海滨威尼斯水电城模式可行性分析

1.海滨威尼斯水电城介绍

这里我先大概介绍一下海滨威尼斯水电城概貌。下图是俯瞰平面图。四周黑漆漆的部分，是环城达二十米深的海洋水。绿点圆环部分，是高高矗立的大坝，布满闪烁的霓虹灯。稍往里的间隔黑色环，是飞流直下的瀑布水道。再往里的闪光绿色部分，是发电大坝与水电城建筑用地的间隔区，这一区间有多种绿色植被，有灯光草坪。中间黑色区域，是城市建筑用地，也正是望海别墅区。

先解释一下上图。取之不尽的海洋水经过宽大的下坡引水界面流过适当距离后至宽阔的圆环形大坝位置，海平面距大坝外侧底端的高度20米，宽阔的大坝有许多个入水口和控水闸，可以对流经的水量大小自由调控，大坝内侧，人工向下开掘的深达100多米的势能水柱飞流直下（这个高度可以根据需要调整），利用机械能发电，像三峡电站那样。我的水电城基本像下面描述的这种样式：四面环水，有桥梁和小舟与陆岸往来，像世界水城威尼斯，可以发展房地产、旅游业、水产养殖业和创新文化产业。中间是大片城市建筑用地。面积至少在400平方公里以上，可以建望海别墅区，面积大小根据实际需要选定，相当于一个中等城市的面积。既是海滨水电城，也是旅游城市，到了晚上，霓虹闪烁，流光溢彩，简直是童话世界……我在向网友介绍本模式的时候，打算建地下电站，但考虑到地下电站发电量有限，而正规的机械能发电就用不完，更不需说内陆湖泊了，因此，索性就省去了地下发电环节。

图二  液压千金顶原理

海滨威尼斯水电城，是一个圆形城市（这里是圆形的，其实方形或者其它形状都可以），周围是护城河，深二十米左右，上面的图只有六个水道，其实可以有很多很多个，完全是根据泄水量来决定进水量，因为海水用不完，只要泄水系统足够强大（本模式所讲的单向阀水库排水模式足够强大，远远超过三峡等排水系统），将海洋水能转变成势能机械能发电，电能便用不完，像这样的海滨水电城市，建设一个就能满足全国各行各业的用电了。水电城的选址，最好靠近机场，为的是将来方便发展旅游业，为打造海滨旅游城市奠定交通便利的基础。城市的中间地带，可以建大片的望海别墅小区，搞房地产开发，那是后话了，暂且不讲。

2.工作流程说明

海滨威尼斯水电城纵向切面图

海洋——引水工程——二十米深大坝——人造百米飞瀑，沿水道而下——水轮机机房——发电机组（电力外输）——废水排泄（千斤顶原理）——海底水库——外力打击系统持续排水——排水入海

工作流程说明文字如下：

事先说明一点：整个海滨水电城模式属于全程自动调控系统，各环节都能做到人工自由控制。工程全部在陆上进行，即使称为“海底”的水库也建在陆地上（如下图），不过叫“海底水库”而已，这样为的是工程建筑方便容易，避免了因靠近大海土层渗漏给整个工程建设带来巨大困难。海滨之畔建拦水分坝，坝垛之上安有千斤闸，以备工程未来出现故障需要维修时截流之用。

下面用一段流程文字介绍就是：

取之不尽的海洋水——经宽大的适当距离的下坡引水界面——至一级坡度【约20米】控水闸（自由控制）——向下水位落差达上百米（利用水位差发电相当于很多个三峡电站）形成飞流直下的很多条瀑布——经水轮机和发电机组完成发电——最后排水至入海水道，城市中心向海一侧（汇入具有一定坡度的泄水主道，在外力千斤顶原理重型打击之下顺利入海，根据帕斯卡定律）——水流入海，可以无限循环使用【由量身定做的位于“海底”的巨型单向阀水库排入海洋】

3.“海底水库”并非真在海底，而在陆地上

“海底水库”与大海连接图

海滨水电城模式的各项要件都可以是动态的，甚至包括大坝高度，都可以按我们人类的理想去设计，这个模式给我们的条件真是太优越了。为什么这么说？众所周知，大坝高度和入口水量是决定发电量的两大核心要素。而在我这个模式里，这两大要素都可以随我们自由控制。我们可以设计大坝有100米的高度，也可以有200米的高度甚至更高（可以挑战人类向下挖掘的深度），这都不是大问题，因为水库可以如上图一样与大海相连，根据水平原理，排入一号区水库就等于是排入了大海。对不对？（另外，下面将会提到很重要的一点，根据同等水深水的压强相等原理，内外环境的压强实际上抵消掉了，外力直接打击成了排水的主动力，这里暂且不提）。注意，一号区位置是海滨水库区的海堤，上面多棱进水口将大海与库区连成一体，并且多棱口其实是一个大型高吊水闸装置，如果水库出了问题，可以随意关闸控制。这样的设计，就使我们的大坝高度有了充分的弹性，因为无论大坝多高，水库都可以比坝高更低，即使再低也没有问题，因为我们的水库区与大海水面其实是连成一体的，并不是真的藏身海底。这意味着什么？这意味着，我们可以很好地解决土岩渗透这个大难题，可以在距离大海一个比较适当的位置上建设海滨水电城，距离的远近完全由我们自己决定。是不是这样呢？如此一来，我们也可以有大面积的水域搞水产养殖和旅游产业，甚至为望海别墅房地产大开发营造了优美的水天环境基础。

