水电站发电时下泄的水流仍含有巨大的动能为什么不能再次用于发电？
请注意水电站里的水万马奔腾式的下泄是在放水，并没有用来发电 。
水电站不仅仅是在汛期的时候才会开闸泄洪，开闸放水对于水电站来说是一件常见的事情 。比如下游干旱、下游航运、下游供水、库容到达临界点、上游需要释放库容进行基础建设、排沙等等 。所以会有人误以为放水就是在发电，白白浪费水流中所蕴含的巨大的动能，其实平常水电站放水的时候开几道闸门、泄多少水都是有严格的执行依据，毕竟水发出来的电就是钱，没有人会跟钱过不去 。
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从引水管道流过水轮机里的水，绝大部分的重力势能和动能都被水轮机榨干了 。
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水力发电的利用率高达92%~96%左右，损失的4%~8%有流道损耗、机械损耗，尾水动能损耗是微乎其微的，发电产生的尾水水流速可谓是娟娟细流 。尾水也不可能做到零流速，要不然流到哪里去？当前的技术已经到极限了，尾水已经不具备发电的价值 。
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这时很多人就要问：既然尾水没有发电价值，为什么同一条河还有那么多水电站？
一个水库、一个大坝的下游如果落差很小，基本是平坦的，那它就不具备建设梯级发电站的条件 。
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水之所以能用来发电是由于自高而低的过程中，将重力势能转化为了流动的动能，这也就是为什么瀑布的水是湍流之下的，而平坦的平原地区水是缓缓流动 。
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水力发电的基本过程是：从水库或者河流较高处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机旋转，将水的动能转变为机械能，水轮机再带动发电机旋转，发电机内的线圈通过切割磁场将机械能转变成电能，然后经过升压进行远距离输电，将电能送到负荷中心后，再降压供给工业和居民用电 。
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我们也并不需要担心水有一天会用光，因为地球的水资源是一个自循环的过程 。地球是一个名副其实的蓝色水世界，海洋面积占了71%，而陆地的面积占了29%，这还没有算到陆地上的这些江河湖泊的面积，算上的话，地球的水域面积就占比更大了 。
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地球表面的水因为阳光的照射，吸收热能，由液态转变为气态，逐步上升到大气中，当然植物的蒸腾作用也会给大气中带去大量的水 。气态的水分子上升至高空后逐渐凝结成云，云在气流的作用下搬运至内陆，凝结到一定程度最终产生降雨 。在地表的降雨通过江河湖泊的地表径流流回了大海，而渗透到地下的水，也最终通过地下径流流回到大海中 。所以水力发电才被誉为可再生的清洁能源，这个过程并不会产生污染和不可再生资源的消耗 。
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水力发电相比于火力发电就要强上太多了
火力发电站需要靠燃烧化石燃料（煤、天然气等）来产生热能，再通过各种旋转机械将热能转换为机械能 。火力发电站发电会带来许多其他副产物，并产生诸多的环境影响 。火力发电站的能量转换率不超过45%，但目前没有哪个国家能完全有办法摒弃火力发电站，因为太阳能发电、风力发电、水力发电都是要看天吃饭，比如水力发电站遇到旱季枯水期能发出来的电就少 。
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初中的物理课已经告诉我们了，任何一种能量的相互转化都不可能是100%，在转化的过程中总会以其他形式的能量流失 。所以想要将水的动能完全用于发电一丁点都不浪费是不可能的 。
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其他网友观点水利发电首先考虑的是效率，直白一点说就是发的电够投入的成本 。
题主提出的意思是指已经通过第一级发电机组的水为什么不再附近二次利用主要有以下几个因素造成的：
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1.由于已经经历过一次发电过程，水在高处的势能已经得到了一定的释放，部分转化为电力 。虽然流出的水仍有一部分能量 。但是想要转化他花费巨大 。首先要克服的就是巨大冲力带来的叶轮冲击 。其次还要考虑二次利用机组的安装问题 。三是在一级发电过程中已经考虑效率问题，而主要的科技力量也考虑在一级发电 。
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不仅如此，泻出的水还可以起到冲刷、清洗河道作用，避免淤积 。
2.实际上对于发电之后的水的二次利用，我们一直在进行 。但是不是在一次发电机组附近安装，而是在下游 。一方面是考虑一次发电机组与二次发电机组之间的发电间距，对电网的压力 。另一方面积累下游水量，再一次达到营收平衡点之后才进行 。这样不仅有利于水资源利用 。更加适合调峰蓄洪等功效 。
