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人类水能使用简史:江河湖海 皆是命脉
2021-11-21 00:19
本文摘要:赵伯驹(宋)禹王治水图卷。泉源:台北故宫博物院水是我们赖以生存的生命之源,这也使得水成为原始初民最崇敬和恐惧的工具。从诺亚乘坐方舟的无奈出逃到大禹治水人定胜天的革新使用,昔人已经从飞跃的江河中发现了流水的秘密。水还是能量的载体。 人类从江河湖海的水面映照出自己的智慧,不停探寻水的动能、势能和压力能等能量资源。流水的启示:浇灌与交通 农耕与远方被誉为世界八大奇迹的古巴比伦空中花园,也许曾在历史课本上,为你留下水与人最优美的理想。

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赵伯驹(宋)禹王治水图卷。泉源:台北故宫博物院水是我们赖以生存的生命之源,这也使得水成为原始初民最崇敬和恐惧的工具。从诺亚乘坐方舟的无奈出逃到大禹治水人定胜天的革新使用,昔人已经从飞跃的江河中发现了流水的秘密。水还是能量的载体。

人类从江河湖海的水面映照出自己的智慧,不停探寻水的动能、势能和压力能等能量资源。流水的启示:浇灌与交通 农耕与远方被誉为世界八大奇迹的古巴比伦空中花园,也许曾在历史课本上,为你留下水与人最优美的理想。可是神奇的空中花园供水系统,其实是依靠仆从们夜以继日转动齿轮,把地下水抽到修建顶部的蓄水池。依据《后汉书·杜诗传》等按比例1:10复制的翻车。

泉源:中国国家博物馆最早创新性地使用水能资源始于公元前202年至公元9年的中国汉朝。由河滨垂直放置的集水车轮动员杵锤,不用人力就可碾谷、碎石和造纸。

铜壶滴漏。泉源:中国国家博物馆 西汉时期中国昔人发现铜壶滴漏,使用流水来计量时间,今后,历朝历代均用漏壶计时。上图的滴漏现藏于中国国家博物馆,由广州人冼运行、杜子盛铸造于延祐三年(公元1316年)。

孔雀水钟设计稿。泉源:美国多数会博物馆伊斯兰工程师加扎利(Al-Jazari)在1315年绘制的水能孔雀钟的设计手稿,水钟推动孔雀在半小时内从右转到左,每半小时,旋转归位的孔雀鸣叫一次。加扎利还借助水能设计了多种水利浇灌系统,在中东地域得以应用。

战国后期,陪同着社会经济的生长,人口的增长,都会规模的不停扩大, 泛起了中国历史上大型水利设施的热潮。在之后的数百年中,中国人使用机械将水能在浇灌、防洪、纺织等领域发挥得淋漓尽致。

都江堰岷江鱼嘴 泉源:ssyer沙沙野昔人凭借造堤调水的精炼看法以及筑坝垒堰的高明武艺,举行准确的分水、控水,使用水体自身的动能和势能,到达排沙、浇灌、通航功效,造就了古代工程技术史上的诸多奇迹。岂论是安于一方的耕作劳作,还是扬帆起航的水上交通,人类在与水的对话中找到了平衡,或堵或疏,穷极智慧,寻觅诗和远方。转转转!元代水纺车转动英国工业革命的齿轮?乾隆33年(公元1768年),纪晓岚被免职流放到新疆。

到达乌鲁木齐后,纪晓岚远足乌鲁木齐水磨沟时,看着河流上不停旋转的水磨,还留下“界破山光一片青,温暾流水碧泠泠。游人倘有风沂兴,只向将军借幔亭。”的诗句。阿克莱特和他发现的水利纺纱机 泉源:Courtesy of the Science Museum, London也是在这一年,远在世界另一端的英国穷小子理查德·阿克莱特,发现了水力纺纱机,自此以后,英国纺织业便在大机械生产的门路上一路高歌,成为工业革命的领头工业部门。

阿克莱特水力纺纱机的发现,也被看做是英国工业革命开始的标志。18世纪60年月的英国工业革命,以棉纺织业的技术革新为始,以瓦特蒸汽机的改良和广泛使用为枢纽,机械化作业最终成为历史的分水岭,打开了人类文明的新篇章。

王祯《农书》中的水转大纺车插图出人意料的是,推动英国工业革命的水力纺纱机,在400多年前的元代中国就已经泛起了。王祯在《农书》中把这种水力纺纱机称为“水转大纺车”,详细先容了其结构、功效和使用情况,而且附上了图样。英国剑桥大学历史学博士伊懋可(Mark Elvin)对比元代中国水转大纺车和英国工业革命时期纺纱机,发现二者在结构上“惊人地相似”,甚至认为正是中国水转大纺车的传入欧洲,引发了英国纺织业的革新。中国古老的水力纺织技术和改变人类文明历程的工业革命,正如纺织机上游走的丝线,纠缠着千丝万缕的联系。

水力发电:探寻水的新能量19世纪末期,随着机械技术、电气技术、输电技术的生长,水力发电逐渐成为人类使用水能的主要方式之一。水力发电离不开它运转的焦点——水轮机。1827年,法国工程师Benoit Fourneyron开发了一个能够发生约莫 6 马力的涡轮——这就是最早的还击式水轮机。

