武漢市可再生能源資源可利用潛力.doc

武漢市可再生能源資源可利用潛力童明德1 地下水資源量1.1 地下水資源量評(píng)價(jià)參數(shù)地下水資源量評(píng)價(jià)主要采用地下水資源量、地下水可開采量和地下水開采資源模數(shù)三個(gè)參數(shù)。（1）地下水資源量地下水資源量是指有長(zhǎng)期補(bǔ)給保證的地下水補(bǔ)給量的總量。本區(qū)地下水資源量主要由大氣降水入滲補(bǔ)給量、長(zhǎng)江、漢江的滲入補(bǔ)給量、相鄰含水巖組地下水的越流補(bǔ)給量和側(cè)向徑流補(bǔ)給量四種組成。（2）地下水可開采量地下水可開采量是指在經(jīng)濟(jì)合理的條件下，不發(fā)生因開采而造成地下水位持續(xù)下降，水質(zhì)惡化、地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問題，不對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響的，有保證的可開采地下水量。（3）地下水開采資源模數(shù)地下水開采資源模數(shù)在不使開采條件惡化、不致引起嚴(yán)重環(huán)境地質(zhì)問題的條件下，單位時(shí)間允許從單位面積含水層中抽出的最大水量，數(shù)值上等于地下水可開采量除以開采區(qū)面積。1.2 地下水水資源量武漢市地下水資源量46234104m3a，各區(qū)資源量詳見表1-1。表1-1 武漢市區(qū)地下水資源量分布表行政區(qū)含水巖組面積(km2)地質(zhì)時(shí)代位置地下水資源量104m3/a武昌城區(qū)209.31Q4徐家棚地區(qū)1290武鋼胡家墩2587白沙洲地區(qū)875CT白沙洲至武漢工程大學(xué)、中醫(yī)學(xué)院蘇家墩278漢口城區(qū)101.03Q4漢口城區(qū)2981漢陽(yáng)城區(qū)37.28Q4黃金口地區(qū)560鸚鵡洲地區(qū)638CT鸚鵡洲、太子湖78東西湖區(qū)468.48Q4慈惠墩走馬嶺辛安渡3997Q3東流港三店農(nóng)場(chǎng)367N東流港水崗259蔡甸區(qū)（含漢南區(qū)）764.6Q4蔡甸柏林1600Q4成功漢南9994CT新農(nóng)軍山2059江夏區(qū)715.4Q4大新口2357CT紙坊4480黃陂區(qū)1389.93Q4城關(guān)五通口1776N灄口武湖農(nóng)場(chǎng)326CP灄口劉店280Ptq黃古石牛頭山330Pt蔡店城關(guān)1846新洲區(qū)687.33Q4濱江區(qū)4311Q4舉水、倒水、沙河流域2965合計(jì)4373.3646234注：碎屑巖類裂隙含水巖組富水性差，不參與計(jì)算；以主城區(qū)地域?yàn)橹饔?jì)算。1.3 地下水可開采量武漢市地下水可開采量44179104m3/a，各區(qū)分布見表1-2。表1-2 武漢市地下水可開采量、可開采模數(shù)一覽表行政區(qū)位 置地下水可開采量（104m3/a）地下水開采資源模數(shù)（104m3/km2.a）武昌城區(qū)徐家棚地區(qū)114620.75武鋼胡家墩250528.64白沙洲地區(qū)37817.34白沙洲至武漢工程大學(xué)、中醫(yī)學(xué)院蘇家墩一帶2787.38漢口城區(qū)漢口城區(qū)298129.51漢陽(yáng)城區(qū)黃金口地區(qū)55858.25鸚鵡洲地區(qū)23736.02鸚鵡洲、太子湖787.38東西湖慈惠墩走馬嶺辛安渡一帶369212.26東流港三店農(nóng)場(chǎng)一帶3673.01東流港水崗一帶2595.69蔡甸區(qū)（含漢南區(qū)）蔡甸柏林160037.38成功漢南987322.30新農(nóng)軍山20597.38江夏區(qū)大新口222320.51紙坊44807.38黃陂區(qū)城關(guān)五通口164211.79灄口武湖農(nóng)場(chǎng)3262.26灄口劉店2807.38黃古石牛頭山33036.13蔡店城關(guān)18461.68新洲區(qū)濱江區(qū)423718.37舉水、倒水、沙河流域28046.14合計(jì)441791.4 