以位能、压能和动能等形式存在于水体中的能量资源，又称水力资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋热能资源；狭义的水能资源指河流水能资源。在自然状态下，水能资源的能量消耗于克服水流的阻力，冲刷河床、海岸、运送泥沙与漂浮物等。采取一定的工程技术措施后，可将水能转变为机械能或电能，为人类服务。

水能资源指水体的动能、势能和压力能等能量资源 。是自由流动的天然河流的出力和能量，称河流潜在的水能资源，或称水力资源。

广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。水能是一种可再生能源（见新能源与可再生能源）。 到20世纪90年代初，河流水能是人类大规模利用的水能资源；潮汐水能也得到了较成功的利用；波浪能和海流能资源则正在进行开发研究。

人类利用水能的历史悠久，但早期仅将水能转化为机械能，直到高压输电技术发展、水力交流发电机发明后，水能才被大规模开发利用。目前水力发电几乎为水能利用的唯一方式，故通常把水电作为水能的代名词。

构成水能资源的最基本条件是水流和落差（水从高处降落到低处时的水位差），流量大，落差大，所包含的能量就大，即蕴藏的水能资源大。全世界江河的理论水能资源为48.2万亿度/年，技术上可开发的水能资源为19.3万亿度。中国的江河水能理论蕴藏量为6.91亿千瓦，每年可发电6万多亿度，可开发的水能资源约3.82亿千瓦，年发电量1.9万亿度。水能是清洁的可再生能源，但和全世界能源需要量相比，水能资源仍很有限，即使把全世界的水能资源全部利用，在20世纪末也不能满足其需求量的10% 。

人类开发利用水能资源的历史源远流长。根据《中华人民共和国可再生能源法释义》（全国人大常委会法工委编）对水能的定义是：风和太阳的热引起水的蒸发，水蒸气形成了雨和雪，雨和雪的降落形成了河流和小溪，水的流动产生了能量，称为水能。

当代水能资源开发利用的主要内容是水电能资源的开发利用，以致人们通常把水能资源（Water power resources）、水力资源（hydraulic power resources）、水电资源（hydroelectric power resources）作为同义词 ，而实际上，水能资源包含着水热能资源、水力能资源、水电能资源、海水能资源等广泛的内容。

水热能资源也就是人们通常所知道的天然温泉。在古代，人们已经开始直接利用天然温泉的水热能资源，建造浴池，沐浴治病健身。现代人们也利用水热能资源进行发电、取暖。如冰岛，该国2003年水电发电量为70.8亿千瓦时，其中利用地热（即水热能资源）发电就达14.1亿千瓦时，全国86%的居民已利用地热（水热能资源）取暖。我国西藏地区已建成装机2.5万千瓦的羊八井电站，也是利用地热（水热能资源）发电，据专家预测，我国近百米内土壤每年可采集的低温能量（以地下水为介质）可达15000亿千瓦。目前我国地热发电装机3.53万千瓦。

水力能包括水的动能和势能，中国古代已广泛利用湍急的河流、跌水、瀑布的水力能资源，建造水车、水磨和水碓等机械，进行提水灌溉、粮食加工、舂稻去壳。18世纪30年代，欧洲出现了集中开发利用水力资源的水力站，为面粉厂、棉纺厂和矿山开采等大型工业提供动力。现代出现的用水轮机直接驱动离心水泵，产生离心力提水，进行灌溉的水轮泵站，以及用水流产生水锤压力，形成高水压直接进行提水灌溉的水锤泵站等，都是直接开发利用水的力能资源。

19世纪80年代，当电被发现后，根据电磁理论制造出发电机，建成把水力站的水力能转化为电能的水力发电站，并输送电能到用户，使水电能资源开发利用进入了蓬勃发展时期。

现在我们所说的水电能资源通常称为水能资源。在水能资源中，除河川水能资源外，海洋中还蕴藏着巨大的潮汐、波浪、盐差和温差能量。据估计，全球海洋水能资源为760亿千瓦，是陆地河川水能理论蕴藏量的15倍多，其中潮汐能为30亿千瓦，波浪能为30亿千瓦，温差能为400亿千瓦，盐差能为300亿千瓦。当前人类对海洋水能资源的利用只有对潮汐能的开发利用技术达到了可以大规模开发的实用性阶段，其他的能源的开发利用，都还需进一步研究，在技术经济的可行性上取得突破性成果，达到实用的开发利用程度。我们通常所提到的开发利用海洋能，最主要是开发利用潮汐能。月球和太阳对地球海水面吸引力引起海水水位周期性的涨落现象，称为海洋潮汐。海水涨落就形成了潮汐能。从原理上讲，潮汐能是一种利用潮位涨落产生的机械能。

