武汉市可再生能源资源可利用潜力

武汉市可再生能源资源可利用潜力

童明德

1 地下水资源量

1.1 地下水资源量评价参数

地下水资源量评价主要采用地下水资源量、地下水可开采量和地下水开采资源模数三个参数。

（1）地下水资源量

地下水资源量是指有长期补给保证的地下水补给量的总量。本区地下水资源量主要由大气降水入渗补给量、长江、汉江的渗入补给量、相邻含水岩组地下水的越流补给量和侧向径流补给量四种组成。

（2）地下水可开采量

地下水可开采量是指在经济合理的条件下，不发生因开采而造成地下水位持续下降，水质恶化、地面沉降等环境地质问题，不对生态环境造成不利影响的，有保证的可开采地下水量。

（3）地下水开采资源模数

地下水开采资源模数在不使开采条件恶化、不致引起严重环境地质问题的条件下，单位时间允许从单位面积含水层中抽出的最大水量，数值上等于地下水可开采量除以开采区面积。

1.2 地下水水资源量

武汉市地下水资源量46234×104m3／a，各区资源量详见表1-1。

表1-1 武汉市区地下水资源量分布表

注：碎屑岩类裂隙含水岩组富水性差，不参与计算；以主城区地域为主计算。

1.3 地下水可开采量

武汉市地下水可开采量44179×104m3/a，各区分布见表1-2。

表1-2 武汉市地下水可开采量、可开采模数一览表

1.4 地下水开采资源模数

根据武汉市地下水资源计算成果，按本区地下水资源开采模数大小划分为五个区，即开采资源模数＞40×104m3／km2.a (A)，开采资源模数30-40×104m3／km2.a (B)，开采资源模数20~30×104m3／km2.a(C)，开采资源模数10-20×104m3／km2.a (D)，开采资源模数＜10×104m3／km2.a (E)。

亚区则根据同一区内地下水开采资源模数的大小，并结合不同地质类型来划分。将本区地下水开采资源模数＜10×104m3／km2.a (E)区内又划分为五个亚区，即E1，E2，E3，E4，E5。分区情况见表1-3。

表1-3 武汉市区地下水开采资源模数分区表

1.5 地下水开发利用分区

武汉市地下水开采可分为2个地下水禁采区，面积25.85 km2；8个地下水限采区，面积1244.24 km2；15个地下水开采区，面积3103.27 km2，如表1-4所示。

表1-4 武汉市区地下水开采分区表

1.6 地下水热能可利用程度 1.6.1 可利用程度分析方法

地下水中赋存的大量热能，根据能量守恒原理，其可利用程度采取下面公式进行计算。

T c G Q p ∆⨯⨯= （1-1）

式中，Q —地下水中赋存的热（冷）量，kJ/a ；

G —地下水流量，kg/a ；

△T —地下水进出口温差，℃。

()1+⨯=c c c COP COP Q Q （1-2）

式中，Q c —地下水中赋存的可利用冷量，kJ/a ；

COP c —制冷系数。

()1-⨯=h h h COP COP Q Q （1-3）

式中，Q h —地下水中赋存的可利用热量，kJ/a ；COP h —制热系数。 1.6.2 地下水热能利用潜力分析

根据表3-5所列武汉市区地下水开采分区表统计数据，除掉两个禁采区的可开采水量、可开采区的地下水可开采总量加上限采区总量，武汉市城区每年可开采利用的地下水总量为38760×104m 3/a ，如果全部作为建筑物地源热泵集中空调系统冷热源利用，按一年平均使用180天、一天使用10个小时，每万米建筑面积需要80m 3/h 的热源井流量进行预估，则在完全不回灌的条件下，武汉市每年靠地下水中储藏的浅层地温能可供2691.67万平方米建筑制冷供暖；如果平均回灌率在80%（实际消耗地下水量20%），则可供13458.35万平方米制冷供暖；如果达到100%回灌，理论上不存在可采用建筑面积的限制，而是受地下水地源热泵项目的间距、项目所在地地下水资源条件的影响为主。

上述估算，是对可利用总量的预估，实际开发利用过程中，考虑到道路、建筑物分布、沿江地带的限制等，可应用规模可能会有适当减少。 1.7 地下水地源热泵开发利用原则

针对地下水地源热泵技术在利用地下水时需取水和回灌，在此过程中可能引发诸如水质下降、地下水污染、地面沉降或塌陷的环境地质问题以及热源井的热干扰问题，依据“在保护中开发，在开发中保护”的方针，应严格执行“统一规划，合理布局，严格审批，适度发展”的开发利用原则，减少地源热泵技

术应用对地质环境的影响。 2 地表水资源量

武汉市位于长江、汉江交汇处，区内江河纵横，湖泊密布，地表水资源丰富。全市共有大小湖泊166个，合计面积780平方公里左右，湖泊中地表水资源19.5亿立方米.。从武汉市过境的水资源则更加丰富，年平均水资源总量可达7122亿立方米，是武汉市本地区湖泊水资源总量的365倍，其中从长江、汉江过境的水资源总量年平均7047亿立方米，从府河过境的水资源总量年平均36.36亿立方米。水资源在年际和季节上分布也是很不均匀，以从长江过境的水资源为例，丰水年过境的水资源总量可达9045亿立方米，枯水年只有5659亿立方米，夏、秋季占70%，冬、春季只占30%。 2.1 可利用程度分析方法

地表水中赋存的大量热能，根据能量守恒原理，其可利用程度采取下面公式进行计算。

T c G Q p ∆⨯⨯= （2-1）

式中，Q —地表水中赋存的热（冷）量，kJ/a ；

G —地表水流量，kg/a ；

△T —地表水进出口温差，℃。

()1+⨯=c c c COP COP Q Q （2-2）

式中，Q c —地表水中赋存的可利用冷量，kJ/a ；

COP c —制冷系数。

()1-⨯=h h h COP COP Q Q （2-3）

式中，Q h —地表水中赋存的可利用热量，kJ/a ；

COP h —制热系数。