2012年二級建造師法規及相關知識輔導:水力的開發

來源:中大網校發布時間:2011-11-23

    水力是天然循環的豐富資源,如果能善加運用,對人類造福無窮。但是如果不能加以控制,不但資源浪費,而且必危害無窮。由于水對農業、工業生產及人民生活有密切的關係,人類的生活,不論直接或間接,都不能沒有水,因此各國對于水力的開發都極為重視。如果水力受到恰當的控制,不但可以消除水災及旱災,而且還可以利用水力來提高人類的生活水準。

    水力的開發

    1.水-天然的再生能源雨水降落大地以后,除了一部份被泥土吸收或潛入地層,一部份直接被陽光蒸發及經由植物蒸發之外,其余的都慢慢集合,匯流入溪澗河川。河流的流量與雨量有密切關係,雨季流量大,旱季流量小。而河流中每一秒鐘水流體積的移動量叫做“流量”,流量的單位是每秒鐘多少立方米。而水從高地流到低地的垂直距離叫做“落差”,又稱為“水頭”。如果水量一定,則落差越高所產生的“水力”也就越大。

    2.水力的開發與運用水庫的開發如果只是為了某一特定的目標,例如發電或灌溉,稱為“單一開發”;如果同時能解決多項問題,例如防洪灌溉發電等,稱為“多元開發”,以經濟部水利署所屬的石門水庫來說,就是多元開發。在這裡我們只著重于發電方面的開發,所以只就「水力發電」的部分闡述。水力開拓的必要條件是“落差”與“流量”。而落差和流量的取用方法是在河流上游適當的地方建筑一座水壩,攔阻河水,抬高水位或使水流順著輸水管路送到下游的水力發電廠取得落差,以推動廠內的水輪發電機,使天然的水力轉變成電力。另外,水的能量包括動能與位能,水力機械中的水輪機可以把這兩種能量轉變為機械能,同時加以有效利用。

    3.水輸出的功率若總落差的高度為H 公尺,流量為每秒Q 立方公尺的水,功率如用千瓦 (kW) 為單位表示時,水輸出的功率就是P ﹦9.8ηQH (kW), 式中的η為整體效率。以實例說明:有一發電廠總落差為100 公尺,其流量為每秒10 立方公尺,則其理論上所能產生之輸出功率即為:P = 9.8×0.9×10×100= 8820 (kW)

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