水力發電（Hydroelectric 功率）是水能的主要利用方式，簡稱水電。
水力發電的基本原理是利用水位落差，配合水輪發電機產生電力，也就是將水的勢能轉為水輪的機械能，再以機械能推動發電機從而產生電力。水力發電優點明顯，具有穩定性和持續性、發電成本低、靈活高效的特點，能帶來綜合性的效益。但是缺點也很多，如對環境的影響，投資占比大、受環境的局限，以及對社會、對生物環境的影響。
水電站按照集中水頭的方式不同分為壩式、引水式和混合式三種基本方式。截至2017年，中國水電裝機達到3.41億kW，居世界第一位.水能理論蘊藏量為6.76億kW，居世界首位，其中可開發的為3.79億kw，可開發的年發電總量為1.92萬億kw·h。隨著改革的深化和國民經濟的發展，中國的電力市場形勢發生了根本的變化由過去電量和容量“雙缺”演變為電量相對過剩和調峰容量嚴重不足，這給水電的發展帶來了良好的機遇。
歷史沿革
水力發電是在古代先民利用水的浮力使木船航行、用筒車磨米、用潮汐磨面等的基礎上發展起來的。
1878年，人類第一次利用水力進行發電。此后，水力發電成為開發利用水能資源的一種重要方式進入現代，世界水電開發規模越來越大，水電總裝機容量由1925年的2.64萬MW增至2011年的100萬MW以上。
但是，進入20世紀50年代后，除了傳統的煤炭發電之外，石油發電、天然氣發電、核能發電相繼崛起，可再生能源發電也占有一席之地，致使“靠天吃飯”的水力發電在世界電力生產中的地位不斷下降。
1925年，世界水力發電量占全球發電總量的比例高達40.0%，1950年降為35.8%.1979年降到21.6%，到2009年則進一步下降至16.1%。
截至2021年，發達國家的水能開發利用程度已經較高，發展中國家的水能開發潛力仍然較大。
技術原理
水力發電是將水能轉換為電能的一種發電形式。
利用水的質量與水流的沖擊力推動水輪機，再由水輪機帶動發電機的轉子轉動，使發電機發出電來，這種把水的勢能和動能轉變為機械能，然后又將機械能轉變為電能的方法叫做水力發電。
發電流程
河川的水經由攔水設施后，經過壓力隧道、壓力鋼管等水路設施送至電廠。當機組需運轉發電時，打開主閥（水龍頭開關）后，開啟導翼（水龍頭大小）使水沖擊水輪機，水輪機轉動后帶動發電機旋轉，發電機加入勵磁后產生電壓，并于斷路器閉合后開始向電力系統輸出電能。如果要調整水力發電機組的輸出，可控制導翼的開度，通過增減流量來實現，發電后的水經由尾水路回到河道，供給下游的用水使用。
基本構造
水力發電廠常見水工建筑物有：為形成水庫需要的擋水建筑物，如壩、水閘等;排泄多余水量的泄水建筑物，如濫洪道、濫流壩、泄水孔等;為發電取水的進水口;由進水口至水輪機的水電站引水建筑物;為平穩引水建筑物的流量和壓力變化而設置的水平建筑物(見調壓室前池)以及水電站廠房、尾水道、水電站升壓開關站等。對這些建筑物的性能、適用條件結構和構造的形式、設計、計算和施工技術等都要進行細致研究。
船閘
船閘是克服河流上建壩（或天然）形成的集中水位差的一種過船建筑物，它是由上下閘首、閘門、閘室等組成。
機電灌排
指利用動力機（如內燃機、電動機）帶動水泵或其他提水工具，進行排澇或灌溉。
魚道
魚道，就是供魚類洄游的通道，由于人類活動破壞了魚類洄游的通道而采取的補救措施，一般通過在水閘或壩上修建人工水槽來保護魚類的習性。
護坦和海曼
閘、壩下游的消力池底板，稱為護坦。它是被用來保護水躍范圍內的河床免受沖刷。一般用混凝土或槳砌石做成，護坦的高程和尺寸取決于護坦水躍旋滾的水力特性。緊接護坦或消力池后面的消能防沖措施，稱為海漫。其作用是進一步消殺水流的剩余動能，保護河床免受水流的危害性沖刷。
垛壩
壩垛布置與河岸平行，有調緩溜勢保護堤岸作用，其形式多樣，有人字形、月牙形、盤形、雁翅形、魚鱗形等。
丁壩
又稱“挑流壩”，是與河岸正交或斜交伸入河道中的河道整治建筑物。該壩的端與堤岸相接呈“T”字形。
溢洪道
用于宣泄規劃庫容所不能容納的洪水，保證壩體安全的開敞式或帶有胸墻進水口的溢流泄水建筑物。溢洪道一般不經常工作，但卻是水庫樞紐中的重要建筑物。溢洪道按泄洪標準和運用情況，分為正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣泄設計洪水，后者用于宣泄非常洪水。按其所在位置，分為河床式溢洪道和岸邊溢洪道。
導流洞