公元11世纪出现了潮汐磨坊，20世纪初，德国和法国开始建造小型潮汐电站。

据估算，全世界可开发利用的潮汐能为10亿～11亿千瓦，年发电量约12400亿千瓦时。我国潮汐能可开发资源装机容量为2158万千瓦，年发电量为300亿千瓦时。

目前世界上最大的潮汐电站是法国的朗斯潮汐电站，装机容量为24万千瓦。我国第一个潮汐电站量1958年建成的广东鸡州潮汐电站，装机40千瓦。1985年建成的浙江江厦潮汐电站，总装机容量3200千瓦，居世界第三位。

此外，在我国海洋中，波浪能蕴藏量约1285万千瓦，潮流能蕴藏量约1394万千瓦，盐差能蕴藏量约1.25亿千瓦，温差能约13.21亿千瓦。综上，我国海洋能总计约15亿千瓦，超过陆地河川水能理论蕴藏量6.94亿千瓦2倍多，具有广阔的开发利用前景。现在，世界各国都大量投入，竞相研究如何开发利用蕴藏在海洋中的巨大能源的技术途径。

中国水能资源分布

中国在20世纪70年代末做了普查，统计了单河理论蕴藏量0.876亿千瓦·时/年以上的河流3019条，总理论蕴藏量为5.7万亿千瓦·时/年；加上部分较小河流后，合计为5.92万亿千瓦·时/年（未统计台湾省水能资源），居世界第一位。经统计，单站装机500千瓦及以上的可开发水电站共11000余座，总装机容量37853万千瓦，多年平均年发电量19233亿千瓦·时。全国各大区和各水系的理论蕴藏量和技术可开发资源的分布。据1993年的初步估算，经济可开发资源为：装机容量29000万千瓦，多年平均年发电量12600亿千瓦·时。

中国河川水能资源的特点

①资源量大，占世界首位。②分布很不均匀，大部集中在西南地区，其次在中南地区，经济发达的东部沿海地区的水能资源较少。而中国煤炭资源多分布在北部，形成北煤南水的格局。③大型水电站的比重很大，单站规模大于200万千瓦的水电站资源量占50%。已于1994年12月开工的长江三峡工程的装机容量为1820万千瓦，多年平均年发电量840亿千瓦·时。位于雅鲁藏布江的墨脱水电站，经查勘研究，其装机容量可达4380万千瓦，多年平均年发电量2630亿千瓦·时。

中国水电能资源

我国是世界上水电能资源最丰富的国家之一。根据最新的水能资源普查结果，我国江河水能理论蕴藏量6.94亿千瓦、年理论发电量6.08万亿千瓦时，水能理论蕴藏量居世界第一位；我国水能资源的技术可开发量为5.42 亿千瓦、年发电量2.47万亿千瓦时，经济可开发量为4.02亿千瓦、年发电量1.75万亿千瓦时，均名列世界第一。

1905年7月中国第一座水电站台湾省龟山水电站建，装机500千伏安。1912年，中国大陆第一座水力发电站云南昆明石龙坝水电站建成发电，装机480千瓦。1949年，全国的水电装机为16.3万千瓦；至1999年底发展到7297万千瓦，仅次于美国，居世界第二位；到2005年，全国的水电总装机已达1.15亿千瓦，居世界第一位，占可开发水电容量的14.4%，占全国电力工业总装机容量的20%。 到2010年8月，随着华能小湾水电站四号机组日前投产发电，我国电力装机达到9亿千瓦，其中水电装机突破2亿千瓦，继续稳居世界第一。

全球水电资源的蕴藏量十分可观，据有关最新资料统计，目前世界上已估算出的水电资源的理论蕴藏大约为40000～50000TWh/年，其中大约13000～14000TWh/年技术上具有开发的可行性。从理论上讲，这种可以依赖当今技术水平开发的水电资源完全可以满足当前全球的用电需求。