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3.水利发电站，建设初期已经充分考虑效率，投入地质等问题 。与其挖掘二次使用，不如在一次发电时充分考虑 。所以虽然一次发电后水还有一部分的能量，但是不是立即进行收集 。而是到下游某个特定区域再次建立水坝，拦截进行发电 。这无论是在经济效益上，还是在生态效益上，都有充足的考虑 。
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我们知道建立一个水电站，基础建设投入是巨大的，尤其是在坝体、生态等方面的投入尤其巨大，所以长效发电才是需要考虑的问题 。
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能一次性解决利用效率问题绝不进行第2次，所以主要的公关都在一次使用效率上 。比如采用更好的发电机组，优化输出路线，综合管理水资源才是要关注的重点 。
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而对下游水量的监测，。再次建立发电站也是在重点考虑之中 。总之发电本身考虑的是经济效益，如果投入过大，收益过小不如不做 。
其他网友观点理论上是可以利用从水电站排出的水再次发电 。毕竟小型水电站的水流可能还没有大型水电站流出的水流大 。（首先这是理论情况）
但是为什么国内的大坝不采用这种多级的发电方式呢？这就要从原理上面说明白这个事情 。
说到这个，需要详细地聊一下水电站发电的原理 。
1、咱们先来看一下水电站的情况水的势能和动能，怎么转化成电能
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水电站能量转化
从天然的水能（这不是一个严谨的物理学概念，只是用来好理解），向电能转化 。必须要经过一个重要的设备：水轮机 。
这就是咱们要讲的重点了：什么样的水能可以使用什么功率的水轮机？如果水能不够大，使用水轮机是不是转化效率就不高了 。
好了，咱们来上重点了 。
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水轮机发电机组原理
我们都知道水电站的大坝都比较高 。比如三峡水电站大坝高达185米 。这个高度是最大高度，理论上雨季来临的时候，最大洪水时期的蓄水也比这个要低，蓄水位最大高度是175米 。
从上面图其实可以明确看到，水电站的进入水轮机的开口，也就是V1，其实是要低于常规蓄水水位的 。
然后在重力作用下，水有势能，水轮机安装的位置还要比开口的水位要低一些 。
2、水电站的核心：水轮机水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械,是水电站的动力设备之一 。
水力发电有一个公式：
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水轮机的功率
这是一个简化后的公式，比较适合我们理解水电站的水轮机受到哪些因素的制约 。
通俗的解释：
H表示水头，就是水电站上、下游水位的差值 。上游水位减去下游水位称毛水头 。毛水头减去水头损失，称净水头 。水头损失是指上游水流由取水口(前池或调压井处)经高压管道至蜗壳进口断面这一过程中的局部水头损失和沿程损失之和 。（也就是上下的水位差）Q表示通过水轮机的流量，流量我们都知道，跟压力和横截面积有关系，也就是说，管道的宽度越大，大坝水位越高，那么Q就越大 。（通俗地说就是，可以推动的水轮机的叶轮大小，是这个地方确定的）水轮机的效率，这个类似于发动机的功率，不同的水轮机结构不同，效率也不相同 。但是相差并不会非常大 。（用通俗的解释就是，水轮机可以将多少机械能转化为电能，用50%，60%，这种系数表示）3、先聊聊水轮机的分类，再说一下水轮机的工作效率 。水轮机分类：根据水流能量的转换特征，水轮机分成两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机 。
1、反击式水轮机特征：转轮的叶片为空间扭曲面,流过转轮的水流为连续的有压流，而且在同一时间内,所有转轮叶片之间的流道都由水流通过,积水流充满转轮室 。
反击式水轮机原理：水流通过转轮叶片时,水流流速的大小、方向均发生变化,因此动量也发生了改变，水流产生反作用力，作用与每个转轮叶片，使转轮产生旋转力矩,从而做功 。
反击式水轮机按转轮区内水流相对于主轴流动方向的不同可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式 。
（1）反击式水轮机之一——混流式水轮机：水流沿转轮的径向进入，轴向流出 。
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混流式水轮机结构图
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混流式转轮
水流沿转轮的径向进入，轴向流出 。应用水头范围较广，约为20～700m 。单机容量：几万kW～几十万kW 。国内的刘家峡水电站就用的是这类水轮机 。
刘家峡水电站，混凝土重力坝，最大坝高147米，长204米，顶宽16米 。大坝总长840米 。
（2）反击式水轮机之二——轴流式水轮机：水流在导叶和转轮之间由径向流动转变为轴向流动,而在转轮区内保持轴向流动 。
轴流式水轮机，类似于我们常见的风扇叶片，同轮船的推进叶轮也非常相似 。
这种水轮机用于中低水头.大流量水电站 。应用水头为3～80m 。
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轴流转桨水轮机结构图