指用于施工導流目的的隧洞。隧洞導流主要適用于河谷狹窄、岸陡巖堅的山區河流。
沖砂洞
指防止泥沙進入建筑物（如渠道、引水洞、廠房）而修筑的一種沖沙設備。
泄水洞
指水庫向下游泄洪、放水灌溉和發電的通道，包括設在壩端或壩下的涵洞或在壩端附近巖石開鑿的隧洞。
地下水庫
地下水庫是地下砂礫石孔隙、巖石裂隙或溶洞所形成的，或指修建于地下并以含水層為調蓄空間，通過修建地下截水墻以截蓄地下水或潛流而形成的有確定范圍的貯水空間。
水閘
修建在河道、渠道或湖、海口，利用閘門控制流量和調節水位的水工建筑物。
堤防
簡稱堤，亦稱堤埝。指為防御水流漫溢而在岸邊修筑的水工建筑物。一般用土修筑。
泵站
泵站是能提供有一定壓力和流量的液壓動力和氣壓動力的裝置和工程稱泵和泵站工程。排灌泵站的進水、出水、泵房等建筑物的總稱。
水利樞紐
為了開發利用水利資源和防治水害，將幾種水工建筑物集中修建在一起，它們各自發揮作用又互相配合工作。這些彼此直轄市工作的水工建筑物組成的綜合體，叫水利樞紐。
消力池
消力池促使在泄水建筑物下游產生底流式水躍的消能設施。消力池的型式通常有下降式、消力檻式和綜合式等3種。
渡槽
渡槽，指輸送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。
常見分類
壩式
這類水電站的特點是上下游水位差主要靠大壩形成，壩式水電站又有壩后式水電站和河床式水電站兩種形式。
壩后式水電站
廠房位于大壩后面，在結構上與大壩無關。若淹沒損失相對不大，有可能筑中、高壩抬水，來獲得較大的水頭。目前中國最高的大壩是四川省二江淮水電站大壩，混凝土雙曲拱壩的壩高240m；世界上總裝機容量最大的水電站，也是總總裝機容量最大的壩后式水電站是中國的三峽水電站，總裝機容量為38200MW。
河床式水電站
廠房位于河床中作為擋水建筑物的一部分，與大壩布置在一條直線上，一般只能形成50m以內的水頭，隨著水位的增高，作為擋水建筑物部分的廠房上游側剖面厚度增加，使廠房的投資增大。中國目前總裝機容量最大的河床式水電站是湖北省葛洲壩水電站，總裝機容量為2715MW。
引水式
這類水電站的特點是上下游水位差主要靠引水形成。引水式水電站又有無壓引水式水電站和有壓引水式水電站兩種形式。
無壓引水式水電站
用引水渠道從上游水庫長距離引水，與自然河床產生落差。渠首與水庫水面為平水無壓進水，渠末接傾斜下降的壓力管道進入位于下游河床段的廠房，一般只能形成100m以內的水頭，使用水頭過高的話，在機組緊急停機時，渠末壓力前池的水位起伏較大，水流有可能溢出渠道，不利于安全，所以電站總裝機容量不會很大，屬于小型水電站。
有壓引水式水電站
用穿山壓力隧洞從上游水庫長距離引水，與自然河床產生水位差。洞首在水庫水面以下有壓進水，洞末接傾斜下降的壓力管道進入位于下游河床的廠房，能形成較高或超高的水位差。世界上最高水頭的水電站，也是最高水頭的有壓引水式水電站是奧地利雷扎河水電站，其工作水頭為1771m。中國引水隧洞最長的水電站是四川省太平驛水電站，引水隧洞的長度為10497m。
混合式
在一個河段上，同時將壩和有壓引水道結合起來共同集中落差的開發方式，叫混合式開發。水電站所利用的河流落差一部分由攔河壩提高；另一部分由引水建筑物來集中以增加水頭，壩所形成的水庫，又可調節水量，所以兼有壩式開發和引水式開發的優點。
特殊式
這類水電站的特點是上下游水位差靠特殊方法形成。目目前，特殊水電站主要包括抽水蓄能水電站和潮汐水電站兩種形式。
抽水蓄能水電站
抽水蓄能發電是水能利用的另一種形式，它不是開發水力資源向電力系統提供電能，而是以水體作為能量儲存和釋放的介質，對電網的電能供給起到重新分配和調節作用。
電網中火電廠和核電站的機組帶滿負荷運行時效率高、安全性性好，例如大型火電廠機組出力不宜低于80%，核電廠機組出力不宜低于80%~90%，頻繁地開機停機及增減負荷不利于火電廠和核電廠機組的經濟性和安全性。因此在凌晨電網用電低谷時，由于火電廠和核電廠機組不宜停機或減負荷，電網上會出現電能保供大于求的情況，這時可啟動抽水蓄能水電站中的可逆式機組接受電網的電能作為電動機機--水泵運行，正方向旋轉將下水庫的水抽到上水庫中，將電能以水能的形式儲存起來；在白天電網用電高峰時，電網上會出現電能供不應求的情況，這時可用上水庫推動可逆式機組反方向旋轉，可逆式機組作為發電機水輪機運行，這樣可以大大改善電網的電能質量。
潮汐水電站