美国的国土面积937.2614万平方公里,全国平均年降水量760毫米，河流年径流量总计30560亿立方米。技术可开发水电装机容量146700亿兆瓦，年发电量5285亿千瓦·时，经济可开发3760亿千瓦·时/年。但水能资源分布很不均匀，太平洋沿岸及哥伦比亚河流域共5个州的水能资源占全国总量的55%，其余46个州只占45%。

美国的水电开发已有100多年的历史。据统计，1920年水电装机容量4800兆瓦，至1950年发展到18674兆瓦；1998年达94423兆瓦，其中常规水电站75525兆瓦，抽水蓄能电站18898兆瓦。

1950年水电发电量1010亿千瓦·时，1998年达3088亿千瓦·时，分别为技术可开发水能资源的19.1%和58.4%。

田纳西河流域管理局1933-1945年在田纳西河流域进行集中的综合开发。该河流域面积为10.6万平方公里，在流域内建成了38座综合利用工程，共装机3300兆瓦，开发利用程度达87%。

美国水电开发最集中的为哥伦比亚河，其干流上游在加拿大，中下游在美国境内。在美国境内的干流上已建成11座大型水电站，总装机容量为19850兆瓦；在各支流上已建成水电站242座，总装机容量为11070兆瓦。干流、支流合计装机容量30920兆瓦，占全国水电总容量的33%。美国已建成1000兆瓦以上的大型常规水电站11座，其中6座在哥伦比亚支流上。

美国近期水电发展的趋势：1、对原有水电站进行扩建，增大装机容量，使原来担负电力系统基荷的改变为担负峰荷。如哥伦比亚河的大古力水电站由过去的装机容量1974兆瓦，在1979年扩建至6494兆瓦，1998年又增容至6809兆瓦。2、在缺乏常规水能资源的地区发展抽水蓄能电站，配合电站的高压温火电机组在电力系统中担负填谷调峰任务。美国的抽水蓄能电站1960年为87兆瓦，至1998年已发展到18890兆瓦，其中装机容量1000兆瓦以上的抽水蓄能电站8座，最大的是巴斯康蒂抽水蓄能电站，装机容量达2100兆瓦。3、重新开发小水电，对过去为防洪、灌溉、航运而修建的坝和水库，增装机组发电。

俄罗斯联邦国土面积1707.54万平方公里，年降水量600-800毫米，河流平均年径流总量42620亿立方米。技术可开发水能资源16700亿千瓦·时，其中亚洲部分14900亿千瓦·时，欧洲部分1800亿千瓦·时。1997年水电装机容量43940兆瓦，水电比重20.4%；水电年发电量1575亿千瓦·时，水电比重19.4%。水电装机容量与水电年发电量分别居世界第6位和第5位。

俄罗斯在欧洲部分主要开发伏尔加河及其支流卡马河，已建梯极水电站11座，装机容量共11320兆瓦；在亚洲部分主要开发叶尼塞河及其支流安加拉河、汉泰河，已建大水电站7座，装机容量共22970兆瓦。

俄罗斯已建装机容量1000兆瓦以上的大水电站见表。此外，在建的大水电站还有：安加拉河的鲍古昌3000兆瓦，远东地区的布列亚2000兆瓦等。

加拿大国土面积997.6万平方公里，1998年人口2840万人，技术可开发水能资源9810亿千瓦·时，按人口平均每人3.454万千瓦·时，相当于全世界平均每人约2400千瓦·时/年的14倍。

加拿大开发水电较早，过去水电比重在90%以上，1998年水电比重按装机容量计为56.6%，按年发电量计为62%，长期以水电为主。1998年水电装机容量65726兆瓦，居世界第2位；水电年发电量3500亿，居世界首位。其水能资源开发利用程度35.7%。加拿大的水能资源，在一次能源总消费的构成中占25%，是世界各国中比较高的。

加拿大的水能资源以东部的魁北克省和西部的不列颠哥伦亚省为最多，共占全国12个省区的56%。这2个省的水电比重一直在90%以上，它们都与美国的相邻地区联网，并向美国售电。