地下水開采資源模數(shù)根據(jù)武漢市地下水資源計(jì)算成果，按本區(qū)地下水資源開采模數(shù)大小劃分為五個(gè)區(qū)，即開采資源模數(shù)40104m3km2.a (A)，開采資源模數(shù)30-40104m3km2.a (B)，開采資源模數(shù)2030104m3km2.a(C)，開采資源模數(shù)10-20104m3km2.a (D)，開采資源模數(shù)10104m3km2.a (E)。亞區(qū)則根據(jù)同一區(qū)內(nèi)地下水開采資源模數(shù)的大小，并結(jié)合不同地質(zhì)類型來(lái)劃分。將本區(qū)地下水開采資源模數(shù)10104m3km2.a (E)區(qū)內(nèi)又劃分為五個(gè)亞區(qū)，即E1，E2，E3，E4，E5。分區(qū)情況見表1-3。表1-3 武漢市區(qū)地下水開采資源模數(shù)分區(qū)表區(qū)亞區(qū)開采資源模數(shù)104m3km2.a地貌單元含水巖組代號(hào)分布位置A40河谷平原Q4主要分布在長(zhǎng)江、漢江一級(jí)階地前緣、心灘，東西湖新溝鎮(zhèn)至市政府沿江一級(jí)階地前緣、漢陽(yáng)水源地黃金口地段，徐家棚及武鋼水源地一級(jí)階地前緣。B30-40Q4主要分布在白沙洲水源地前緣，漢口中心城區(qū)一級(jí)階地中部。C20-30Q4主要分布在漢陽(yáng)水源地鸚鵡洲地段，徐家棚、武鋼水源地中心地段及漢口水源地后湖地段及東西湖區(qū)吳家山以南地段。D10-20Q4主要分布于東西湖走馬嶺地區(qū),漢口、武鋼水源地一級(jí)階地后緣。EE110河谷平原Q4長(zhǎng)江、漢江一級(jí)階地東西湖區(qū)中心地段E2河谷平原Q3長(zhǎng)江、漢江二級(jí)階地東西湖區(qū)徑河農(nóng)場(chǎng)、金口、東西湖養(yǎng)殖場(chǎng)等。E3河谷平原N分布于東西湖區(qū)柏泉農(nóng)場(chǎng)。E4丘陵C2-T1主要分布在鸚鵡洲、太子湖-白沙洲、武漢工程大學(xué)、中醫(yī)學(xué)院-蘇家墩一帶呈多條狹窄條帶隱伏碳酸鹽巖分布區(qū)E5河谷平原Q3-Q4東西湖區(qū)辛安渡農(nóng)場(chǎng)及東山農(nóng)場(chǎng)。1.5 地下水開發(fā)利用分區(qū)武漢市地下水開采可分為2個(gè)地下水禁采區(qū)，面積25.85 km2；8個(gè)地下水限采區(qū)，面積1244.24 km2；15個(gè)地下水開采區(qū)，面積3103.27 km2，如表1-4所示。表1-4 武漢市區(qū)地下水開采分區(qū)表開采分區(qū)行政區(qū)名稱編號(hào)面積(km2)開采層位地下水可開采量（104m3/a）地下水限制開采量（104m3/a）限采原因地下水禁采區(qū)武昌陸家街毛坦港115.34T禁采巖溶地面塌陷漢陽(yáng)區(qū)中南軋鋼廠210.51CT禁采巖溶地面塌陷地下水限采區(qū)東西湖區(qū)東流港三店農(nóng)場(chǎng)1122Q3367122地下水位降落漏斗；液體礦產(chǎn)東流港水崗245.48N25986液體礦產(chǎn)武昌白沙洲武漢工程大學(xué)、中醫(yī)學(xué)院蘇家墩337.66CT27893開采潛力小漢陽(yáng)區(qū)鸚鵡洲、太子湖南湖410.60CT7826開采潛力小蔡甸區(qū)新農(nóng)軍山5279CT2059686開采潛力小江夏區(qū)紙坊6607CT44801493開采潛力小黃陂區(qū)灄口武湖農(nóng)場(chǎng)7104.50N326109地下水位降落漏斗；開采潛力小灄