[发明专利]平原地区地下水力发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种平原地区地下水力发电系统。实现平原地区地下水力发电是人类水电史上的一种创新。

背景技术

能源，是人类生存和发展的重要物质基础，也是人类社会经济发展的要素。能源在国民经济中占有特别重要的战略地位，能源的安危直接影响着国际社会的安定和决定着一个国家的兴衰，人民生活的贫富。

能源分不可再生能源(如煤炭、石油、天然气等化石燃料)和可再生能源(如太阳能、水能、风能、地热能等)。化石能源因人类长期开采利用，储量骤减，需求紧缺、价格飙升，危机严重。化石能源燃烧产生大量的污染物，导致大气污染，环境恶化，气候异常、灾害频发，生灵涂炭、损失惨重。提倡节能减排和大力发展可再生清洁能源，成会世界各国的当务之急。

电力工业是国民经济的支柱产业，文教、卫生、传媒、国防、科研、信息、医药、工农业生产，直至民生，各行各业都与电力产业密切相关。我国有丰富的水力、煤炭和油气资源。目前已建成以水电、火电和核电为中心的强大供电体系。在世界遭受能源危机，我国经济和民生处在持续超常发展时期，电力供应紧缺，成为拖累国民经济高速发展，影响民生幸福指数的重要因素。

我国政府鼓励发展水能发电(含地热发电)，以补充国家电力的不足。但发展水能发电，需有特定的水文地质，地形地貌，自然环境和大流量、高落差的水源。需要筑坝蓄水，按装发电设备。建站又涉及生态环境，交通水利、人文景观，移民安置等必须解决的难题，并要投入大量人力、物力和财力。通过专家勘察、评估、论证，集中多领域现代化的工程装备和技术，花数年时间才能建成一座现代化水力发电工程。

水是人类和一切生物赖以生存和繁衍的重要物质。当前世界的人口、粮食、环境、能源、水资源等危机日趋严重。地球上可供人类利用，能循环更新的淡水体系，由地表水(江河、湖泊)、地下水(潜水、承压水、自流水)、土壤水、大气水、冰川水等构成。我国人均淡水占有率很少，许多地表水又遭受污染、地下水因长期超采，储量十分匮乏，水资源紧缺的势态，日趋严峻。

在缺少天然水力资源的平原地区，倡导地下水力发电，让很多人感到匪夷所思和迷惑不解。经本人多年对水文，地质资料分析研究，结合大量实验观测，总结出如下几点，有力证实该发明的科学合理，实用创新和一举多赢的社会意义。

一.在我国广大沿海平原地区，雨水充沛，年均降水量在2000毫米以上，大气降水除部分渗入地下和蒸发汽化外，大都成为地表水，流入江河、湖泊，再东流入海，集中降雨时，常造成中、下游低洼地区洪涝灾害。

二.地下水由地质不同构成(粘土、沙粒和岩石)而分层蕴藏。以长三角平原地区为例，地面向下10米内是含饱和水的粘土层，10至18米有细沙构成的浅表第一层地下水，自古至今，百姓打井取水，主要依靠这层水。它离地表近，水分渗透快，单井可供水50吨/天以上。再往下35至70米有第二沙层，此层水量较丰富，径流较大，可日供水120吨以上。100米向下为第三沙层，此层(深)井水，原本径流大，水量足，因人们长期大量超采，靠自然渗透来水极少，造成了地下水位大幅下降，很多地区出现水量匮乏枯竭，地面塌陷的生态危机。因此各级政府已下令封井禁采，并用清洁的地表(淡)水，回灌补充地下，有效防止地下水位继续下降和地面的再度下沉。

三.用地表水向地下深处灌水的工程，是水的势能减小，动能释放过程。如进行水力发电，道理毋庸置疑。目前、世界很多国家都在对地下回灌补水，偏未见利用地下水回灌发电的报导！就任凭水能白白流失，岂非可惜！

四.三年前，本人发明的“水空调井水自循环系统”证实，取10米深的井水，对低位20米井内排水，二井静水位差约8米，我利用物理学的虹吸原理，解决了井水(无泵)去水空调热交换器中自动循环的节电方法。这里同样利用二井水位更大的落差，用本人专门设计的负压水轮永磁发电机组，实施地下水力发电，决没有不成功的道理！