加拿大的水电开发，早期主要在人口较多和经济发达的南部地区，近期转向北部边远地区，如魁北克省东部的马尼夸根河和乌塔尔德河、纽芬兰省的丘吉尔河、马尼托巴省的纳尔逊河、不列颠哥伦比亚省的哥伦比亚河上游和皮斯河等。20世纪70年代起，在詹姆斯湾地区集中开发拉格郎德河。该河位于北纬53。以上的严寒地区，居民稀少，交通不便，建设条件困难。从1973年开始，陆续开工流水作业兴建3座大水电站，装机容量分别为5330兆瓦、2300兆瓦和2640兆瓦，至1985年即12年内完成全部10270兆瓦的装机。其后转而进行该河第2期工程的5座水电站的建设。此外，还将开发该区附近的2条河流。

加拿大在一些河流开发中所建水库较大，库容系数为0.63-1.28，调节性能很好。

巴西国土面积854.74万平方公里，平均年降水量1954毫米，河流平均年径流总量69500亿立方米，居世界各国之冠。全国理论水能蕴藏量30204亿千瓦·时/年，技术可开发13000亿千瓦·时/年，经济可开发7635亿千瓦·时/年。

巴西水能资源主要分布在三大水系；东南地区的巴拉那河水系，占27.2%；东北的圣弗朗西斯科河水系，占8.6%；北部的亚马孙地区，占46.3%；其他小支流占17.9%。

巴西1950年仅有水电装机容量1540兆瓦，居世界第12位；1998年发展到56481兆瓦，跃居世界第4位，仅次于美国、加拿大、中国。从1950年-1998年的48年中，水电装机容量平均年增长率达7.8%，是水电发展很快的国家。1998年水电年发电量3012亿，相对其可开发水能资源的开发利用程度为23.2%。

巴西的电力工业历来以水电为主，1998年的水电比重按装机容量计为92.1%，按年发电量计为93.5%。巴西的电力在能源总消费量中的比重，1974年为20.4%，1984年增加到32.3%，使石油和天然气消费量的比重大幅度降低，减少对外来能源的信赖性。这是巴西长期坚持的能源和电力发展政策。

巴西的水电开发，早期是在经济比较发达的东南地区开发沿海的一些小河流，以中小型水电站为主；20世纪60年代开始开发巴拉那河流域，先支流后干流，先上游后下游。巴拉那河干流已建大型水电站4座，总装机容量19030兆瓦；各支流已建水电站27座，总装机容量27900兆瓦；干支流合计已建46930兆瓦。

圣弗朗西斯科河已建大型水电站5座，共计装机容量11450兆瓦。

亚马孙河是世界上最大的河流，流域大部分在巴西境内，干流河道很宽，比降较缓，没有考虑建水电站，而各支流的水能资源则很丰富，但位于人口稀少的边远丛林地区，开发很少，仅在小支流上建了一些中小型水电站。20世纪70年代以后，巴西有意转向开发边远地区，在亚马孙地区东部的托坎廷斯河上兴建图库鲁伊水电站，并利用当地丰富的铁矿和铝矾土矿等资源，发展北部地区的经济。

巴西大力开发水电能源，自1963年在巴拉那河支流格兰德河上游建成具有龙头水库作用的第1座1216兆瓦的福尔纳斯水电站以来，已建成1000兆瓦以上的大水电站23座，1975年同时开工建设2座规模巨大的水电站：1座在南部，与巴拉寺合建世界最大的伊泰普水电站，装机容量12600兆瓦；另1座是图库鲁伊水电站，设计装机容量8000兆瓦，初期装机4245兆瓦。2座水电站都于1984年开始发电。伊泰普水电站于1991年建成，1998年进行二期装机1400兆瓦，2002年投入运行，总装机容量达14000兆瓦。图库鲁伊水电站于1992年建成，1999年扩建第二厂房，装机4125兆瓦，2002-2004年投入运行，总装机容量可达8370兆瓦。

挪威国土面积38.69万平方公里，1998年人口433万人。平均年降水量1380毫米，降雪较多；山地和高原面积占全国国土面积的2/3，高原湖泊众多，地形高差大，水能资源较丰富。理论水能蕴藏量5600亿千瓦·时/年，技术可开发水能资源2000亿千瓦·时/年，按人口平均每人46189千瓦·时/年，相当于世界人均数约2400千瓦·时/年的19倍，是世界最高的。