在海灣與大海的狹窄處筑壩，隔離海灣與大海，漲潮時水庫蓄水，落潮時海洋水位降低，水庫放水，以驅動水輪發電機組發電。這種機組的特點是水頭低、流量大。潮汐電站一般有3種類型，即單庫單向型（一個水庫，落潮日時放水發電）、單庫雙向型（一個水庫，漲潮、落潮時都能發電）和雙庫單向型（利用兩個始終保持不同水位的水庫發電）。德國建成世界第一座實驗性小型潮汐電站--布蘇姆潮汐電站。中國浙江江廈潮汐電站裝機容量3200KW，居世界第三位。世界上最大的潮汐電站是法國的朗斯潮汐電站，總裝機容量為342MW。
應用領域
水力發電是水資源綜合開發、治理、利用系統的一個組成部分。因此，在進行水電工程規劃時要從水資源的充分利用和河流的全面規劃綜合考慮發電、防洪、灌溉、通航、漂木、供水、水產養殖、旅游等各方面的需要，統籌兼顧，盡可能充分滿足各有關方面的要求取得最大的國民經濟效益。水力資源又屬于電力能源之一，進行電力規劃時，也要根據能源條件統一規劃。在水力資源比較充沛的地區，宜優先開發水電，充分利用再生性能源以節約寶貴的煤炭、石油等資源。水力發電與火力發電為當今兩種主要發電方式，在同時具備此兩種方式的電力系統中，應發揮各自的特性，以取得系統最佳經濟效益。一般火力發電宜承擔電力系統負荷平穩部分（或稱基荷部分），使其盡量在高效工況下運行，可節省系統燃料消耗，有利安全、經濟運行：水力發電由于開機、停機比較靈活，宜于承擔電力系統的負荷變動部分，包括尖峰負荷及事故備用等。水力發電亦適宜為電力系統擔任調頻和調相等任務。
問題
中國的水電事業在新中國成立以后有了長足的發展，但還存在很多問題。例如二灘水電站是新中國成立以來四川省投資最密集、工程最大、技術難度最高的建設項目，但是一投產就面臨著資源的巨大浪費和企業的巨額虧損這樣的尷尬境地。這種情況在中國的水電站中普遍存在。究其原因，主要有以下幾點：
在管理體制上高度斷的電力工業體制阻礙了水電的發展。
在目前經濟利益關系上，火電生產的多少與各大小煤礦的經濟效益直接相關。中國長期以火電為主，各火電廠長期以來與各自的煤礦建立了固定關系，如果用水電代替火電，不僅火電廠將面臨壓力，煤礦也會面臨很大的壓力，造成火電廠和煤礦兩方面的經濟困境。因此，部門或單位受經濟利益的驅動，形成了“保火電，輕水電”的局面，這樣就造成了大量的水電資源被白白浪費，甚至棄損電量大大高于實際上網電量。
在技術上，于水電的調峰或負相當容易甚至幾分鐘即可完成大型水電機組的起動、并網發電或停車而同級容量的火電機組則可能需要幾十個小時來完成起動或停車。因此在大電網調度上往往用水電機組做調峰或備用機組，在水量充足時以泄洪代發電，卻不重視其在常規時期的發電應用，造成水電資源的巨大浪費。
總之，中國水電事業面臨的問題歸根結蒂是人們在思想上還沒有認識到發展水電的必要性和緊迫性，往往因為水電客觀上存在一次性投資大、建設周期長、建成初期回報少的特點，就只顧及眼前的經濟利益，從而給水電的發展造成了多重客觀阻力。因此中們應該大力宣傳在中國發展水電所具有的重大意義，改變人們對水電的觀念，從本質上掃除各種障礙。
主要特點
優點
能源資源的穩定性和持續性
水力發電的能源有汛期和枯水期、豐水年和枯水年的差別，但規律性強，不會出現太陽能和風能那樣的隨機和不均衡現象：地域性資源集中分布，不存在像生物質能收集困難的問題，所以只要合理利用，水能相對穩定而持續。
發電成本低
水力發電只是利用水流所攜帶的能量，無需再消耗其他動力資源。而且上一級電站使用過的水流仍可為下一級電站利用。另外，由于水電站的設備比較簡單，其檢修、維護費用也較同容量的火電廠低得多。如將燃料采購和節能減排投資算在內，火電廠的年運行費用約為同容量水電站的10~15倍。因此水力發電的資金和環境成本都低，可以提供廉價且清潔的電能。
靈活高效
水力發電效率高達90%以上，且啟動、操作靈活。水力發電設備可以在幾分鐘內從靜止狀態迅速啟動投入運行：在幾秒鐘內完成負荷的增減，適應電力負荷變化的需要，而且不會造成能源損失。因此，水電經常承擔整個電力系統的調峰、調頻備用等任務，可提高電力系統的整體效率和收益。
綜合性效益
水電站建成后一般都兼有控制流域洪水泛濫、提供農業灌溉用水、改善河道航運能力，以及發展旅游業和水產養殖業等多種效益。
缺點
潛在環境影響
對于中大型水電站，建設后會出現泥沙淤積，淹沒良田、森林和古跡的現象，可能造成附近疾病傳染，還可能影響魚類的生活和繁衍。庫區周圍地下水位大大提高，會對周邊生態系統和動植物種群繁衍造成影響。大型水電站建設還可能影響流域的氣候，導致干旱或洪水。特別是大型水庫甚至還有誘發地震的可能。
