海濱威尼斯水電城模式可行性分析

1.海濱威尼斯水電城介紹

這里我先大概介紹一下海濱威尼斯水電城概貌。下圖是俯瞰平面圖。四周黑漆漆的部分，是環(huán)城達二十米深的海洋水。綠點(diǎn)圓環(huán)部分，是高高矗立的大壩，布滿(mǎn)閃爍的霓虹燈。稍往里的間隔黑色環(huán)，是飛流直下的瀑布水道。再往里的閃光綠色部分，是發(fā)電大壩與水電城建筑用地的間隔區，這一區間有多種綠色植被，有燈光草坪。中間黑色區域，是城市建筑用地，也正是望海別墅區。

先解釋一下上圖。取之不盡的海洋水經(jīng)過(guò)寬大的下坡引水界面流過(guò)適當距離后至寬闊的圓環(huán)形大壩位置，海平面距大壩外側底端的高度20米，寬闊的大壩有許多個(gè)入水口和控水閘，可以對流經(jīng)的水量大小自由調控，大壩內側，人工向下開(kāi)掘的深達100多米的勢能水柱飛流直下（這個(gè)高度可以根據需要調整），利用機械能發(fā)電，像三峽電站那樣。我的水電城基本像下面描述的這種樣式：四面環(huán)水，有橋梁和小舟與陸岸往來(lái)，像世界水城威尼斯，可以發(fā)展房地產(chǎn)、旅游業(yè)、水產(chǎn)養殖業(yè)和創(chuàng )新文化產(chǎn)業(yè)。中間是大片城市建筑用地。面積至少在400平方公里以上，可以建望海別墅區，面積大小根據實(shí)際需要選定，相當于一個(gè)中等城市的面積。既是海濱水電城，也是旅游城市，到了晚上，霓虹閃爍，流光溢彩，簡(jiǎn)直是童話(huà)世界……我在向網(wǎng)友介紹本模式的時(shí)候，打算建地下電站，但考慮到地下電站發(fā)電量有限，而正規的機械能發(fā)電就用不完，更不需說(shuō)內陸湖泊了，因此，索性就省去了地下發(fā)電環(huán)節。

圖二  液壓千金頂原理

海濱威尼斯水電城，是一個(gè)圓形城市（這里是圓形的，其實(shí)方形或者其它形狀都可以），周?chē)亲o城河，深二十米左右，上面的圖只有六個(gè)水道，其實(shí)可以有很多很多個(gè)，完全是根據泄水量來(lái)決定進(jìn)水量，因為海水用不完，只要泄水系統足夠強大（本模式所講的單向閥水庫排水模式足夠強大，遠遠超過(guò)三峽等排水系統），將海洋水能轉變成勢能機械能發(fā)電，電能便用不完，像這樣的海濱水電城市，建設一個(gè)就能滿(mǎn)足全國各行各業(yè)的用電了。水電城的選址，最好靠近機場(chǎng)，為的是將來(lái)方便發(fā)展旅游業(yè)，為打造海濱旅游城市奠定交通便利的基礎。城市的中間地帶，可以建大片的望海別墅小區，搞房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)，那是后話(huà)了，暫且不講。

2.工作流程說(shuō)明

海濱威尼斯水電城縱向切面圖

海洋——引水工程——二十米深大壩——人造百米飛瀑，沿水道而下——水輪機機房——發(fā)電機組（電力外輸）——廢水排泄（千斤頂原理）——海底水庫——外力打擊系統持續排水——排水入海

工作流程說(shuō)明文字如下：

事先說(shuō)明一點(diǎn)：整個(gè)海濱水電城模式屬于全程自動(dòng)調控系統，各環(huán)節都能做到人工自由控制。工程全部在陸上進(jìn)行，即使稱(chēng)為“海底”的水庫也建在陸地上（如下圖），不過(guò)叫“海底水庫”而已，這樣為的是工程建筑方便容易，避免了因靠近大海土層滲漏給整個(gè)工程建設帶來(lái)巨大困難。海濱之畔建攔水分壩，壩垛之上安有千斤閘，以備工程未來(lái)出現故障需要維修時(shí)截流之用。