挪威于1885年建成第1座小水电站，1950年水电装机容量为2900兆瓦，1998年增加到27410兆瓦。1998年水电装机容量占电力总装机容量的98.9%，水电发电量1163亿千瓦·时，占总电量的99.4%。水能资源开发利用程度达58.2%。挪威的电力开发特点：1、水电在电力工业中的比重长期维持在99%左右，几乎全部靠水电。2、1998年总消费电量按人口平均每人达27864千瓦·时，为美国的2倍多，为日本的3.3倍，电气化程度较高。3、水能在总能源消费量的比重相当大，1970年为37%，1998年上升到49%。

挪威许多水电站的调节性能很好，利用天然的高山湖泊和兴建的水库群蓄存的水能达633亿千瓦·时/年，约相当于年发电量的60%，可以根据要求放水发电，供电性能良好。

挪威所建水电站的水头较高，70%水电容量的水头在200米以上，最高达1100米。水电站水头愈高，一般单位功率造价愈低。

挪威所建水电站大多地质条件较好，采用长隧洞和地下式厂房的较多，80%装机容量的水电站厂房设在地下，很多隧洞不衬砌。地下工程可全年施工，不受寒暑和雨雪影响，还可避免滑坡问题，管理和维护费用也较低。

挪威所建水电站以中型为主，10-200兆瓦的水电站占容量的60%。大型水电站不多，已建1000兆瓦以上大型水电站2座。1座为克威尔达尔引水式水电站，装机容量1200兆瓦，最大水头538米，1987年建成。另1座为西玛水电站，从南北2个高山湖泊水系引水发电。南部的赛西玛水系引水80立方米/秒，水头894米，装机2台，各310兆瓦，共620兆瓦；北部的郞西玛水系引水51.7 立方米/秒，水头1149米，装机2台，各250兆瓦，共500兆瓦。电站总装机容量1120兆瓦，于1981年建成。

挪威利用35%的廉价水电发展铝、镁、铁合金和碳化硅等耗电工业，将其产品的80%-90%出口，等于以水电出口赚取外汇。

挪威在北欧电力合作组织中起重要作用，与邻国瑞典和丹麦有多回输电线路相联网。当夏季邻国电能有余时以低价买进，把自己的水能尽量储存在高山湖泊和水库群中；到冬季邻国电力负荷高峰期时再以高价卖出。电力输出和输入相抵后，每年净输出几十亿千瓦小时的电量，取得显著的经济效益。

日本国土面积37.78万平方公里，其中山地和丘陵约占3/4。平均年降水量1400毫米，河流平均年径流量5470亿立方米。河流坡陡流急，水能资源比较丰富。技术可开发水能资源1356亿千瓦·时/年，经济可开发1143亿千瓦·时/年。按国土面积平均，每平方千米技术可开发水能资源35.9万千瓦·时/年，为世界平均数10.7万千瓦·时/年的3.3倍。

日本燃料资源贫乏，煤、油、气都要靠进口，水能资源是国产的主要能源。自1892年建成第1座小型水电站以来，长期执行“水主火从”的电力工业方针，过去水电比重曾达80%-90%，直至1960年还超过50%。后来利用进口廉价石油大量发展火电。20世纪70年代以来又积极发展核电，水电比重逐步下降。1998年水电装机容量为45343兆瓦（包括抽水蓄能），年发电量为1026亿千瓦·时，分别占电力总装机容量和总发电量的18.1%和9.6%。日本的水能资源开发利用程序已达75.5%。

日本没有大河流，而中小河流很多，水电开发以10-200兆瓦的中型水电站为主，10兆瓦以下的小型水电站也不少，最大的常规水电站装机容量为380兆瓦。已建200兆瓦以上的大型水电站共7座，合计装机容量2150兆瓦，占常规水电总装机容量21390兆瓦的10%。

日本初期所建的水电站大都为引水式径流电站，20世纪50年代以来才修建具有水库调节性能的较大水电站，但大多在山区河流的深山峡谷中建坝，所得库容不大。如已建的100米以上的高坝50多座，其中最高的黑部第四拱坝，高186米，总库容仅2亿立方米；最大的水库为奥只见水库，重力坝高157米，总库容也只有6.01亿立方米。