4.外力打击型动力模式（注射器排水模式）工作原理说明

外力打击型动力模式，因与注射器原理相似，所以又叫注射器排水模式。

海滨威尼斯水电城模式的威力主要体现在两个千斤顶的灵活运用上。第一，主泄水道按照千斤顶原理入海。第二，千斤顶原理打击，如上图。按照海水深度100米计算，此处的水压是1MPA，而普通千斤顶一般来说都有几十MPA的扩力，非同一般。另外一个要素，今日时代起重机（主要是杠杆加滑轮原理）能轻松提起几千吨位重量，如上图所示的起重机就是4000吨级别。既有千斤顶扩力系统助力，又有起重机这个大力士，所以说，一击而空，绝不是什么困难的事！

海滨威尼斯水电城模式的成功之处在于很多个方面，其中最重要的几点：第一，发电量巨大，收回成本快。第二，不像太阳能、风力等发电项目一样，它几乎不受天气、泥沙、温差等外部条件的影响。第三，几乎是一劳永逸的。第四，综合功能多，比如，旅游、房地产开发、水产养殖、创新文化等，确实是名副其实的“宝地”。

上图的外力打击动力模式图示，是一击而空模式，它的作用原理其实还是内外环境的压力差问题，外力打击动力模式，使一切困难变得容易。一击而空，可以做到需要多少力，便给多少力，供应远远大于需求，这对于外力打击动力模式来说，并不是不可思议的事。当然，大家都知道了，海底100米处的水压有多大吗？每平米至少100吨。从理论上说，确实是对的。但是根据同样水深的水压相等规律，即使水压再大，内外环境的压力大致相等，基本抵消掉了。为什么有些鱼类可以在海底几千米的深处自由游泳而无任何问题呢？这就说明了一个内外环境的平衡问题，事实上由于抵消的原因，几乎不存在这个貌似泰山压顶的问题，或者根本不像网友想象得这么严重，这只不过是一个压力差的问题。当水库满水时，根据同等水深压强相等原理，内外压差其实是平衡的。退一步说，即使没有内外平衡抵消的存在，区区100吨，在一击而空模式面前，也根本不算什么的。目前世界上已经存在的最大起重机已经达到轻松提起4000吨的重量，是我国产的。大家自己算一算，莫说100吨，即使是1000吨，都可迎刃而解，又算什么呢？

外力打击动力模式，就像一个注射器，我们索性就叫它“注射器排水模式”吧。大家都知道，注射器的针筒都是密闭的，看了注射器以后，再来理解重力型打击，就顺理成章了。其工作情形如下：当打击命令下达时，高压气室在外力（F1）作用下瞬间通过上活塞将压缩气体内能依据帕斯卡定律传递和扩大无数倍后猛力推向下活塞和介质（气体或液体），工作介质【见注二】做功撑开软气库内的气囊【见注三】，与气囊弹性龙骨一起激力爆发，将水库夹层的存水瞬间挤向大海；顺利完成排水任务后，水库入水口同时注水，夹层水量立增，水压又瞬间增大，系统回收同时工作，像注射器完成注射又拉回针管至原位一样，打击装置复位过程会自动产生内吸力，工作介质在双重力量同时作用下，又缩回至原来的储气通道待命，等候下一轮打击任务。这里大家要注意一个现象：密闭系统的气体返回原位的过程，就像密闭针管将密闭池水（针管口在水位以下）吸进针管一样，没有损耗，大家可以买个针管做一个这个实验，工作介质可以做到反复使用无损耗。

可是这个外力从何而来呢？请看上图外力打击型动力模式。仔细分析过图示以后，我们不难发现，所谓外力，这里是一个巨大的重物，重物的重量，与打击力度正好相配，并且与密闭容器内的活塞成为了一体（注意：重物与上活塞成为一体非常重要，或者本身就是一体，或者将两者捆绑为一体）。重物的上端用钢索悬挂在起重机的动滑轮吊索上，平时待命的时候，起重机施加一个向上的提升力，重物便被高高悬挂起来。重物和活塞的底下是压缩气体，都被封锁在密闭容器内。如图。上活塞一放一拉，下位水库的气囊就会一扩一缩，从而带动整个系统工作，整个排水工作就有条不紊地进行了。