下面用一段流程文字介紹就是：

取之不盡的海洋水——經(jīng)寬大的適當距離的下坡引水界面——至一級坡度【約20米】控水閘（自由控制）——向下水位落差達上百米（利用水位差發(fā)電相當于很多個(gè)三峽電站）形成飛流直下的很多條瀑布——經(jīng)水輪機和發(fā)電機組完成發(fā)電——最后排水至入海水道，城市中心向海一側（匯入具有一定坡度的泄水主道，在外力千斤頂原理重型打擊之下順利入海，根據帕斯卡定律）——水流入海，可以無(wú)限循環(huán)使用【由量身定做的位于“海底”的巨型單向閥水庫排入海洋】

3.“海底水庫”并非真在海底，而在陸地上

“海底水庫”與大海連接圖

海濱水電城模式的各項要件都可以是動(dòng)態(tài)的，甚至包括大壩高度，都可以按我們人類(lèi)的理想去設計，這個(gè)模式給我們的條件真是太優(yōu)越了。為什么這么說(shuō)？眾所周知，大壩高度和入口水量是決定發(fā)電量的兩大核心要素。而在我這個(gè)模式里，這兩大要素都可以隨我們自由控制。我們可以設計大壩有100米的高度，也可以有200米的高度甚至更高（可以挑戰人類(lèi)向下挖掘的深度），這都不是大問(wèn)題，因為水庫可以如上圖一樣與大海相連，根據水平原理，排入一號區水庫就等于是排入了大海。對不對？（另外，下面將會(huì )提到很重要的一點(diǎn)，根據同等水深水的壓強相等原理，內外環(huán)境的壓強實(shí)際上抵消掉了，外力直接打擊成了排水的主動(dòng)力，這里暫且不提）。注意，一號區位置是海濱水庫區的海堤，上面多棱進(jìn)水口將大海與庫區連成一體，并且多棱口其實(shí)是一個(gè)大型高吊水閘裝置，如果水庫出了問(wèn)題，可以隨意關(guān)閘控制。這樣的設計，就使我們的大壩高度有了充分的彈性，因為無(wú)論大壩多高，水庫都可以比壩高更低，即使再低也沒(méi)有問(wèn)題，因為我們的水庫區與大海水面其實(shí)是連成一體的，并不是真的藏身海底。這意味著(zhù)什么？這意味著(zhù)，我們可以很好地解決土巖滲透這個(gè)大難題，可以在距離大海一個(gè)比較適當的位置上建設海濱水電城，距離的遠近完全由我們自己決定。是不是這樣呢？如此一來(lái)，我們也可以有大面積的水域搞水產(chǎn)養殖和旅游產(chǎn)業(yè)，甚至為望海別墅房地產(chǎn)大開(kāi)發(fā)營(yíng)造了優(yōu)美的水天環(huán)境基礎。

4.外力打擊型動(dòng)力模式（注射器排水模式）工作原理說(shuō)明

外力打擊型動(dòng)力模式，因與注射器原理相似，所以又叫注射器排水模式。

海濱威尼斯水電城模式的威力主要體現在兩個(gè)千斤頂的靈活運用上。第一，主泄水道按照千斤頂原理入海。第二，千斤頂原理打擊，如上圖。按照海水深度100米計算，此處的水壓是1MPA，而普通千斤頂一般來(lái)說(shuō)都有幾十MPA的擴力，非同一般。另外一個(gè)要素，今日時(shí)代起重機（主要是杠桿加滑輪原理）能輕松提起幾千噸位重量，如上圖所示的起重機就是4000噸級別。既有千斤頂擴力系統助力，又有起重機這個(gè)大力士，所以說(shuō)，一擊而空，絕不是什么困難的事！

海濱威尼斯水電城模式的成功之處在于很多個(gè)方面，其中最重要的幾點(diǎn)：第一，發(fā)電量巨大，收回成本快。第二，不像太陽(yáng)能、風(fēng)力等發(fā)電項目一樣，它幾乎不受天氣、泥沙、溫差等外部條件的影響。第三，幾乎是一勞永逸的。第四，綜合功能多，比如，旅游、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、水產(chǎn)養殖、創(chuàng )新文化等，確實(shí)是名副其實(shí)的“寶地”。