口劉店838CP28093地下水位降落漏斗；開采潛力小地下水開采區(qū)武昌武鋼胡家墩187.48Q42505徐家棚247.02Q41146白沙洲321.81Q4378漢口漢口城區(qū)4101.03Q42981漢陽(yáng)區(qū)鸚鵡洲56.59Q4237黃金口69.58Q4558東西湖區(qū)慈惠墩走馬嶺辛安渡7301Q43692蔡甸區(qū)（含漢南區(qū)）蔡甸柏林842.8Q41600成功漢南9442.8Q49873江夏區(qū)大新口10108.4Q42223黃陂區(qū)城關(guān)五通口11139.3Q41642黃古石牛頭山129.13Ptq330蔡店城關(guān)131099Pt1846新洲區(qū)濱江區(qū)14230.56Q44237舉水、倒水、沙河流域15456.77Q428041.6 地下水熱能可利用程度1.6.1 可利用程度分析方法地下水中賦存的大量熱能，根據(jù)能量守恒原理，其可利用程度采取下面公式進(jìn)行計(jì)算。 （1-1）式中，Q地下水中賦存的熱（冷）量，kJ/a；G地下水流量，kg/a；T地下水進(jìn)出口溫差，。 （1-2）式中，Qc地下水中賦存的可利用冷量，kJ/a；COPc制冷系數(shù)。 （1-3）式中，Qh地下水中賦存的可利用熱量，kJ/a；COPh制熱系數(shù)。1.6.2 地下水熱能利用潛力分析根據(jù)表3-5所列武漢市區(qū)地下水開采分區(qū)表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，除掉兩個(gè)禁采區(qū)的可開采水量、可開采區(qū)的地下水可開采總量加上限采區(qū)總量，武漢市城區(qū)每年可開采利用的地下水總量為38760104m3/a，如果全部作為建筑物地源熱泵集中空調(diào)系統(tǒng)冷熱源利用，按一年平均使用180天、一天使用10個(gè)小時(shí)，每萬(wàn)米建筑面積需要80m3/h的熱源井流量進(jìn)行預(yù)估，則在完全不回灌的條件下，武漢市每年靠地下水中儲(chǔ)藏的淺層地溫能可供2691.67萬(wàn)平方米建筑制冷供暖；如果平均回灌率在80%（實(shí)際消耗地下水量20%），則可供13458.35萬(wàn)平方米制冷供暖；如果達(dá)到100%回灌，理論上不存在可采用建筑面積的限制，而是受地下水地源熱泵項(xiàng)目的間距、項(xiàng)目所在地地下水資源條件的影響為主。上述估算，是對(duì)可利用總量的預(yù)估，實(shí)際開發(fā)利用過程中，考慮到道路、建筑物分布、沿江地帶的限制等，可應(yīng)用規(guī)?？赡軙?huì)有適當(dāng)減少。1.7 地下水地源熱泵開發(fā)利用原則針對(duì)地下水地源熱泵技術(shù)在利用地下水時(shí)需取水和回灌，在此過程中可能引發(fā)諸如水質(zhì)下降、地下水污染、地面沉降或塌陷的環(huán)境地質(zhì)問題以及熱源井的熱干擾問題，依據(jù)“在保護(hù)中開發(fā)，在開發(fā)中保護(hù)”的方針，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，嚴(yán)格審批，適度發(fā)展”的開發(fā)利用原則，減少地源熱泵技術(shù)應(yīng)用對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響。2 地表水資源量武漢市位于長(zhǎng)江、漢江交匯處，區(qū)內(nèi)江河縱橫，湖泊密布，地表水資源豐富。全市共有大小湖泊166個(gè)，合計(jì)面積780平方公里左右，湖泊中地表水資源19.5億立方米.。從武漢市過境的水資源則更加豐富，年平均水資源總量可達(dá)7122億立方米，是武漢市本地區(qū)湖泊水資源總量的365倍，其中從長(zhǎng)江、漢江過境的水資源總量年平均7047億立方米，從府河過境的水資源總量年平均36.36億立方米。