一次性投資大
興建大型水電站土石方工程和混凝土工程巨大，造成大量的淹沒損失，須支付巨額移民安置費用：建設周期較火電廠建設長；但建成后，運行費用相對較低。
環境局限性
水力發電建設的布局和規模受到區域水文、氣候和地形等環境的限制。目前最大單機容量為70萬千瓦左右，且建廠后不易增加容量。
對人群健康的影響
不少疾病如阿米巴腸病、傷寒、瘧疾、細菌性痢疾、霍亂、血吸蟲病氣等直接或間接地都與水環境有關。如丹江口水庫、新安江水庫等建成后，原有有陸地變成了濕地，利于蚊蟲滋生，都曾流行過瘧疾病。由于三峽水庫介于兩大血吸蟲病流行區（四川成都平原和長江中下游平原）之間，建庫后水面增大，流速減緩，因此對釘螺能否從上游或下游向庫區遷移并在那兒滋生繁殖，都是需要要重視的環境問題。
對移民的影響
三峽水庫將淹沒陸地面積632平方千米，移民總數超過1100萬人。移民政策的調整表現為：
（1）將原計劃在三峽庫區就地后靠搬遷的部分農村移民，遠遷到庫區以外的經濟發達地區，至今已經搬遷移民近40萬，外遷的有10萬。
（2）對一批原計劃搬遷重建的工礦企業實行破產或關閉。據資料統計，三峽庫區原有1599個工礦企業中有1013個實行了破產或關閉。
對生物和文物的影響
中國是歷史文明古國，文物古跡極多。水庫庫區淹沒后可能對文物和景觀帶來影響，這一問題也需要引起高度重視。水庫蓄水淹沒原始森林，涵洞引水使河床干涸，大規模工程建設對地表植被的破壞，新建城鎮和道路系統對野生動物棲息地的分割與侵占，都會造成原始生態系統的改變，威脅多樣生物的生存，加劇了物種的滅絕。如貢嘎山南坡水壩的修建，造成牛羚、馬鹿等珍稀動物的高山湖濱棲息活動地的喪失以及大面積珍稀樹種原始林的淹毀。
對氣候的影響
一般情況下，地區性氣候狀況受大氣環流所控制，但修建大、中型水庫及灌溉工程后，原先的陸地變成了水體或濕地，使局部地表空氣變得較濕潤，對局部小氣候會產生一定的影響，主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響。
對降雨量的影響
（1）降雨量有所增加。這是由于修建水庫形成了大面積蓄水，在陽光輻射下，蒸發量增加引起的。
（2）降雨地區分布發生改變。水庫低溫效應的影響可使降雨分布發生改變，一般庫區蒸發量加大，空氣變得濕潤。實測資料表明，庫區和鄰近地區的降雨量有所減少，而一定距離的外圍區降雨則有所增加，一般來說，地勢勢高的迎風面降雨增加，而背風面降雨則減少。
（3）降雨時間的分布發生改變。對于南方大型水庫，夏季水面溫度低于氣溫，氣層穩定，大氣對流減弱，降雨量減少；但冬季水面較暖，大氣對流乍用增強，降雨量增加。
對氣溫的影響
水庫建成后，庫區的下墊面由陸面變為水面，與空氣間的能量：交換方式和強度均發生變化，從而導致氣溫發生變化，年平均氣溫略有升高。
對水文的影響
水庫修建后改變了下游河道的流量過程，從而對周圍環境造成影響。水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題：下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；下游地區的地下水位下降；人海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌；因河流流量減小，使得河流自凈能力降低；以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水位和養魚等均不有較大影響；當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。
對水體的影響
河流中原本流動的水在水庫里停滯后便會發生一些變化。首先是對航運的影響，比如過船閘需要時間，從而對上、下行航速帶來影響；水庫水溫有可能升高，水質可能變差，特別是水庫的溝漢中容易發生水污染，如水華現象的出現等；水庫蓄水后，隨著水面的擴大，蒸發量的增加，水汽、水霧就會增多等。這些都是修壩后水體變化帶來的影響。水庫蓄水后，對水質可產生正負兩方面的影響。
（1）有利影響：庫內大體積水體流速慢，滯留時間長，有利于懸浮物的沉降，可使水體的濁度、色度降低；庫內流速慢，藻類活動頻繁，呼吸作用產生的COg與水中鈣、鎂離子結合產生CaCO，和MgCO，并沉淀下來，降低了水體硬度。