工程师James Francis和他发现的弗朗西斯水轮机。泉源:NIE纪录片1849 年,英裔美国工程师詹姆斯·弗朗西斯(James Francis)开发的第一个现代水力涡轮机——Francis 水轮机,今天仍然是世界上使用最广泛的一类水轮机。在我国大陆第一个水电站——云南昆明石龙坝水电站,时至今日运转了凌驾百年的水轮机和电机还能正常发电。阿里巴巴国际商城中在售的Francis 水轮机。

泉源:淘宝国际商城甚至,你可以在淘宝上下单,只需要几万美金就可以把这个“大海螺”带回家。通例水电站事情原理图。泉源:亮报1878年,法国建成世界上第一座水电站。1882年,第一家服务于私人和商业用户的水电厂泛起在美国的威斯康星州,接下来的十年间,数以百计的水力发电厂投产运行。

在水电行业中,一般将水电站上下游水位差值称为“水头”。依照水头的形成方式,可以将水电站分为坝式水电站、引水式水电站、混淆式水电站、抽水蓄能电站和潮汐电站等类型。

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坝式水电站吉林丰满水电站曾被印在1953年版的伍角人民币上。泉源:电网头条客户端在河流峡谷处拦河筑坝,坝前雍水,在坝址处形成集中落差,通过设在水电站厂房内的水轮机,发电后将尾水引至下游。用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。丰满水电站始建于1937年,是我国最早建成的大型水电站,被称为中国“水电之母”。

三峡水电站是世界上规模最大的水电站,也是典型的坝式水电站。此外坝式水电站水库的综合使用广泛,可同时满足防洪、发电、供水等要求。引水式水电站用引水道集中水头的电站称为引水式水电站。在河流坡降陡的河段上筑一低坝(或无坝)取水,通过人工修建的引水道(渠道、隧洞、管道)引水到河段下游,集中落差,再经压力管道引水到水轮机举行发电。

1955年7月,为保证国防建设,服务“两弹一星”研发,国家电力部水利发电建设总局前往新疆阿勒泰可可托海,对上、下游水文地质举行踏勘。1958年5月,新疆兵团工建一师五团进入工地,开始隧道和防渗工程的施工。这个地下水电站从开始建设到第一台机组投入使用,用了10年,直到1967年才投产发电。这个藏在湖底136米深处的地下引水式水电站,是其时海内最深的水电站,整个水电站的发电功率为4500千瓦,这也是当年中国能修建的最大功率发电机组。

随着采矿的停止,可可托海水电站已不再对矿区供电,主要服务周边的乡镇。这个国字号保密单元,也逐步对外开放,成为当地旅游工业的一部门。抽水蓄能电站泉源:国网新源公司抽水蓄能电站,就是在山上山下,建设两个水库,在用电低谷时,用富余的电把水抽到山上,在用电岑岭时,放水发电,就相当于把电给存了起来,相当于一个大的蓄电池。

抽水蓄能电站在消纳新能源方面可以弥补新能源发电的不稳定性,间歇性,解决电力系统的调峰问题。自从1882年瑞士苏黎世建成世界第一座抽水蓄能电站开始,抽水蓄能电站已经生长了137年。

我国在这个领域虽然起步较晚,但生长迅速,现在装机容量高居世界榜首。国家电网公司现在在建的三百万千瓦级丰宁抽水蓄能电站,是世界装机最大的抽水蓄能电站。

潮汐电站Rance Tidal Power Station. 泉源:pangea guides潮汐发电是一种水力发电的形式,使用潮汐水流的移动,或是潮汐海面的升降,自其中取得能量。虽然尚未被广泛使用,但潮汐发电对于未来的电力供应有很好的潜力。第一座具商用价值的潮汐电站是法国1967年建成的郎斯潮汐电站(Rance Tidal Power Station),位于圣马洛湾郎斯河口,最大潮差13.4米、平均潮差8米。

该潮汐电站机房中装有24台双向涡轮发电机,岂论涨潮、落潮都能发电。中国水电:厚积薄发的水能气力泉源:亮报1912年,中国大陆第一座水电站——云南昆明石龙坝水电站投入使用,电源通过32公里长,电压品级23千伏的线路向昆明市区供电。

这是中国的第一条高压输电线路。自此拉开了中国水力发电事业的生长序幕。

停止2018年12月中国水力发电装机量位居世界第一。泉源:YouTube Wawamu stats三门峡水电站是中国的首座大型水电站,也是黄河上的第一座水电站。今后,我国我国自行设计、自制设备、自主建设的第一座大型水电站——新安江水电站,长江干流上的第一座水电站——葛洲坝水电站,2003年建成投产的世界上最大的水电站三峡工程纷纷投运,停止2018年12月,中国水力发电装机量位居世界第一。三峡水电站全景。

泉源:亮报岂论是游牧农耕的逐水而居,还是大禹治水的驯服洪水,亦或是工业革掷中大放异彩的水能应用,千百年来人类对水的追随和使用,造就了人类应水而生、依水而存、以水求生长的文明。江河湖海也成为滔滔不停的动力命脉。人类向水而生却从不随波逐流,把滔滔江河水酿成不竭的能源动力,水利事业也成为人类社会文明和经济生长的重要支柱。


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