水資源在年際和季節(jié)上分布也是很不均勻，以從長(zhǎng)江過境的水資源為例，豐水年過境的水資源總量可達(dá)9045億立方米，枯水年只有5659億立方米，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賦存的大量熱能，根據(jù)能量守恒原理，其可利用程度采取下面公式進(jìn)行計(jì)算。 （2-1）式中，Q地表水中賦存的熱（冷）量，kJ/a；G地表水流量，kg/a；T地表水進(jìn)出口溫差，。 （2-2）式中，Qc地表水中賦存的可利用冷量，kJ/a；COPc制冷系數(shù)。 （2-3）式中，Qh地表水中賦存的可利用熱量，kJ/a；COPh制熱系數(shù)。2.2 地表水熱能利用潛力分析武漢市年平均地表水資源19.5億立方米，從武漢市過境的水資源比較豐富，年平均水資源總量可達(dá)7122億立方米，兩項(xiàng)共計(jì)7141.5億立方米。境內(nèi)地表水冬季可利用溫差2，夏季可利用溫差為4，過境地表水冬季可利用溫差2，夏季可利用溫差為5，地表水熱能可利用潛力如表4-4所示。表2-1 武漢市地表水熱能可利用潛力名 稱水流量/億立方米可利用冷量/千焦/年可利用熱量/千焦/年標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)噸/年境內(nèi)地表水19.53.27E+131.63E+13111.2/55.6過境地表水712214.9E+155.96E+1550701.8/20280.72.3 地表水地源熱泵開發(fā)利用原則為充分發(fā)揮地表水地源熱泵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可采取“因地制宜，合理布局，綜合利用，穩(wěn)步推進(jìn)”的開發(fā)利用原則，以減少地表水地源熱泵技術(shù)應(yīng)用對(duì)防洪和水體生態(tài)環(huán)境的影響。3 淺層地能資源量3.1 巖土體應(yīng)用適宜性如前所述，武漢地區(qū)大部分地層顆粒較細(xì)，土石類別主要為松土普通土硬土，土石等級(jí)為IIIIII級(jí)，地埋管鉆井施工難度小，成本低。武漢市陸地面積很大，一般來(lái)講，大部分地區(qū)都可以考慮采用巖土體作為地埋管地源熱泵系統(tǒng)冷熱源，對(duì)于II、III級(jí)階地，如水果湖地區(qū)，地下水資源相對(duì)不太豐富，地表水資源又不太適合作為熱泵系統(tǒng)的冷熱源，采用巖土體源作為地埋管地源熱泵系統(tǒng)的冷熱源將是較適宜的選擇。但是在巖溶地面塌陷潛在危險(xiǎn)區(qū)特別是砂層埋藏較淺的地區(qū)不宜采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)；在淤泥層深厚區(qū)，由于鉆孔深度較大，在基巖裸露區(qū)或礫卵石深厚區(qū)，由于鉆孔難度大，都會(huì)增加地埋管熱泵系統(tǒng)的成本，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。由于基巖的熱傳導(dǎo)性能最好，而地源熱泵系統(tǒng)的成孔工藝有別于傳統(tǒng)的工程勘察成孔工藝，若能研發(fā)專門用于地源熱泵系統(tǒng)的成孔設(shè)備，大大降低成孔成本，從而可以大大降低地源熱泵系統(tǒng)的初投入。3.2 巖土體地能資源量3.2.1可利用程度分析法對(duì)于如何評(píng)價(jià)淺層巖土體地能資源量，由于地埋管地源熱泵最主要的是利用地層進(jìn)行熱量的儲(chǔ)存和釋放，也就是作為一個(gè)調(diào)節(jié)作用，所以首先要評(píng)價(jià)地下一定深度范圍里地能的儲(chǔ)存量，同時(shí)要評(píng)價(jià)區(qū)域的地能的可開采量。