（2）不利影響：庫內水流流速小，降低了水、氣界面交換的速率和污染物的遷移擴散能力，因此復氧能力減弱，使得水庫水體自凈能力比河流弱庫內水流流速小，透明度增大，利于藻類光合作用，壩前儲存數月甚至幾年的水，因藻類大量生長而導致富營養化；被淹沒的植被和腐爛的有機化合物會大量消耗水中的氧氣，并釋放甲烷和大量二氧化碳，同樣導致溫室效應；懸移質沉積于庫底，長期累積不易遷移，若含有有毒物質或難降解的重金屬，可形成次生污染源。
對地質的影響
修建大壩后可能會觸發地震、塌岸、滑坡等不良地質災害。
（1）大型水庫蓄水后可誘發地震。其主要原因在于水體壓重引起地殼應力的增加；水滲人斷層，可導致斷層之間的潤滑程度增加；增加巖層中空隙水壓力。
（2）庫岸產生滑塌。水庫蓄水后水位升高，岸坡土體的抗美強度降低，易發生塌方、山體滑坡及危險巖體的失穩。
（3）水庫滲漏。滲漏造成周圍的水文條件發生變化，若水庫為污力水庫或尾礦水庫，則滲漏易造成周圍地區和地下水體的污染。
泥沙淤積問題
以三門峽市水庫為例說明水庫淤積問題。水庫于1960年蓄水，一年半后，15億噸泥沙全部淤在潼關縣至三門峽河段，潼關河床抬高4.5米，淤積帶延伸到上游的渭河口，形成攔門沙，兩岸地下水位也隨之抬高，從而造成兩岸農田次生鹽堿化。
對土壤的影響
水庫蓄水引起庫區土地浸沒、沼澤化和鹽堿化。
（1）浸沒：在浸沒區，因土壤中的通氣條件差，造成土壤中的微生物活動減少，肥力下降，影響作物的生長。
（2）沼澤化、潛育化：水位上升引起地下水位上升，土壤出現沼澤化、潛育化，因過分濕潤致使植物根系衰敗，呼吸困難。
（3）鹽堿化：由庫岸滲漏補給地下水經毛細管作用升至地表，在強烈蒸發作用下使水中鹽分濃集于地表，形成鹽堿化。土壤溶液滲透壓過高，可引起植物生理千旱。
對魚類和生物物種的影響
這里的魚類是特指的，生物物種則泛指動物、植物和微生物。當前社會上極為關注的是大壩建設對洞游魚類造成的影響。事實上，洞游魚類由于種類不同，其生存的環境也各不相同，如鱘魚，相當一部分是在北緯45°左右的北海道和中國烏蘇里江、黑龍江、松花江等河、海之間洞游。而且，并不是每條河流都有洞游魚類。世界各國在建壩時解決魚類洞游間題通常采取兩種辦法：一種是采取工程措施，建魚梯、魚道等；另一種是對洞游魚類進行人工繁殖。中國長江葛洲壩工程建設中，解決中華鱘洞游問題就選擇了人工繁殖的辦法，事實證明是比比較成功的。需要強調的是，在不同的地區、不同的河流上建壩，對魚類和生物物種的影響是不同的，要對具體的河流進行具體的分析，不能一概而論。
（1）對陸生植物和動物的影響：
1）永久性及直接的影響，庫區淹沒和永久性的工程建筑物對陸生植物和動物都會造成直接破壞；
2）間接的影響，指局部氣候，土壤沼澤化、鹽堿化等所造成的對動動植物的種類、結構及生活環境等的影響。
（2）對水生生物的影響：主要指對水生藻類植物的影響。7水庫淹沒區和浸沒區原有植被的死亡以及土壤可溶鹽都會增加水體中氨磷的含量，庫區周圍農田、森林和草原的營養物質隨降雨徑流進入水體，從而形成富營養化的有利條件。
（3）對魚類的影響：切斷了洞游性魚類的洞游通道；水庫深孔下世的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料4，影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。
如長江葛洲壩，每秒下泄流量為41300~77500立方米，氧飽和度為112%~127%氮飽和度為125%~135%，致使幼魚死亡率達32.24%。
解決方法
生態與環境是當前全社會十分關注的問題。關注生態，是經濟社會高度發展后人們思想認識的升華所產生的必然結果。發展是第一位的，在發展中應牢記可持續發展的理念，以科學的發展觀來統領新時期水利水電事業，實現可持續發展。水利建設不可避免地在一定程度上改變了自然面貌和生態環境，使已經形成的平衡狀態受到干擾破壞。水利工程師的職責是研究由平衡狀態到不平衡狀態再到平衡狀態的發展規律。只要遵循"因勢利導，因地制宜"的原則，合理規劃，周全設計，精心施工，加強科學管理，大多負面影響都可以得到緩解。水利工程帶來的環境問題千變萬化，只要沒達到極度惡化的程度，就總能找到解決的辦法。水利工程能否帶來環境效益，能否把對環境的負面影響降低到最低限度是衡量水利工程建設成敗的重要標志之一。因此，中們必須充分發展和應用現代科學技術，深入研究自然與生態的平衡機制，研究人類改變自然時對生態的近期和長遠的影響。為了建立生態環境友好的大型水電工程建設體系，需要重點進行以下工作：
