统，是河道内各种生物生存的基础。水是河道生态系统组成中重要的因子之一，水量无论在时间尺度上还是在空间尺度上的改变都会不同程度地影响河道生态系统栖息地功能的发挥。要确保水生生物栖息地不受破坏，至少需要有一个水量触及的临界区域。基于此，提出了引水式电站减水河段最小生态需水量断面流量法，计算公式为：(3)式中，W1为时段内引水式电站减水河段维持水生生物栖息地的最小生态需水量（m3）；k为权重；A为引水式电站减水河段典型断面面积（m2）；U为引水式电站减水河段多年平均流量（m/s）；T为时间（s）。公式（3）中，关键是权重k的计算：一是要通过调查，探寻引水式电站减水河段主要水生生物的种类与分布；二是根据水生生物的生物学需要和河流的季节性变化分季节制订相应标准。 3.2维持水沙平衡的最小生态需水量计算 随着森林的砍伐、植被的破坏，水土流失日渐突出，给生态环境产生了不利影响。河道是泥沙的通道，然而，河道水多，冲刷能力加强，对河道生态系统的结构稳定造成了压力。河道水少，不能将大量泥沙输送入海，导致河床淤积，水位抬高，河道的排泄能力下降，并成为生物多样性受损的主要根源。为了维持冲刷与侵蚀的动态平衡，就必须在河道内保持有一定的水量，将这部分水量称为输沙平衡需水量[10]。水流含沙量因流域产沙量的多少、流量的大小、河流的形态及其他水沙动力条件的不同而有所不同。因而，输沙平衡需水量的计算方法也有所不同。一般来讲，引水式电站减水河段水流含沙量并不很大，并因时间尺度的不同而不同，汛期较大，非汛期较小。因此，维持引水式电站减水河段水沙平衡的最小生态需水量以汛期用于输沙的水量作为基数，计算公式为：(4)式中，W2为时段内引水式电站减水河段维持水沙平衡的最小生态需水量（m3）；Su为多年汛期平均输沙量（kg）；S*为水流挟沙力（kg/m3）。水流挟沙力是河流动力学中一个很重要的概念。如若上游来沙量过多，而当地水流的挟沙能力有限时，水流无力带走全部泥沙，势必卸下一部分于河床之中，这就表现为河床的淤积。相反，如若上游来沙量过少，而当地水流的挟沙能力卓有富余，且河床又有大量的可冲性沙源时，则水流将会本能性地从河床上冲起一部分泥沙，以满足自身挟沙之不足。其计算公式为[23]：(5)式中，S*为水流挟沙力（kg/m3）；U为断面平均流速（m/s）；R为水力半径（m）；w为泥沙沉速（m/s）；g为重力加速度（m/s2）；k,m为待定系数和指数，由减水河段实测资料确定。 3.3维持稀释自净能力的最小生态需水量计算 河道受到一定程度的污染后，通过自身物理、生物和化学的作用可以逐渐恢复到原来的水质。它分为河道的物理自净作用和生物自净作用。无论是哪种河道自净作用，都需要一定的水量得到满足的情况下才能进行。当然，不同的河道，稀释自净能力有所差异，需要的水量也有所不同。对于引水式电站减水河段来说，其最小生态需水量主要根据减水河段水体水质目标和水功能进行计算确定。对于减水河段为饮用水源保护区，维持稀释自净能力的最小生态需水量采用二维数值模型进行计算，计算公式为[24]：(6)其中：式中：W为水体纳污能力；Cs为水质目标浓度值（mg/l）；C(x,y)为纵向距离为x，横向距离为y的断面污染物浓度（mg／l）；Q为初始断面的入流流量（m/s）；C0为初始断面的污染物浓度（mg／l）；m为污染物入河速率（g／s）；v为设计流量下计算河道的平均流速（g／s）；y为计算点到岸边的横向距离（m）；K为污染物综合衰减系数（l／d）；x为沿河段的纵向离（m）；h为设计流量下计算河道的平均水深（m）；Ey为污染物的横向扩散系数（m2/s）。对于减水河段为饮用水源保护区以外的水功能区时，对减水河段水体水质要求不是很高，可采用标准流量设定法进行计算确定，计算公式为：(7)式中，W3为时段内引水式电站减水河段维持稀释自净能力的最小生态需水量（m3）；Qmin为第i年减水河段最小月平均径流量（m3/s）；T为时间（s）；k为权重。#p#分页标题#e# 4结论 （1）本文从生态水文学理论出发，探讨了引水式电站减水河段最小生态需水量的内涵，并提出了相应的计算方法。（2）引水式电站减水河段最小生态需水量是生态学、水文学研究的一个新领域，包括基本概念在内的许多方面尚不成熟。（3）目前，在水电站开发建设环境影响评价中，较多的考虑水电站下游河道的生态需水，减水河段最小生态需水量也应是环境影响评价中的重要一部分。（4）在利用本文提出的最小生态需水量计算方法时，还应综合考虑经济效益与环境效益的协调，确保在保护环境的同时，最大程度地提高经济效益。本文只是从生态学角度进行了探讨，在具体研究方法上也存在着需要改进的地方。下一阶段，将在本文研究的基础上，进行实例验证。