上圖的外力打擊動(dòng)力模式圖示，是一擊而空模式，它的作用原理其實(shí)還是內外環(huán)境的壓力差問(wèn)題，外力打擊動(dòng)力模式，使一切困難變得容易。一擊而空，可以做到需要多少力，便給多少力，供應遠遠大于需求，這對于外力打擊動(dòng)力模式來(lái)說(shuō)，并不是不可思議的事。當然，大家都知道了，海底100米處的水壓有多大嗎？每平米至少100噸。從理論上說(shuō)，確實(shí)是對的。但是根據同樣水深的水壓相等規律，即使水壓再大，內外環(huán)境的壓力大致相等，基本抵消掉了。為什么有些魚(yú)類(lèi)可以在海底幾千米的深處自由游泳而無(wú)任何問(wèn)題呢？這就說(shuō)明了一個(gè)內外環(huán)境的平衡問(wèn)題，事實(shí)上由于抵消的原因，幾乎不存在這個(gè)貌似泰山壓頂的問(wèn)題，或者根本不像網(wǎng)友想象得這么嚴重，這只不過(guò)是一個(gè)壓力差的問(wèn)題。當水庫滿(mǎn)水時(shí)，根據同等水深壓強相等原理，內外壓差其實(shí)是平衡的。退一步說(shuō)，即使沒(méi)有內外平衡抵消的存在，區區100噸，在一擊而空模式面前，也根本不算什么的。目前世界上已經(jīng)存在的最大起重機已經(jīng)達到輕松提起4000噸的重量，是我國產(chǎn)的。大家自己算一算，莫說(shuō)100噸，即使是1000噸，都可迎刃而解，又算什么呢？

外力打擊動(dòng)力模式，就像一個(gè)注射器，我們索性就叫它“注射器排水模式”吧。大家都知道，注射器的針筒都是密閉的，看了注射器以后，再來(lái)理解重力型打擊，就順理成章了。其工作情形如下：當打擊命令下達時(shí)，高壓氣室在外力（F1）作用下瞬間通過(guò)上活塞將壓縮氣體內能依據帕斯卡定律傳遞和擴大無(wú)數倍后猛力推向下活塞和介質(zhì)（氣體或液體），工作介質(zhì)【見(jiàn)注二】做功撐開(kāi)軟氣庫內的氣囊【見(jiàn)注三】，與氣囊彈性龍骨一起激力爆發(fā)，將水庫夾層的存水瞬間擠向大海；順利完成排水任務(wù)后，水庫入水口同時(shí)注水，夾層水量立增，水壓又瞬間增大，系統回收同時(shí)工作，像注射器完成注射又拉回針管至原位一樣，打擊裝置復位過(guò)程會(huì )自動(dòng)產(chǎn)生內吸力，工作介質(zhì)在雙重力量同時(shí)作用下，又縮回至原來(lái)的儲氣通道待命，等候下一輪打擊任務(wù)。這里大家要注意一個(gè)現象：密閉系統的氣體返回原位的過(guò)程，就像密閉針管將密閉池水（針管口在水位以下）吸進(jìn)針管一樣，沒(méi)有損耗，大家可以買(mǎi)個(gè)針管做一個(gè)這個(gè)實(shí)驗，工作介質(zhì)可以做到反復使用無(wú)損耗。

可是這個(gè)外力從何而來(lái)呢？請看上圖外力打擊型動(dòng)力模式。仔細分析過(guò)圖示以后，我們不難發(fā)現，所謂外力，這里是一個(gè)巨大的重物，重物的重量，與打擊力度正好相配，并且與密閉容器內的活塞成為了一體（注意：重物與上活塞成為一體非常重要，或者本身就是一體，或者將兩者捆綁為一體）。重物的上端用鋼索懸掛在起重機的動(dòng)滑輪吊索上，平時(shí)待命的時(shí)候，起重機施加一個(gè)向上的提升力，重物便被高高懸掛起來(lái)。重物和活塞的底下是壓縮氣體，都被封鎖在密閉容器內。如圖。上活塞一放一拉，下位水庫的氣囊就會(huì )一擴一縮，從而帶動(dòng)整個(gè)系統工作，整個(gè)排水工作就有條不紊地進(jìn)行了。