采用合理的開采利用方案，經(jīng)過非取熱期地溫能夠恢復(fù)，包括自然的補(bǔ)給熱量的恢復(fù)和制冷期的存熱，能夠達(dá)到多年熱均衡的淺層地能的在取熱期可開采的熱量，區(qū)域評(píng)價(jià)是為宏觀管理服務(wù)，要算一個(gè)平均量。淺層地能資源的評(píng)價(jià)宜選擇采用熱儲(chǔ)法進(jìn)行淺層地能資源評(píng)價(jià)。對(duì)于不同的巖土類型，熱儲(chǔ)法計(jì)算地能儲(chǔ)存量具有不同的表達(dá)式。（1）無(wú)含水層巖土體 （3-1）式中，Qs巖土體地能儲(chǔ)存量，kJ；s巖土體密度，kg/m3；cs巖土體比熱，kJkgM計(jì)算面積，m2；d計(jì)算厚度，m；T利用溫差，。（2）含水層巖土體熱儲(chǔ)法在包氣帶和含水層中，計(jì)算公式如下： （3-2） （3-3）式中，Qs巖土體地能儲(chǔ)存量，kJ；s巖土體密度，kg/m3；cs巖土體比熱，kJkg；巖土體的孔隙率（或裂隙率）；M計(jì)算面積，m2；d計(jì)算厚度，m；T利用溫差，。 （3-4）式中，Qw巖土體地能儲(chǔ)存量，kJ；w水體密度，kg/m3；cw水體比熱，kJkg；d水體厚度，包括需要計(jì)算含水層和相對(duì)隔水層，m。3.2.2 巖土體地能利用潛力分析武漢市土地面積8467.1平方公里，其中水域面積為2143.6平方公里，水域占土地總面積的1/4。地形上是北高南低，屬殘丘性河湖沖積平原，北部為山地丘陵，其余均屬沃野千里的江漢平原，地勢(shì)平坦。其中，平坦平原、壟崗平原、丘陵、低山所占比例分別為39.25、42.56、12.32、5.85。根據(jù)熱儲(chǔ)法計(jì)算可得：可利用面積按（8467.12143.6）（112.325.85）=5174.5平方公里（去除低山、丘陵），地下200m以內(nèi)深度，由于地下巖石量較多，比熱取1400J/kg，武漢市地下常年平均溫度為17.5，可利用溫差2；淺層地能容量為5.5710 15kJ，其熱量可折合18973萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于武漢市每年每平方公里有2.24萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的淺層地溫遠(yuǎn)景資源量。依據(jù)武漢市水文地質(zhì)條件，地埋管埋設(shè)所需地表面積約為建筑空調(diào)面積的1/31/5，可利用潛力較大。3.3 地埋管地源熱泵開發(fā)利用原則地埋管地源熱泵技術(shù)總體來(lái)說適用性較強(qiáng)，但不同地域不同地質(zhì)條件下的應(yīng)用具備不同的特點(diǎn)，有其自身的技術(shù)原則。為避免地埋管地源熱泵運(yùn)行過程中地埋管換熱器出力不足，應(yīng)執(zhí)行“因地制宜，合理配置，兼顧平衡，積極發(fā)展”的開發(fā)利用原則，消除地埋管地源熱泵技術(shù)應(yīng)用所產(chǎn)生的熱失衡問題。4 污水資源量4.1 水文地質(zhì)勘察污水源熱泵系統(tǒng)勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容： 原生污水、污水處理廠水量，年水量變化； 水溫、水質(zhì)； 周圍建筑規(guī)劃。4.2 污水資源量截至2009年，武漢市主城區(qū)已建成并投入運(yùn)行的有13個(gè)集中污水處理廠，總設(shè)計(jì)處理污水能力達(dá)到188.5萬(wàn)噸/日，另設(shè)置17處小型生活污水處理設(shè)施，設(shè)計(jì)處理能力2.21萬(wàn)噸/日。武漢市共有180家工業(yè)企業(yè)建有廢水處理設(shè)施，總處理能力達(dá)到263.5萬(wàn)噸/日。其中，日處理能力1000噸/日以上的有53家，處理能力共260.3萬(wàn)噸/日，占98.8%，日處理能力2000噸/日以上的有25家，處理能力共256.8萬(wàn)噸/日，占97.4%，武漢鋼鐵集團(tuán)公司廢水處理能力達(dá)到232.4萬(wàn)噸/日，占全市工業(yè)廢水處理能力的88.2%。