小水电论文篇10

论文关键词：酸碱溶液稀释，pH的计算方法与规律

 

稀释实质：稀释前后酸或碱的物质的量不变。一般计算公式：C1V1＝C2V2，据此求出稀释后酸或碱的物质的量的浓度。

一、pH=a酸溶液的稀释常用规律：

（1）强酸溶液稀释时将水看作c(H＋)=10－7mol/L的酸，其计算表达式可以表示为：

c(H＋)稀释=。于是则有：对于pH=a强酸溶液将体积稀释原来的10n倍时，则所得溶液的pH增大n个单位，即pH=a+n；（注意pH一定小于7）。

（2）对于pH=a弱酸溶液将体积稀释原来的10n倍时，则所得溶液的pH则满足如下不等式关系：a＜pH＜a+n；（注意pH一定小于7）。

（3）无限稀释，不论酸的强弱，因水的电离已是影响pH的主要因素，pH均趋向于7（当pH接近6的时候，再加水稀释，由水电离提供的不能再忽略，即强酸的浓度接近于10－7mol/L时，无论稀释多少倍，其pH只能是接近于7，仍要小于7而显酸性。）。

（4）同体积同pH的强酸和弱酸，同倍稀释，强酸的pH变化大化学论文化学论文，弱酸的pH变化小。

例1、稀释下列溶液时，pH值怎样变化？

（1）10mLpH＝4的盐酸，稀释10倍到100mL时，pH＝

（2）pH＝6的稀盐酸稀释至1000倍，pH＝

解析：(1)pH＝4，即[H＋]＝1×10－4mol/L，稀释10倍，即c(H＋)＝1×10－5mol/L，

所以pH＝5。

(2)当强酸、强碱溶液的H＋离子浓度接近水电离出的H＋离子浓度(1×10－7mol/L)时，水电离出的H＋离子浓度就不能忽略不计论文的格式。所以pH＝6的稀盐酸，稀释1000倍时：c(H＋)＝(1×10－6＋999×10－7)/1000＝1.009×10－7 mol/L， pH＝6.99，由此可知溶液接近中性而不会是pH＝9。

例2、 常温下pH=1的两种一元酸溶液A和B，分别加水1000倍稀释，其pH与所加水的体积变化如下图所示，则下列结论中正确的是（ ）

（A）A酸比B酸的电离程度小 （B）B酸比A酸容易电离

（C）B是弱酸，A是强酸 （D）pH=1时，B酸的物质的量浓度比A酸大

解析：如果一元酸是强酸，pH=1时，c(H＋)=1×10－1mol/L，加水稀释103倍后，此时，c(H＋)=1×10－4mol/L，pH=4。如果是一元弱酸，则1＜pH＜4。从图上可以看出A酸为强酸而B酸是弱酸。pH=1时，B酸的物质的量浓度比A酸大。所以(C)和(D)正确。

二、pH=a碱溶液的稀释常用规律：

（1）强碱溶液稀释时将水看作c(H＋)=10－7mol/L的碱，其计算表达式可以表示为：

c(OH－)稀释=。于是则有：对于pH=a强碱溶液将体积稀释到原来的10n倍时，则溶液的pH减小n个单位（最后结果不得小于或等于7）。

（2）对于pH=a弱碱，溶液将体积稀释到原来的10n倍时，a－n＜pH＜a；

（3）无限稀释，不论碱的强弱，因水的电离已是影响pH的主要因素，pH均趋向于7（当pH接近8的时候，再加水稀释，由水电离提供的不能再忽略,即强碱溶液中的［OH－］≤10－8mol/L时化学论文化学论文，则无论稀释多少倍，其pH只能接近于7，仍大于7而显碱性）。