5.連排連注模式使系統排水速度遠遠大于注水速度

下圖是一個(gè)單庫“連排連注”模式示意圖，進(jìn)氣方向（紅色箭頭）可以與注水方向保持完全一致，順流而擊，這樣一來(lái)，就可以不關(guān)進(jìn)水口，只要保持一定節奏感和固定頻率的打擊就行了。水庫一滿(mǎn)立即打擊，一點(diǎn)兒不會(huì )耽誤連續注水，并且排水速度遠遠大于入水速度。

圖二十單庫“連排連注”模式示意圖

6.能量平衡分析

下面是一個(gè)草圖，很好地反映了海濱威尼斯水電城能量收支平衡。這個(gè)模式，大體可以看作一個(gè)連通裝置。根據連通原理分析，同種液體的連通裝置，對底部中心位置單向閥開(kāi)關(guān)的壓強只與高度有關(guān)，即使一邊看上去細如發(fā)絲，另一邊龐大如海也罷。在沒(méi)有外力G做千斤頂原理配合打擊的情況下，海水只是充滿(mǎn)該裝置，然后保持同等高度，保持靜止狀態(tài)。而本模式主要是依靠外力打擊完成的，所以，在水庫不停充滿(mǎn)，繼而固定頻率打擊的情況下，就打破了原來(lái)保持的連通平衡，海水就能不停地做循環(huán)運動(dòng)，注入大海。詳見(jiàn)圖示。這個(gè)能量平衡系統是遵守能量守恒定律的，能量的收支始終保持平衡，給這個(gè)系統不斷注入的外力（外能），顯然是質(zhì)量與動(dòng)量不停地做功，而這個(gè)平衡系統產(chǎn)出的恰恰是我們人類(lèi)社會(huì )需要的電力能源。是不是這樣？在這方面，瑟爾效能機是一個(gè)例子。這個(gè)永動(dòng)機之所以不能真正變成現實(shí)，在于機器需要外部能量的不斷輸入，沒(méi)有外部能量源源不斷地輸入，它自身系統是不可能實(shí)現自給自足的。一句話(huà)，永動(dòng)機與熱力學(xué)定律是死對頭，不能和諧共存。所以，在我的海濱水電城模式中，我一直強調外力的重要性，其意義也在于說(shuō)明，沒(méi)有外力（外能）就不可能真正實(shí)現。在這里，海濱水電城模式恰好是歷史上出現的永動(dòng)機的反面教材。