遠(yuǎn)城區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)污水處理量能力30.5萬(wàn)噸/日。主城區(qū)遠(yuǎn)期2020年規(guī)劃污水處理處理能力為285噸/日。4.3 污水熱能可利用程度4.3.1 可利用程度分析方法污水中賦存的大量熱能，根據(jù)能量守恒原理，其可利用程度采取下面公式進(jìn)行計(jì)算。 （4-1）式中，Q污水中賦存的熱（冷）量，kJ/a；G污水流量，kg/a；T污水進(jìn)出口溫差，。 （4-2）式中，Qc污水中賦存的可利用冷量，kJ/a；COPc制冷系數(shù)。 （4-3）式中，Qh污水中賦存的可利用熱量，kJ/a；COPh制熱系數(shù)。4.3.2 污水熱能利用潛力分析武漢市主城區(qū)設(shè)計(jì)污水處理能力188.5萬(wàn)噸/日，按照溫度升高或降低5計(jì)算，若全部應(yīng)用污水源熱泵可提供冷熱量187MJ，這部分冷熱量可供3650萬(wàn)平方米建筑供熱制冷，可節(jié)省供暖用煤40.7萬(wàn)噸左右，同時(shí)每年可減少CO2排放量116.3萬(wàn)噸。如果加上小型污水處理量，則可提供冷熱量189.3MJ，這部分冷熱量可供3720萬(wàn)平方米建筑供熱制冷，可節(jié)省供暖用煤41.1萬(wàn)噸左右，同時(shí)每年可減少CO2排放量117.7萬(wàn)噸。工業(yè)廢水出水溫度一般較高，可用于冬季供暖，將全市每日263.5萬(wàn)噸的工業(yè)廢熱用于供暖，則可提供冷熱量261.5MJ，這部分冷熱量可供5100萬(wàn)平方米建筑供熱制冷，可節(jié)省供暖用煤17.1萬(wàn)噸左右，同時(shí)每年可減少CO2排放量48.7萬(wàn)噸。遠(yuǎn)期規(guī)劃的主城區(qū)污水處理量可提供冷熱量282.8MJ，這部分冷熱量可供5600萬(wàn)平方米建筑供熱制冷，可節(jié)省供暖用煤61.5萬(wàn)噸左右，同時(shí)每年可減少CO2排放量175.8萬(wàn)噸。4.4 污水源熱泵開發(fā)利用原則針對(duì)污水源熱泵技術(shù)在利用污水時(shí)需根據(jù)污水集中收集和處理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，應(yīng)推行“因地制宜，統(tǒng)一規(guī)劃，綜合配置，協(xié)調(diào)發(fā)展”的開發(fā)利用原則，以充分發(fā)揮污水源熱泵技術(shù)節(jié)能和、環(huán)保和資源再利用優(yōu)勢(shì)。5 太陽(yáng)能資源量5.1 太陽(yáng)能資源分布特點(diǎn)5.1.1 影響太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的因素 太陽(yáng)高度角：太陽(yáng)高度角越大，穿越大氣的路徑就越短，大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用越小，則到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射越強(qiáng)。例如，中午的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度比早晚的強(qiáng)。 緯度高低:太陽(yáng)直射緯度的變化，以南北回歸線為界，回歸線以內(nèi)的部分，為地球上天文輻射最強(qiáng)的地帶，在回歸線以外，緯度越高，太陽(yáng)輻射量越低。 海拔高度：海拔越高空氣越稀薄，大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用越小，則到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射越強(qiáng)。