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轴流式轮转的大小
（3）反击式水轮机之三——斜流式水轮机：水流经过转轮时是斜向 。
转轮叶片随工况变化而转动，由轴流转桨式改进而来，高效率区广 。适用水头为40～200m 。在大中型水电站中使用。
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斜流式水轮机
（4）反击式水轮机——贯流式水轮机：水流平行于主轴，从进口到尾水 。一贯而过 。
是流道近似直筒状的卧轴式水轮机 。不设引水蜗壳 。转轮和轴流式的转轮相同，只是主轴装置呈水平或倾斜 。这种水轮机的特点：结构紧凑，所需空间小，适用装置在地下或坝内 。适用水头为1～25m,适用低水头、大流量的河床式水电站 。
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灯泡贯流式水轮机
2、冲击式水轮机
利用水流的动能来做功的水轮机为冲击式水轮机 。这类水轮机由喷管和转轮组成 。
压力钢管的高压水流经喷管和喷嘴转变为高速自由射流 。该射流(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动 。在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部 。
按射流冲击转轮的方式不同可分水斗式、斜击式和双击式 。
这类水轮机，常常用在超大型水电站，适合用在小型水电站 。他的核心在于水流速度高 。
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切击式水轮机
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切击式水轮机转轮形式
这其中还有斜击式水轮机，双击式水轮机，我们就不再详细介绍了 。原理跟上面的类似 。
因此，水轮机常见的功率分类常见的是：
水轮机大、中、小型的划分：
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水轮机功率
那么接下来，就聊聊水轮机的整体功率影响因素？我们再把，水轮机的功率功率公式拿过来再看一下 。
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水轮机功率公式
这里面有两大变量：Q，H，这两个数据是根据不同水电站的情况，会带来不同的数据 。
尤其是H（水头），水坝蓄水变化，他也就变化 。
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【水电站发电时下泄的水流仍含有巨大的动能为什么不能再次用于发电？】水能计算
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水轮机发电机组原理
我们简化一下，常见的大型水电站，主要使用的是水的势能 。对于势能来说，尽量的提高进入水轮机的速度，降低出水口的速度，就是最大的利用势能 。
但是提高水轮机的进入轮转叶片的速度，势必要水轮机高度要降低 。也就是说，让上面H这个等式更大的方式是，增加Va，而不是减小Vb的大小 。
1、这里可以看到，一个水坝，如果想要发挥尽量大的经济价值，最好是在一个高低差的水能变化中，将水轮机把水能尽量的转化为机械能，再转化为电能 。
2、由于每一个水轮机都有损耗，自然地河流一定是有旱季，如果旱季时期，水头不够大 。如果采用串联两个水轮机，很容易都发挥不出应用的效率 。
3、最终出水口需要一定的流水，以水平的方式，将水泄出 。这种方式是让冲击水流尽量的远离大坝的根部，避免长久冲击，造成大坝底部损坏 。
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水坝出水口
4、此外，为了提高水轮机的效率 。一般情况下，都尽量的增大水轮机的叶轮 。毕竟从水轮机的机械能角度来说，转速越大，功能越大，产生机械能就越大 。（当然不能无限增大）
水轮机的物理性制约条件：
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水轮机的机械能影响因素
水轮机就是发电机 。为了方便大家理解，我们用通俗的话来说，如果水轮机的大小不变，那么转得越快是不是发电越多？这肯定是 。
但是水轮机的转速并不是无限制升高 。因为定子和转子的磨损，要求他不能无限制地升高转速 。既然转速到达一定的高速就上不去了 。那么我们增大水轮机的线圈数，这就是相当于切割了更多的磁场吗？
所以，我们经常看到的水电站的水轮机，一般都是比较大 。将水轮机做得更大，线圈更多需要技术，将水轮机的额定转速最高需要的技术壁垒也很高 。
从经济型来说，大水电站用超大型水轮机，保证转速在低转速，可以长久使用 。
这种超大型水轮机，也没有办法再利用上一个水轮机喷出来的水了 。因为已经无法有效地发挥出水轮机的效率了 。
我们常见的那种无速度从大坝上面流下来的水，那是泄洪口放出的水 。
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上面是泄洪口，下面是发电的水出口
总结来说：大型水电站从经济的角度讲没有必要利用上一个水轮机发电后的水流 。同时水坝的结构设计也要求流出去的水不能是无速度的流出 。
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