7.總結海濱水電城模式三大核心系統

下面我介紹一下海濱威尼斯水電城排水模式，其中主要有三大核心系統：

一、千斤頂入海發(fā)電系統。

二、形態(tài)各異的巨型海底單向閥水庫系統。

三、獨具特色的外力氣室（或液體）打擊系統。

8.社會(huì )意義

一 以三峽電站為例解釋為什么電能會(huì )用不完

下面，我援引三峽電站為例，以2014年我國全年用電總量數據，結合三峽電站年發(fā)電量來(lái)具體算一筆賬，然后再做更進(jìn)一步的分析。三峽工程是目前世界上最大的河川發(fā)電工程，也是陸上河流發(fā)電的偉大創(chuàng )舉，至今世界上再無(wú)第二個(gè)發(fā)電工程可與之相比。它的功能，除了發(fā)電之外，還有防洪、防旱、防澇、航運、灌溉等綜合功能，它和伊泰普電站每年都在爭奪發(fā)電總量世界第一的寶座。海濱水電城模式在正常排水狀態(tài)下，排水速度是遠遠超過(guò)入水速度的，因此水庫無(wú)論多大，都可以做到連排連注（前面連排連注圖示是單庫連排連注之一種，當水庫水滿(mǎn)以后，自動(dòng)進(jìn)行外力打擊型排水，瞬間即成，再繼續注水?？梢杂泻芏喾N樣式（也可以多建水庫，順序移動(dòng)打擊排水，但較麻煩些，不如這種好），最終挑戰的是人類(lèi)社會(huì )的制造能力。當然整個(gè)電站只有一個(gè)水輪機和一個(gè)水庫的情形是難以存在的，也沒(méi)必要。在人類(lèi)制造能力還很有限的時(shí)候，可以用數量來(lái)彌補制造能力的缺陷。但因其空前強大的排水能力，電能用不完是必定無(wú)疑的。單向閥水庫的排水力度之所以空前強大，其原因，一個(gè)是連排連注模式，另一個(gè)是向海的排水閘門(mén)巨大，如論文中【見(jiàn)注三】提到的“球拍”出水口，有的達幾十米高，并且每天每時(shí)都在排水，是全天候的排水水庫模式。

2014年我國全年用電總量達到55233億度，按全國13億人口計算，平均每人每年用電量達到4249度，平均每人每月用電量達到354度。當然這里面包括了工業(yè)用電，如果只按生活用電，肯定達不到這個(gè)數字。再看一看能源生產(chǎn)情況。一個(gè)三峽電站就能照亮半個(gè)中國，因此三峽電站素有“照亮半個(gè)中國”的美譽(yù)，這個(gè)也應該只是指居民生活用電而言。據能源網(wǎng)站報道，2014年三峽一年生產(chǎn)電量高達1000億度，位居全球第一。如果我國有55個(gè)三峽電站生產(chǎn)的電力，就足夠全國用電之用，包括了生活用電、工業(yè)用電全部在內的用電量。1000億度*55個(gè)=55000億度。據新聞報道，2014年我國全年生產(chǎn)電量高達55233億度，正好與55個(gè)三峽電站的生產(chǎn)電量大體相當。一個(gè)三峽電站共裝水輪機32臺70萬(wàn)千瓦級別的，1000億度/32臺=31億度，也就是一臺水輪機年產(chǎn)電量達31億度，照此計算，一個(gè)400平方千米的中型海濱威尼斯水電城，需要裝多少臺70萬(wàn)千瓦級的水輪機才能解決2014年全年用電量？55233億度/31億度=1782臺。答案就是1782臺。也就是說(shuō)，只要海濱威尼斯水電城裝了1782臺水輪機，就能解決我國全年所有用電。按一個(gè)中型海濱威尼斯水電城周長(cháng)80千米計算，80000米/1782臺=44米。也就是說(shuō)，平均44米的長(cháng)度才安裝一臺水輪機。這樣的密度，也太松弛了。按常理來(lái)算，可以增加一倍數量，即1782*2=3564臺。這樣也還顯松弛。因為還要平均22米才裝一臺。但這樣的話(huà)，像一個(gè)400平方千米的中型海濱水電城，一年就能生產(chǎn)10萬(wàn)億度以上（確切地說(shuō)，達到110466億度，這還是按三峽全年并不是全時(shí)段發(fā)電來(lái)計算的）的電量還顯綽綽有余。這還只是粗略的計算，實(shí)際情況是一條入水水道可以串聯(lián)好幾臺水輪機，實(shí)際發(fā)電量又擴大了好幾倍??！大家說(shuō)，是不是這樣？世界統一使用清潔能源，離我們人類(lèi)社會(huì )還很遠嗎？能源用不完模式在向整個(gè)人類(lèi)社會(huì )發(fā)出挑戰：人類(lèi)的制造能力到底有多強大？……無(wú)論怎么說(shuō)，能源用不完模式，就是挑戰人類(lèi)制造能力的極限！你有多大本事，就使多大本事。能源用不完模式，需要制造業(yè)專(zhuān)家的通力合作，直到達到最理想的程度……