（1）對能源的開發，不可僅僅盯著眼前的、局部的經濟利益，而應該該著眼長遠，對整個生態系統負責。應按照"大水利"思路制定總體規劃，徹底改變"技術經濟最優"的工程目標。工程項目的選擇、建設和運營都要真正體現生生態效益、經濟效益、社會效益的統籌兼顧。
（2）完善有關法律，在不宜進行水電項目建設的自然保護區、風景景名勝區、世界地質公園、森林公園、世界遺產區、生態功能區以及其他需要進行保護的區域內，劃定保護河段和保護流域區，禁止進行水電工程建設和其他大型工程建設。應真正把加強地區的生態建設與環境保護作為根本點和切入點，對嚴重破壞和影響生態環境、國家自然保護區、國家風景名勝區和世界遺產的水電建設項目，應該重新進行評估和審查。
（3）因地制宜，確定適當的開發目標。過去的水力資源規劃，按照流域梯級開發模式，往往追求100%的開發率。由于移民和耕地的補償費用會越來越高，因此考慮社會穩定和保護耕地資源，在規劃時應因地制宜，選擇適當的開發目標。對于移民和淹沒耕地少、生態環境問題少的河流，可以100%于開發；對于移民和淹沒耕地多、生態環境問題大的河流，可以放棄部分河段的開發。參照多數發達國家的情況，水電資源平均開發率為70%~80%是可行的。
（4）研究和完善移民政策，使移民能長期共享水電開發的效益。中國水庫移民經歷了安置型和開發型兩個階段，國家還出臺了庫區后期扶持政策。為了解決好移民能走上可持續發展的道路，有專家建議研究"投資型"移民民政策。其主要思路是將淹沒的土地、房屋及其他有價設施進行評估，加上對生態環境的補償作為股份，參與水電開發建設，使移民和開發方形成利益共同體，使移民能長期共享水電開發的效益。建設期安置移民的費用通過預支若干年應得的收益益來解決。移民區地方政府和移民代表作為股東參與工程建設的決策管理。這一建議值得研究探索。
技術參數
水電站的出力和發電量的計算
出力是指水電站在某一運行條件下所發出的功率。它是水電站所有水輪發電機組功率的總和，度量單位為千瓦（kW）。
水電站出力的大小，取決于選擇開發的河段上能引用的流量和可利用的水頭，可用下列公式表達：N=9.81QHη
式中N——水電站出力，kW；
Q——引用流量，m3/s；
H——凈水頭，m；
η——水輪發電機組的總效率，其值為0.70~0.90。
水電站出力除了受流量和水頭兩個因素制約外，同時也受水輪發電機組額定容量的限制。水電站發出的最大功率稱為最大出力；受各種條件限制（包括流量、水頭和機組技術條件等）所能發出的最小功率稱為最小出力；在某一時段中功率的平均值稱為該時段的平均出力；在相應于水電站設計保證率的時段內所能發出的平均出力則稱為保證出力。保證出力是確定水電站能夠承擔電力系統負荷的工作容量的依據，是選擇水電站裝機容量時一項主要的動能指標。
水電站24小時出力的平均值稱為日平均出力。在一日內，出力隨時間的積分值就是水電站日發電量。
發展趨勢
隨著改革的深化和國民經濟的發展，中國的電力市場形勢發生了根本的變化由過去電量和容量“雙缺”演變為電量相對過剩和調峰容量嚴重不足，這給水電的發展帶來了良好的機遇。
總方針
現在和將來一段時間中國的水電應該優先并主要開發節性能好的水電站并從全電力行業和社會經濟發展的角度綜合考慮和研究水電開發強度，避免出現浪費；合理評價抽水蓄能電站的經濟效益，充分認識抽水蓄能電站的填谷、調峰、調頻、調相、事故備用等作用的重要意義，協調發展中東部地區的抽水蓄能電站；進一步加強水電“流域、梯級、滾動、綜合”開發方式的研究；更加注重生態問題。
進行階梯開發，建設水電基地
中國的水能資源主要分布在西部地區，占全國四分之三以上，但目前開發率僅為8%。尤其是云南省，全省水電可開發裝機總容量約9000萬千瓦占全國水電可開發裝機容量的23.8%，居全國第二位省內水資源主要分布于金沙江瀾滄江怒江珠江紅河和伊洛瓦底江等六大水系是中國西部最具水電開發潛力的省份。但是云南省的工業基礎相對落后，水電資源主要位于交通不便的崇山峻嶺之中，開發難度較大。隨著西部大開發戰略的實施，西電東輸工程必將激活西部豐富的水力資源，促進中國水電事業的發展，發揮云南等省的地區優勢，將其建設成中國的水電能源基地，實現西電東輸，既可以滿足當地經濟發展對電力的需求，又能優化全國的能源結構。