5.连排连注模式使系统排水速度远远大于注水速度

下图是一个单库“连排连注”模式示意图，进气方向（红色箭头）可以与注水方向保持完全一致，顺流而击，这样一来，就可以不关进水口，只要保持一定节奏感和固定频率的打击就行了。水库一满立即打击，一点儿不会耽误连续注水，并且排水速度远远大于入水速度。

图二十单库“连排连注”模式示意图

6.能量平衡分析

下面是一个草图，很好地反映了海滨威尼斯水电城能量收支平衡。这个模式，大体可以看作一个连通装置。根据连通原理分析，同种液体的连通装置，对底部中心位置单向阀开关的压强只与高度有关，即使一边看上去细如发丝，另一边庞大如海也罢。在没有外力G做千斤顶原理配合打击的情况下，海水只是充满该装置，然后保持同等高度，保持静止状态。而本模式主要是依靠外力打击完成的，所以，在水库不停充满，继而固定频率打击的情况下，就打破了原来保持的连通平衡，海水就能不停地做循环运动，注入大海。详见图示。这个能量平衡系统是遵守能量守恒定律的，能量的收支始终保持平衡，给这个系统不断注入的外力（外能），显然是质量与动量不停地做功，而这个平衡系统产出的恰恰是我们人类社会需要的电力能源。是不是这样？在这方面，瑟尔效能机是一个例子。这个永动机之所以不能真正变成现实，在于机器需要外部能量的不断输入，没有外部能量源源不断地输入，它自身系统是不可能实现自给自足的。一句话，永动机与热力学定律是死对头，不能和谐共存。所以，在我的海滨水电城模式中，我一直强调外力的重要性，其意义也在于说明，没有外力（外能）就不可能真正实现。在这里，海滨水电城模式恰好是历史上出现的永动机的反面教材。

7.总结海滨水电城模式三大核心系统

下面我介绍一下海滨威尼斯水电城排水模式，其中主要有三大核心系统：

一、千斤顶入海发电系统。

二、形态各异的巨型海底单向阀水库系统。

三、独具特色的外力气室（或液体）打击系统。

8.社会意义

一 以三峡电站为例解释为什么电能会用不完

下面，我援引三峡电站为例，以2014年我国全年用电总量数据，结合三峡电站年发电量来具体算一笔账，然后再做更进一步的分析。三峡工程是目前世界上最大的河川发电工程，也是陆上河流发电的伟大创举，至今世界上再无第二个发电工程可与之相比。它的功能，除了发电之外，还有防洪、防旱、防涝、航运、灌溉等综合功能，它和伊泰普电站每年都在争夺发电总量世界第一的宝座。海滨水电城模式在正常排水状态下，排水速度是远远超过入水速度的，因此水库无论多大，都可以做到连排连注（前面连排连注图示是单库连排连注之一种，当水库水满以后，自动进行外力打击型排水，瞬间即成，再继续注水。可以有很多种样式（也可以多建水库，顺序移动打击排水，但较麻烦些，不如这种好），最终挑战的是人类社会的制造能力。当然整个电站只有一个水轮机和一个水库的情形是难以存在的，也没必要。在人类制造能力还很有限的时候，可以用数量来弥补制造能力的缺陷。但因其空前强大的排水能力，电能用不完是必定无疑的。单向阀水库的排水力度之所以空前强大，其原因，一个是连排连注模式，另一个是向海的排水闸门巨大，如论文中【见注三】提到的“球拍”出水口，有的达几十米高，并且每天每时都在排水，是全天候的排水水库模式。