二 電能的用不完導致其它行業(yè)的革新與重大意義（能源用不完模式）

電能的用不完，從某種意義上說(shuō)，也就意味著(zhù)它的所有轉化能源都用不完。如上電能轉化圖。電能是指“電以各種形式做功(即產(chǎn)生能量)的能力。用電器是利用電能進(jìn)行工作的裝置。它與電源連接后可將電能轉化為我們所需要的能。電能被廣泛應用在動(dòng)力、照明、冶金、化學(xué)、紡織、通信、廣播等各個(gè)領(lǐng)域,是科學(xué)技術(shù)發(fā)展、國民經(jīng)濟飛躍的主要動(dòng)力。”（引自百科）

電轉成光，意味著(zhù)"人造小太陽(yáng)"真正變成現實(shí)，就意味著(zhù)光合作用的潛力無(wú)窮無(wú)盡（光合作用主要靠?jì)煞N光：紅光與藍光,由于電能的充足，最終人類(lèi)可以提供充足強度和波長(cháng)的光源和光照條件），糧食的種類(lèi)不斷增加（因為以前條件不具備，有些種類(lèi)就生長(cháng)不起來(lái)），糧食產(chǎn)量成倍增加，各種農、林、牧、副、漁產(chǎn)品也成倍增加，甚至用不完，前景無(wú)限……電轉化成熱能和冷能，意味著(zhù)人們不再懼怕嚴寒，也不再懼怕酷暑，電轉化成機械能，意味著(zhù)超大型電動(dòng)機械批量出現……網(wǎng)友可以自己去分析，其中意義無(wú)窮，電能的用不完，對人類(lèi)社會(huì )的影響絕不只是電能本身。

注：我這里所說(shuō)的“人造小太陽(yáng)”不是核聚變，而是類(lèi)似于太陽(yáng)一樣發(fā)光、照明、散發(fā)熱力的裝置。其發(fā)光、照明和散發(fā)的熱量更加適宜人類(lèi)、植物和動(dòng)物的生存發(fā)展，是人類(lèi)服從客觀(guān)規律，可以做到自由調控的、由電力做動(dòng)力能源的發(fā)光散熱源。從此，光合作用，可以不受天氣變化、白天黑夜等等的限制了。一個(gè)是由此產(chǎn)生的時(shí)間利用問(wèn)題，一個(gè)是土地利用率問(wèn)題，僅這兩大問(wèn)題的解決就能解決世界糧食和各種農副產(chǎn)品問(wèn)題了。目前世界上很多土地閑置，都是因為冬天太長(cháng)，長(cháng)不了莊稼和各種農產(chǎn)品……

結論

海濱威尼斯水電城，又叫千斤頂入海發(fā)電模式、能源用不完模式、正規軍發(fā)電模式。本模式的基礎是千斤頂原理入海系統。外力打擊型動(dòng)力模式與海底單向閥水庫完美結合，共同組成的外力打擊排水系統是非常強勁有力的，像重炮打擊一般，滿(mǎn)庫的海水1-2秒鐘便能排入大海是不難做到的?？梢哉f(shuō)，只輔助動(dòng)力排水系統，就足成大用，有足夠能力完成瞬間排水入海的任務(wù)，而主系統千斤頂原理入海的巨大動(dòng)力幾乎可以忽略不計了。強大的排水力度，連排連注的連軸效能，使海濱威尼斯水電城威力無(wú)比！使人類(lèi)社會(huì )能夠實(shí)現能源用不完??！最終人類(lèi)社會(huì )挑戰的不是海底水庫的排水能力，而是人類(lèi)的制造業(yè)——能不能制造更大功率的水輪機？能不能制造更大排水功能的水庫？這些都成了挑戰，挑戰人類(lèi)社會(huì )的制造業(yè)。當然，在制造能力還很有限的時(shí)候，是可以通過(guò)增加數量彌補其不足。海濱水電城模式是具有普遍適用性的能源生產(chǎn)模式，是可以無(wú)限復制的。

綜上所述，海濱威尼斯水電城，沒(méi)有江河大壩發(fā)電的種種缺點(diǎn)，卻有比其大得多的優(yōu)勢和利益，是人類(lèi)社會(huì )光明的未來(lái)。

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