繼續重視小水電的開發
中國的小水電資源十分豐富，論蘊藏量約為15億可開發容量約為7000多萬千瓦，相應年發電量約為2000~2500億千瓦時。小水電除了具有大水電的不污染大氣、使用可再生能源而無能源枯竭之慮、成本低廉等優點外，因其資源分散、對生態環境負影響小，技術成熟、投資少易于修建而適宜于農村和山區特別是發展中國家的農村和山區。
中國作為發展中國家小水電建設已經取得了大的成績到1997底中小水電總裝機容量已達2052萬千瓦發電為683億千瓦時。小水電建設多數情況可采用當地建筑材料，吸收當地勞動力建設，從而降低建設費用，并且其設備易于標準化能降低造價，縮短建設工期無需復雜貴技術有利于中國經濟不發達的山區和農村實現電氣化，因而應繼續重視其開發和建設。
重視自主研發
2025年9月13日，由中國自主研發的水電輔助控制系統在瀾滄江中下游華能小灣水電站正式投運。水電站全站控制系統由四大核心控制系統及輔助控制系統組成，是確保機組及電網安全穩定的重要基礎。此前核心和輔助控制系統的關鍵部件長期依賴進口，華能小灣水電站在完成四大核心控制系統全國產化改造基礎上，進一步實現油氣水、閘門、照明在內的輔助控制系統全國產化改造，標志著中國在水力發電領域首次實現全站控制系統100%完全自主可控。
技術發展
根據上述電力發展規劃和“西電東送”的戰略目標，中國待開發的水電站主要集中在西部。而西部水電站的建設條件非常復雜，工程規模巨大因此在水電科學技術方面，中們要開創人類歷史先河，攀登水電科技的高峰。從20紀80代開始至21世紀中國水電科學技術成果豐碩，科技成果轉化率高新度也高特別是新壩型成果的創新已被國內外同行業人士所借鑒。在中國西部規劃和建設中的高壩中不少是在200~300米之間有的還超過300米。建設300米級的高壩技術難點很多，即使是同一個技術概念，高壩和低壩的內涵也不盡相同。因此，應把200~300的高作為重心并這一重心心安排系統全面地開展科技攻關。
水電工程勘察技術方面
在水電工程勘察技術方面，形成資料采集分析整理成圖一體化的工程地質綜合分析成套技術。
高壩筑壩技術研究方面
在高壩筑壩技術研究方面，形成300級高壩200~300級高堆石壩、200米級碾壓混凝土重力壩配套技術。
（1）在300米級高拱壩結構問題方面以已建高拱原型觀測資料為基礎進行反饋分析，開展高拱壩結構穩定性及抗震安全性、抗滑穩定分析方法及安全系數取值問題研究，提出合理的高拱壩應力控制標準。在保證壩體應力、變形、安全的條件下，進一步優化體形結構。
（2）在高石筑技方面點研究200以上級高石水高混凝土面板堆石壩（233米）為基礎，以糯扎渡心墻壩（261米）、苗家壩等凝士面板堆石壩（300米）為目標，研究以下內容：
1）堆石料變形和滲透特性，特別是高應力和復雜應力條件下的變形性能以及風化料筑壩變形的長期穩定性研究。
2）力學參數的選取及壩體應力應變計算方法研究提出適合超高堆石壩計算分析的方法。
3）研究和完善超高面板壩上游防滲結構提出適合高水頭變形大的周邊縫結構和材料以及抗裂、抗滲性能高、耐久性能好的混凝土配合比。
4）開展趾板建基面標準研究提出深厚覆蓋層上建趾板技術方法和措施
5）對于土質心墻壩重點研究拓寬心墻防滲土料的應用范圍。
（3）在研究和完善200米級高碾壓混凝筑壩技術方面。主要研究內容如下：
1）對碾壓混凝重力重點研究成層體系混凝的定和應力分析方法、層面抗剪斷和應力應變特性、壩體防滲、排水技術和相應的處理方案；優化混凝土配合比，完善大倉面連續澆注的溫控計算方法和措施。
2）開展高碾壓混凝土拱壩關鍵技術問題研究。建立高碾壓混凝土拱壩結構設計及計算理論和方法，合理確定壩體細部結構，提出保持拱壩整體性的措施及防、抗裂措施。
（4）在高水頭大流的泄洪消能技術方面要是優化紐布置研究不同壩型泄水建筑物合理的布置形式及高水頭、大單寬流量的泄水建筑物體型，提出過流面平整度控制標準和摻氣減蝕措施。解決好消能防沖問題提高消能效果，控制霧化范圍，開發新型抗磨損、抗空蝕材料，開展導流建筑物與永久建筑的結合問題研究，降低工程造價。
（5）在大型地下洞室的穩定技術方面，主要研究內容如下：
1）綜合分析巖體結構面地應力、滲壓以及施工等因素對大型地下洞室群穩定性的影響；研究圍巖整體穩定的仿真計算方法穩定性判別準則與合理的支護方式，優化防滲排水措施。