2014年我国全年用电总量达到55233亿度，按全国13亿人口计算，平均每人每年用电量达到4249度，平均每人每月用电量达到354度。当然这里面包括了工业用电，如果只按生活用电，肯定达不到这个数字。再看一看能源生产情况。一个三峡电站就能照亮半个中国，因此三峡电站素有“照亮半个中国”的美誉，这个也应该只是指居民生活用电而言。据能源网站报道，2014年三峡一年生产电量高达1000亿度，位居全球第一。如果我国有55个三峡电站生产的电力，就足够全国用电之用，包括了生活用电、工业用电全部在内的用电量。1000亿度*55个=55000亿度。据新闻报道，2014年我国全年生产电量高达55233亿度，正好与55个三峡电站的生产电量大体相当。一个三峡电站共装水轮机32台70万千瓦级别的，1000亿度/32台=31亿度，也就是一台水轮机年产电量达31亿度，照此计算，一个400平方千米的中型海滨威尼斯水电城，需要装多少台70万千瓦级的水轮机才能解决2014年全年用电量？55233亿度/31亿度=1782台。答案就是1782台。也就是说，只要海滨威尼斯水电城装了1782台水轮机，就能解决我国全年所有用电。按一个中型海滨威尼斯水电城周长80千米计算，80000米/1782台=44米。也就是说，平均44米的长度才安装一台水轮机。这样的密度，也太松弛了。按常理来算，可以增加一倍数量，即1782*2=3564台。这样也还显松弛。因为还要平均22米才装一台。但这样的话，像一个400平方千米的中型海滨水电城，一年就能生产10万亿度以上（确切地说，达到110466亿度，这还是按三峡全年并不是全时段发电来计算的）的电量还显绰绰有余。这还只是粗略的计算，实际情况是一条入水水道可以串联好几台水轮机，实际发电量又扩大了好几倍！！大家说，是不是这样？世界统一使用清洁能源，离我们人类社会还很远吗？能源用不完模式在向整个人类社会发出挑战：人类的制造能力到底有多强大？……无论怎么说，能源用不完模式，就是挑战人类制造能力的极限！你有多大本事，就使多大本事。能源用不完模式，需要制造业专家的通力合作，直到达到最理想的程度……

二 电能的用不完导致其它行业的革新与重大意义（能源用不完模式）

电能的用不完，从某种意义上说，也就意味着它的所有转化能源都用不完。如上电能转化图。电能是指“电以各种形式做功(即产生能量)的能力。用电器是利用电能进行工作的装置。它与电源连接后可将电能转化为我们所需要的能。电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。”（引自百科）

电转成光，意味着"人造小太阳"真正变成现实，就意味着光合作用的潜力无穷无尽（光合作用主要靠两种光：红光与蓝光,由于电能的充足，最终人类可以提供充足强度和波长的光源和光照条件），粮食的种类不断增加（因为以前条件不具备，有些种类就生长不起来），粮食产量成倍增加，各种农、林、牧、副、渔产品也成倍增加，甚至用不完，前景无限……电转化成热能和冷能，意味着人们不再惧怕严寒，也不再惧怕酷暑，电转化成机械能，意味着超大型电动机械批量出现……网友可以自己去分析，其中意义无穷，电能的用不完，对人类社会的影响绝不只是电能本身。

注：我这里所说的“人造小太阳”不是核聚变，而是类似于太阳一样发光、照明、散发热力的装置。其发光、照明和散发的热量更加适宜人类、植物和动物的生存发展，是人类服从客观规律，可以做到自由调控的、由电力做动力能源的发光散热源。从此，光合作用，可以不受天气变化、白天黑夜等等的限制了。一个是由此产生的时间利用问题，一个是土地利用率问题，仅这两大问题的解决就能解决世界粮食和各种农副产品问题了。目前世界上很多土地闲置，都是因为冬天太长，长不了庄稼和各种农产品……

结论

海滨威尼斯水电城，又叫千斤顶入海发电模式、能源用不完模式、正规军发电模式。本模式的基础是千斤顶原理入海系统。外力打击型动力模式与海底单向阀水库完美结合，共同组成的外力打击排水系统是非常强劲有力的，像重炮打击一般，满库的海水1-2秒钟便能排入大海是不难做到的。可以说，只辅助动力排水系统，就足成大用，有足够能力完成瞬间排水入海的任务，而主系统千斤顶原理入海的巨大动力几乎可以忽略不计了。强大的排水力度，连排连注的连轴效能，使海滨威尼斯水电城威力无比！使人类社会能够实现能源用不完！！最终人类社会挑战的不是海底水库的排水能力，而是人类的制造业——能不能制造更大功率的水轮机？能不能制造更大排水功能的水库？这些都成了挑战，挑战人类社会的制造业。当然，在制造能力还很有限的时候，是可以通过增加数量弥补其不足。海滨水电城模式是具有普遍适用性的能源生产模式，是可以无限复制的。

综上所述，海滨威尼斯水电城，没有江河大坝发电的种种缺点，却有比其大得多的优势和利益，是人类社会光明的未来。

注释：

注一：关于海滨威尼斯水电城模式，我先后撰写过两篇论文（一篇是《论千斤顶入海发电模式改造潮汐能电站》，另一篇是《论外力打击动力模式与“海底”辅助排水系统》），本篇是前两篇论文的一个浓缩版，为的是节约专家和编辑部老师的时间，让专家短时间内就能了解本模式的精义。

注二：外力打击型动力模式中的工作介质，本文中以气体为例描述，实践当中可以是液体，比如，油，海水等，这要根据具体的实际情况选择适合的介质。

注三：本文中单向阀水库中的软气室，描述成一个气囊，在实践中可以根据需要量身定制，可以是钢铁的，也可以是其它材质的，视具体的实际情况选择。

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作者: 李道东

来源：中国能源网

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