例如，青藏高原是我國(guó)太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的地區(qū)。 天氣狀況：晴天云少，對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用小，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射強(qiáng)。 大氣透明度：大氣透明度高則對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用小，透明度高,便于陽(yáng)光穿過。使到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射強(qiáng)，大氣透明度的主要影響因素是空氣質(zhì)量。 太陽(yáng)活動(dòng)的強(qiáng)度：太陽(yáng)活動(dòng)周期為11年，活動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)，輻射量大，活動(dòng)減弱時(shí)，輻射量小，但影響不大。5.1.2 武漢市太陽(yáng)能分布特征武漢市太陽(yáng)能資源受地形和氣候影響有以下兩個(gè)顯著特點(diǎn)，其分布圖如圖5-1、圖5-2所示。 太陽(yáng)能資源較豐富。武漢市年日照總時(shí)數(shù)為18102100小時(shí)，年太陽(yáng)總輻射在435444731兆焦耳/平方米之間，太陽(yáng)能資源相對(duì)豐富。目前開發(fā)利用太陽(yáng)能最先進(jìn)的國(guó)家包括德國(guó)、英國(guó)，德國(guó)2007年太陽(yáng)能電廠裝機(jī)達(dá)到30萬(wàn)千瓦，但從太陽(yáng)年總輻射來(lái)看，德國(guó)漢堡為3979兆焦耳/平方米，英國(guó)倫敦4226為兆焦耳/平方米，與武漢市水平相當(dāng)。 太陽(yáng)能資源季節(jié)上集中：武漢市太陽(yáng)總輻射主要集中在7、8月份，為9301100兆焦耳/平方米，占全年總輻射和日照時(shí)數(shù)25%左右。在7、8月的武漢市全年用電的高峰，也是太陽(yáng)能利用的最佳季節(jié)，可通過使用季節(jié)性太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)合理適用太陽(yáng)能資源。圖5-1 湖北省太陽(yáng)能資源區(qū)劃圖上圖注釋：一級(jí)可利用區(qū)：日照時(shí)數(shù)在1900小時(shí)2100小時(shí)之間，年晴天日數(shù)在155天180天之間。二級(jí)可利用區(qū)：日照時(shí)數(shù)在14001900小時(shí)之間，年晴天日數(shù)在130天155天之間。光能貧乏區(qū)：年太陽(yáng)總輻射低，日照少，除8月晴天較多外，其它月份很少，如恩施全年晴天日數(shù)不足90天。圖5-2 湖北省年太陽(yáng)總輻射分布圖5.2 太陽(yáng)能資源資源評(píng)估方法太陽(yáng)能資源的數(shù)量一般以到達(dá)地面的太陽(yáng)總輻射量來(lái)表示。太陽(yáng)總輻射量與天文因子、物理因子、氣象因子等關(guān)系密切，在實(shí)際工作中通常利用半經(jīng)驗(yàn)、半理論的方法，建立各月太陽(yáng)總輻射量與相關(guān)因子之間的經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算各月太陽(yáng)總輻射量，從而得到每年太陽(yáng)能資源的數(shù)量。