水能是蕴藏于河川和海洋水体中的势能和动能，是洁净的一次能源，用之不竭的可再生能源。我国水力资源丰富，根据最新的勘测资料，我国水能资源理论蕴藏量达6．89亿kW，其巾技术可开发装机容量4．93亿kW，经济可开发装机容量3．95亿kW，居世界首位。截至2012年底，全国总装机容量为11．4亿kw，其中水电装机容量突破2．49亿kW，占全国总装机容量的21．83%。
水电站是将水能转变成电能的工厂，其能量转换的基本过程是：水能一机械能一电能。图1—1所示是水电站的示意图。
在河川的上游筑坝集中河水流量和分散的河段落差，使水库1中的水具有较高的势能，当水由压力水管2流过安装在水电站厂房3内的水轮机4排至下游时，带动水轮机旋转，水能转换成水轮机旋转的机械能；水轮机转轴带动发电机5的转子旋转，将机械能转换成电能。这就是水力发电的基本过程。
水的流量和水头(上下游水位差，也叫落差)是构成水能的两大因素。按利用能源的方式，水电站可分为：将河川中水能转换成电能的常规水电站，也是通常所说的水电站，按集中落差的方法它又有三种基本形式，即坝式、引水式和混合式；调节电力系统峰谷负荷的抽水蓄能式水电站；利用海洋能中的水流的机械能进行发电的水电站，即潮汐电站、波浪能电站、海流能电站。
水力发电主要有以下特点：
(1)水能是可再生能源，并且发过电的天然水流本身并没有损耗，一般也不会造成水体污染，仍可为下游用水部门利用。
(2)水力发电是清洁的电力生产，不排放有害气体、烟尘和灰渣，没有核废料。
(3)水力发电的效率高，常规水电站的发电效率在80%以上。
(4)水力发电可同时完成一次能源开发和二次能源转换。
(5)水力发电的生产成本低廉，无需燃料，所需运行人员较少、劳动生产率较高，管理和运行简便，运行可靠性较高。
(6)水力发电机组起停灵活，输出功率增减快，可变幅度大，是电力系统理想的调峰、调频和事故备用电源。
(7)水力发电开发一次性投资大，工期长。如三峡工程，1994年12月开工，2003年7月第一台机组并网发电。
(8)受河川天然径流丰枯变化的影响，无水库调节或水库调节能力较差的水电站，其可发电力在年内和年际问变化较大，与用户用电需要不相适应。因此，一般水电站需建设水库调节径流，以适应电力系统负荷的需要。现在电力系统一般采用水、火、核电站联合供电方式，既可弥补水力发电天然径流丰枯不均的缺点，又能充分利用丰水期水电电量，节省火电站消耗的燃料。潮汐能和波浪能也随时间变化，所发电能也应与其他类型能源所发电能配合供电。
(9)水电站的水库可以综合利用，承担防洪、灌溉、航运、城乡生活和工矿生产用水、养殖、旅游等任务。如安排得当，可以做到一库多用、一水多用，获得最优的综合经济效益和社会效益。
(10)建有较大水库的水电站，有的水库淹没损失较大，移民较多，并改变了人们的生产、生活条件；水库淹没影响野生动植物的生存环境；水库调节径流，改变了原有水文情况，对生态环境有一定影响。
(11)水能资源在地理上分布不均，建坝条件较好和水库淹没损失较少的大型水电站站址往往位于远离用电负荷中心的偏僻地区，施工条件较困难并需要建设较长的输电线路，增加了造价和输电损失。
我国河川l水力资源居世界首位，不过装机容量仅占可开发资源的25%左右，作为清洁的可再生能源，水能的开发利用对改变我国以煤炭为主的能源构成具有现实意义。但是，我国的河川水能资源的70%左右集中在西南地区，经济发达的东部沿海地区的水能资源极少，并且大规模的水电建设给生态环境造成的灾难性影响越来越受到人类的重视；而我国西南地区有着极其丰富的生物资源、壮观的自然景观资源和悠久的民族文化资源，相信在不久的将来，大规模的水电开发会慎重决策。
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