（4）同体积同pH的强碱和弱碱，同倍稀释，强碱的pH变化大，弱碱的pH变化小。

例3、稀释下列溶液时，pH值怎样变化？

(1)pH＝11的NaOH溶液稀释100倍，所得溶液的pH=

(2)pH＝11的NH3H2O溶液稀释100倍，所得溶液的pH=

(3)pH＝9的NaOH溶液稀释1000倍，所得溶液的pH= 解析：(1)pH＝11的NaOH溶液稀释100倍，稀释后所得溶液中c(OH－)仍以NaOH

溶液中c(OH－)占主导，所以可直接利于规律（1）求得所得溶液的pH为9。

（2）因为NH3H2O溶液为弱电解质，存在电离平衡，可直接利于规律（2）求得所得溶液的pH为：9＜pH＜11。

(3)pH＝9的NaOH溶液稀释1000倍时，由水电离提供的OH－ 不能忽略，其pH只能接近于7

例4、把1mL0.2mol/L的NaOH加水稀释成2L溶液，在此溶液中由水电离产生的

OH－，其浓度接近于

（A） 1×10-4 mol/L （B） 1×10-8 mol/L

（C） 1×10-11 mol/L （D） 1×10-10mol/L

解析：温度不变时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生，而氢离子则由酸和水共同电离产生。当碱的浓度不是极小的情况下，由碱电离产生的氢氧离子总是远大于由水电离产生的(常常忽略水电离的部分)，而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以，碱溶液中的水电离的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子。

稀释后C(OH－) =（1×10-3L×0.2mol/L）/2L = 1×10-4mol/L,

C(H＋) = 1×10-14/1×10-4 = 1×10-10 mol/L,所以答案可选（D）。

三、同体积同pH的一强和一弱，稀释到同pH时，体积大小关系

（1）体积相同，pH相同的强酸溶液与弱酸溶液，分别加水稀释m倍和n倍，稀释后溶液的pH仍相同，则m与n的关系为m＜n，即弱酸溶液稀释的倍数大。

（2）体积相同，物质的量浓度相等浓度的强酸溶液与弱酸溶液，分别加水稀释m倍和n倍，稀释后溶液的pH仍相同，则m与n的关系为m＞n，即强酸溶液稀释的倍数大。

同理：强碱溶液与弱碱溶液化学论文化学论文，上述（1）（2）结论仍成立论文的格式。

例5、体积相同，浓度为0.1mol/L的NaOH溶液、氨水，分别加水稀释m倍和n倍，溶液的pH都变为9，则m与n的关系为（ ）

(A)4m=n (B)m=n(C)m＜n (D)m＞n

解析：若稀释相同倍数，则稀释后NaOH溶液和氨水的物质的量浓度相等，但是NaOH溶液的pH大，要使pH相同，则NaOH溶液稀释的倍数大些，所以m＞n选(D)。

例6、体积相同，pH相同的NaOH溶液、氨水，分别加水稀释m倍和n倍，稀释后溶液的pH仍相同，则m与n的关系为（ ）

(A)4m=n(B)m=n (C)m＜n(D)m＞n

解析：体积相同，pH相同的NaOH溶液、氨水若稀释相同倍数，则稀释后NaOH

溶液的pH变化大（即减小程度大），而氨水的pH变化小（即减小程度小），因为稀释过程中氨水的电离程度增大，要使pH相同，则氨水溶液稀释的倍数大些，所以m＜n选 (C)。

巩固练习

1 、有两瓶pH=2的酸溶液，一瓶是强酸，一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水，而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来判别哪瓶是强酸。

2、pH=2的A、B两种酸溶液各1mL，分别加水稀释

到1000mL，其溶液的pH与溶液体积（V）的关系如右图

所示，则下列说法正确的是（ ）

A．A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等

B．稀释后A酸溶液酸性比B酸溶液强

C．a=5时，A是弱酸，B是强酸

D．若A、B都是弱酸，则5>a>2

3、常温下，从pH＝3的弱酸溶液中取出1mL的溶液，加水稀释到100mL，溶液的pH为_________。

4、相同条件下，等体积、等pH的醋酸溶液和盐酸分别加水稀释后，溶液的pH仍相同化学论文化学论文，则所得溶液的体积 （ ）

（A）仍相同（B）醋酸大 （C）盐酸大 （D）无法判断

参考答案及提示

1、答案：各取等体积酸溶液用蒸留水稀释相同倍数（如100倍），然后用pH试纸

分别测其pH，pH变化大的那瓶是强酸。（提示：本题可利用同体积同pH的强酸和

弱酸，同倍稀释，强酸的pH变化大，弱酸的pH变化小这一规律）

2、答案：（D） （提示：由图可以看出，A酸稀释时pH的变化较B酸稀释时pH的变化明显，且稀释后pHA＞pHB，表明A酸的电离程度要比B酸的大，酸性A强于B，故A、B都错误。稀释1000倍后，若A酸溶液的pH从2增大至5，则表示c(H+)减小到原来的1/1000，证明A酸原来就完全电离，所以A是强酸；B酸溶液稀释后的pH＜5，则表示B未完全电离，所以B是弱酸，故C错误）。

3、答案3~5（提示：本题可利用：对于pH=a弱酸溶液将体积稀释原来的10n倍时，

则所得溶液的pH则满足如下不等式关系：a＜pH＜a+n）

4、答案：（B）（提示：由于醋酸是弱酸，当稀释相同倍数时，pH的变化小；若要到相同pH时，必然要体积更大）。