日本从20世纪70年代起，对一些河流进行了重新开发，废弃原有小水电站，重建较大水电站，使水能资源得到更好的利用。例如手取川上原有小水电站19座，共计装机容量132兆瓦，重新开发后，新建3座较大水电站，总装机容量达367兆瓦，为原有容量的近3倍；再如新高濑川原有小水电站27.4兆瓦，改建成1座大型抽水蓄能电站后，装机容量1280兆瓦，为原有容量的47倍。

日本大量发展高参数火电机组和核电站，这些电站只适宜担负电力系统基荷，缺乏调峰容量，而可开发的常规水电站地址又不多，因此大量兴建抽水蓄能电站。1960年抽水蓄能电站装机容量仅72兆瓦，至1998年已发展到23953兆瓦，居世界首位。这些抽水蓄能电站装机容量大多在200兆瓦以上，其中1000兆瓦以上的有12座，最大的为奥多多良木抽水蓄能电站，初期装机1212兆瓦，1976年建成，1996年开始扩建720兆瓦，1998年建成，共达1932兆瓦。

瑞士国土面积41293 平方公里，境内多高山，地形高差很大。山区年降水量高达2000-3000毫米，谷地600-700毫米，平均1470mm。河流平均年径流量535亿立方米。冬季积雪量大，在春末夏初的融雪季节，径流集中，流量较大。森林植被覆盖很好，河流泥沙含量很少。

瑞士的技术可开发水能资源为410亿千瓦·时/年，平均每平方千米有99.3万千瓦·时/年，相当于世界平均数10.7万千瓦·时 /年的9.3倍，是世界上水能资源最集中的国家。

瑞士于1882年建成第1座小型水电站，其电力工业一直以水电为主，过去水电比重长期在90%以上，至20世纪70年代才开始有所下降。1998年全国水电装机容量11980兆瓦，年发电量345亿千瓦·时，分别占电力总容量和总发电量的74.3%和56.3%。瑞士水能资源开发利用程度高达84.1%，瑞士对其天赋的水能资源，不论河流的大小和落差的高低，都精打细算和千方百计地加以利用，并常常跨流域引水取得更大的水头。为了充分利用高山溪流分散的水能资源，常把许多小溪小沟的细流，通过沿山修建的长隧洞和管道集中到一个水库后引水发电。有的小溪流引水处比较低，还建水泵站抽水注入水库，而利用它发电时所得的水头比抽水扬程高出许多，仍属经济，这也是一种抽水蓄能的方式。

瑞士在高山峡谷区所建的高坝不少，坝高在100米以上的有25座，其中超过200米的有4座。最高的为大狄克逊坝，高285米，是世界上已建最高的重力坝；其总库容4亿立方米，是瑞士最大的水库，初期所建支墩坝高87，1934年建成香多林引水式水电站。水头1672米，装机容量142兆瓦。1961年建成285米高坝后，将老坝淹没并加建飞虹纳和南达连续引水式水电站，水头分别为878米和1013米，装机容量分别为321兆瓦和384兆瓦。1998年又另建通过长15.9公里的隧洞引水，水头1883米，安装3台各400兆瓦冲击式机组，装机容量1200兆瓦的克留逊水电站。前后由大狄克逊高坝水库引水的4座水电站，总装机容量达2047兆瓦。这是世界上已建水头1000米以上的最大水电站，所用400兆瓦冲击式机组，也是世界上最大的高水头机组。这种水电站主要担负峰荷，还可以在丰水期多蓄水少发电，待枯水期多发电，以补偿径流电站的不足。

瑞士在平原地区也建有不少低水头径流式电站，担负电力系统中的基荷。这些电站能提供全国水电发电量的40%左右。

瑞士的水电站，除大狄克逊-克留逊水电站外，最大的装机容量为380兆瓦。据1978年统计，200兆瓦以上的大水电站有12座，其装机容量占水电总容量的29%；10-200兆瓦的中型水电站152座，占66%，是主力；10兆瓦以下的小水电站2136座，占5%.

瑞士在西欧联合大电网中占据着重要的位置，与相邻的奥地利、意大利、法国、德国有29条输电线路联网。基本上是夜间低谷时输入廉价电能，白天高峰时输出高价电能，丰水期有多余电能时也输出，总计输出多于输入。