武汉市可再生能源资源可利用潜力讲解.docx
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武汉市可再生能源资源可利用潜力讲解
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
行政区
含水岩组
面积（km2）
地质时代
位置
地下水资源量
104m3/a
武昌城区
209.31
Q4
徐家棚地区
1290
武钢—胡家墩
2587
白沙洲地区
875
C—T
白沙洲至武汉工程大学、中医学院—苏家墩
278
汉口城区
101.03
Q4
汉口城区
2981
汉阳城区
37.28
Q4
黄金口地区
560
鹦鹉洲地区
638
C—T
鹦鹉洲、太子湖
78
东西湖区
468.48
Q4
慈惠墩—走马岭—辛安渡
3997
Q3
东流港—三店农场
367
N
东流港—水岗
259
蔡甸区
（含汉南区）
764.6
Q4
蔡甸—柏林
1600
Q4
成功—汉南
9994
C—T
新农—军山
2059
江夏区
715.4
Q4
大新口
2357
C—T
纸坊
4480
黄陂区
1389.93
Q4
城关—五通口
1776
N
滠口—武湖农场
326
C—P
滠口—刘店
280
Ptq
黄古石—牛头山
330
Pt
蔡店—城关
1846
新洲区
687.33
Q4
滨江区
4311
Q4
举水、倒水、沙河流域
2965
合计
4373.36
46234
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
行政区
位置
地下水可开采量
（104m3/a）
地下水开采资源模数
（104m3/km2.a）
武昌城区
徐家棚地区
1146
20.75
武钢—胡家墩
2505
28.64
白沙洲地区
378
17.34
白沙洲至武汉工程大学、
中医学院—苏家墩一带
278
7.38
汉口城区
汉口城区
2981
29.51
汉阳城区
黄金口地区
558
58.25
鹦鹉洲地区
237
36.02
鹦鹉洲、太子湖
78
7.38
东西湖
慈惠墩—走马岭—辛安渡一带
3692
12.26
东流港—三店农场一带
367
3.01
东流港—水岗一带
259
5.69
蔡甸区
（含汉南区）
蔡甸—柏林
1600
37.38
成功—汉南
9873
22.30
新农—军山
2059
7.38
江夏区
大新口
2223
20.51
纸坊
4480
7.38
黄陂区
城关—五通口
1642
11.79
滠口—武湖农场
326
2.26
滠口—刘店
280
7.38
黄古石—牛头山
330
36.13
蔡店—城关
1846
1.68
新洲区
滨江区
4237
18.37
举水、倒水、沙河流域
2804
6.14
合计
44179
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
区
亚区
开采资源模数104m3／km2.a
地貌单元
含水岩组
代号
分布位置
A
＞40
河谷平原
[Q4]
主要分布在长江、汉江一级阶地前缘、心滩，东西湖新沟镇至市政府沿江一级阶地前缘、汉阳水源地黄金口地段，徐家棚及武钢水源地一级阶地前缘。
B
30-40
[Q4]
主要分布在白沙洲水源地前缘，汉口中心城区一级阶地中部。
C
20-30
[Q4]
主要分布在汉阳水源地鹦鹉洲地段，徐家棚、武钢水源地中心地段及汉口水源地后湖地段及东西湖区吴家山以南地段。
D
10-20
[Q4]
主要分布于东西湖走马岭地区,汉口、武钢水源地一级阶地后缘。
E
E1
＜10
河谷平原
[Q4]
长江、汉江一级阶地东西湖区中心地段
E2
河谷平原
[Q3]
长江、汉江二级阶地东西湖区径河农场、金口、东西湖养殖场等。
E3
河谷平原
[N]
分布于东西湖区柏泉农场。
E4
丘陵
[C2-T1]
主要分布在鹦鹉洲、太子湖-白沙洲、武汉工程大学、中医学院-苏家墩一带呈多条狭窄条带隐伏碳酸盐岩分布区
E5
河谷平原
[Q3-Q4]
东西湖区辛安渡农场及东山农场。
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25.85km2；8个地下水限采区，面积1244.24km2；15个地下水开采区，面积3103.27km2，如表1-4所示。
表1-4武汉市区地下水开采分区表
开采
分区
行政区
名称
编号
面积
（km2）
开采
层位
地下水可开采量（104m3/a）
地下水限制开采量
（104m3/a）
限采原因
地下水
禁采区
武昌
陆家街—毛坦港
Ⅰ1
15.34
T
禁采
岩溶地面塌陷
汉阳区
中南轧钢厂
Ⅰ2
10.51
C—T
禁采
岩溶地面塌陷
地下水
限采区
东西湖区
东流港—三店农场
Ⅱ1
122
Q3
367
122
地下水位降落漏斗；液体矿产
东流港—水岗
Ⅱ2
45.48
N
259
86
液体矿产
武昌
白沙洲—武汉工程大学、中医学院—苏家墩
Ⅱ3
37.66
C—T
278
93
开采潜力小
汉阳区
鹦鹉洲、太子湖—南湖
Ⅱ4
10.60
C—T
78
26
开采潜力小
蔡甸区
新农—军山
Ⅱ5
279
C—T
2059
686
开采潜力小
江夏区
纸坊
Ⅱ6
607
C—T
4480
1493
开采潜力小
黄陂区
滠口—武湖农场
Ⅱ7
104.50
N
326
109
地下水位降落漏斗；开采潜力小
滠口—刘店
Ⅱ8
38
C—P
280
93
地下水位降落漏斗；开采潜力小
地下水
开采区
武昌
武钢—胡家墩
Ⅲ1
87.48
Q4
2505
徐家棚
Ⅲ2
47.02
Q4
1146
白沙洲
Ⅲ3
21.81
Q4
378
汉口
汉口城区
Ⅲ4
101.03
Q4
2981
汉阳区
鹦鹉洲
Ⅲ5
6.59
Q4
237
黄金口
Ⅲ6
9.58
Q4
558
东西湖区
慈惠墩—走马岭—辛安渡
Ⅲ7
301
Q4
3692
蔡甸区
（含汉南区）
蔡甸—柏林
Ⅲ8
42.8
Q4
1600
成功—汉南
Ⅲ9
442.8
Q4
9873
江夏区
大新口
Ⅲ10
108.4
Q4
2223
黄陂区
城关—五通口
Ⅲ11
139.3
Q4
1642
黄古石—牛头山
Ⅲ12
9.13
Ptq
330
蔡店—城关
Ⅲ13
1099
Pt
1846
新洲区
滨江区
Ⅲ14
230.56
Q4
4237
举水、倒水、沙河流域
Ⅲ15
456.77
Q4
2804
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。
（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，℃。
（1-2）
式中，Qc—地下水中赋存的可利用冷量，kJ/a；
COPc—制冷系数。
（1-3）
式中，Qh—地下水中赋存的可利用热量，kJ/a；COPh—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38760×104m3/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80m3/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
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