2）研究深埋長隧洞的勘探技術巖爆規律及有害氣體的預報和防范措施3）建立大型地下洞室群專家系統信息庫，為設計和施工提供依據。
（6）在高邊坡穩定技術方面，進一步進行水電工程邊坡資料的登錄工作為工程設計和施工提供重要的參考依據。開發邊坡工程地質條件的新型快速勘探技術，提高工程地質勘測精度和水平。開展復雜地質條件下邊坡的失穩機理研究，開發和完善適用于不同失穩模式的邊坡穩定分析配套軟件，尤其是在復雜邊界條件下的三維分析軟件系統為分析評價和處理提供依據。進一步研究和探討邊坡加固處理技術，尤其是各種加固處理措施的作用機制和效果，使現有的加固處理方案建立在更為經濟合理的基礎之上。建立邊坡安全監測預警預報系統。
（7）在抽水蓄能電站關鍵技術方面開展抽水蓄能電站工程結構問題研究：
1）開展地下廠房結構布置和振動特性研究抽水蓄能機組蝸殼與外圍混凝土聯合作用分析研究等。
2）開展復雜地基上庫盆防滲及滲流控制技術研究，包括防滲形式選擇、街頭處理、水庫蓄水對基礎及建筑物的影響及相應措施；對高懸水庫基礎的滲流場進行分析，提出滲流控制標準和相應的滲流控制措施等。
3）開展井式進出水口的水力學問題研究。
4）進一步開展大PD值預應力鋼筋混凝土高壓管道結構及埋藏式鋼岔管結構受力分析研究，提高中國大PD值壓力管道的設計水平，降低工程是造價。
（8）在抽水蓄能電站機組運行技術研究方面，開展機組起動方式、工況轉換及變頻起動裝置（SFC）諧波分析和預防措施研究：進一步優化水泵水輪機和發電電動機的主要技術參數、機組總體結構及主要機電設備布置形式，提高抽水蓄能電站的運行穩定性。
（9）在大型水電機組關鍵技術研究方面，主要是對大型混流式機組的重大運行技術問題進行研究：
1）結構優化設計、整機動態應力分析及整機剛度、強度研究；蝸殼鋼板和混凝土聯合受力的三維計算及真機應用研究。
2）轉輪葉片水下動態特性研究，疲勞計算分析及壽命預估。
3）葉道渦及壓力脈動的研究。
4）軸系穩定和振動研究，整機動力特性和振動分析的研究。
5）有關規程規范的研究。
（10）在新材料、新工藝應用研究以及大壩安全監測技術研究方面，主要是研究新型混凝土及摻合料，包括纖維混凝土的應用研究，摻合料、新型外加劑的開發等；開展新型防滲止水材料，特別是適合超高面板壩的填縫止水材料和高碾壓混凝土上游面防滲材料的研究：研制適用于大孔隙、高地下水流速、細裂隙等特殊地層情況的灌漿材料及相應的施工工藝。
標準規范
水力發電標準
盡管水力發電得到了廣泛應用,但全球約73%的水力發電潛能仍未開發。這些潛能大部分位于亞洲、非洲和拉丁美洲。最初,水電的各種應用多受益于標準化。國際電工委員會(IEC)制定了水力發電標準。IEC第四技術委員會成立于1911年,該委員會為設計、制造、調試、測試和操作液壓機編寫了標準和技術報告。如今,各標準發展組織已經制定了水輪機、蓄水泵、不同類型水井的渦輪泵的相關標準佳,并為相關設備(如調速器)的性能評估與測試制定了相關標準。
這些標準涉及發電、發電廠建設、水輪機、電廠監測與維護、電力傳輸以及電能存儲。
相關政策
2018年，能源問題是當今世界面臨的重大問題之一，開發并利用新能源成為社會發展的大趨勢。而水能作為新能源，不但環保而且廉價。同年，中國正在加快建立節約型社會的步伐，隨著“節能減排”政策的實施，能源替代型減排成了中國的切實選擇，而中國是世界上水力資源最豐富的國家之一，因而水力發電成了首選。
水力發電量
利用水流能量進行電力生產，是水資源開發利用的一項重要內容，也是解決中國能源問題的有效途徑之一。水力發電是利用水的能量發電。水在自然界周而復始地循環，水資源可由自然循環補給，因而水能資源是一種再生資源，不像煤和石油等是不可再生資源。并且，水力發電不會污染環境，發電成本比火力發電低得多。世界各國都盡量開發本國的水能資源，有些國家水力發電所占比重相當高。截至2017年，中國水電裝機達到3.41億kW，居世界第一位，美國1.03億kW，巴西1億kW，加拿大0.81億kw，日本0.5億kW。
中國有著豐富的水能資源，水能理論蘊藏量為6.76億kW，居世界首位，其中可開發的為3.79億kw，可開發的年發電總量為1.92萬億kw·h。
參考資料 >
水利科普丨常見水工建筑物.微信公眾平臺.2023-12-09
首次！我國水電實現全站控制系統國產化# #水力發電基礎設施實現59項技術創新.央視財經-新浪微博.2025-09-14