太陽(yáng)赤緯、日地相對(duì)距離、可照時(shí)數(shù)、時(shí)差、真太陽(yáng)時(shí)、月日照百分率的計(jì)算、日天文總輻射量的計(jì)算、月太陽(yáng)總輻射量計(jì)算等參數(shù)的具體計(jì)算方法和計(jì)算公式具體見太陽(yáng)能資源評(píng)估方法（QX/T89-2008）。5.3 武漢太陽(yáng)能資源的評(píng)估為了更充分地開發(fā)和利用武漢市太陽(yáng)能資源，根據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行太陽(yáng)能資源進(jìn)行的評(píng)估是十分必要的。5.3.1 相關(guān)氣象數(shù)據(jù)根據(jù)太陽(yáng)能資源評(píng)估方法的計(jì)算辦法，下面列出了從相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)摘錄的武漢市太陽(yáng)能資源評(píng)估相關(guān)數(shù)據(jù)，從1961年1月到2009年12月，共49年的日值數(shù)據(jù)。表5-1 武漢市太陽(yáng)能資源月均數(shù)據(jù) 參數(shù)月份月日照輻射量月日照散射輻射量水平面直接輻射日照時(shí)數(shù)日照率大于6小時(shí)天數(shù)單位MJ/m2MJ/ m2MJ/ m2h%d一月218.89130.8687.80113.635.512二月234.37144.073289.2956106.334.011三月311.73195.10122.30124.733.711四月388.27235.93151.02151.439.214五月466.43271.37194.98182.443.216六月499.36279.68166.42186.144.216七月525.85270.25251.692238.055.321八月496.02284.35209.79242.259.222九月403.25228.88174.15180.949.017十月311.03175.53134.84161.245.816十一月243.03130.22112.57142.244.815十二月200.6112.7287.55130.941.514全年之和4298.92458.981782.411959.943.81885.3.2 豐富程度評(píng)估以太陽(yáng)總輻射的年總量為指標(biāo)，進(jìn)行太陽(yáng)能資源豐富程度評(píng)估。太陽(yáng)能資源評(píng)估方法（QX/T89-2008）中具體的資源豐富程度等級(jí)見表5-2。表5-2 太陽(yáng)能資源豐富程度等級(jí)指標(biāo)資源豐富程度6264 MJ/(m2a)資源豐富50406264 MJ/(m2a)資源較豐富41765040 MJ/(m2a)資源貧乏4176 MJ/(m2a)資源較貧乏武漢市1961-2009年間的太陽(yáng)總輻射和日照時(shí)數(shù)變化曲線分別見圖5-3、圖5-4和圖5-5。圖5-3 武漢市1961-2009年太陽(yáng)總輻射變化曲線圖5-4 武漢市月均太陽(yáng)總輻射圖5-5 武漢市19612009年日照時(shí)數(shù)變化曲線武漢市多年平均太陽(yáng)能總輻射為4298.9 MJ/(m2a)，多年平均日照時(shí)數(shù)1959.9小時(shí)，多年平均日照百分率為43.8%。根據(jù)太陽(yáng)能資源評(píng)估方法（QX/T89-2008）判斷，屬于資源貧乏區(qū)。雖然從全國(guó)來(lái)看，相比我國(guó)西北地區(qū)，武漢市為太陽(yáng)能資源貧乏區(qū)。但從世界范圍來(lái)看，武漢市太陽(yáng)能資源與太陽(yáng)能資源利用比較多的德國(guó)漢堡相比，太陽(yáng)能資源相當(dāng)。另外，從1961-2009年的太陽(yáng)總輻射和日照時(shí)數(shù)變化曲線可見，隨著武漢市規(guī)模擴(kuò)大，市區(qū)汽車保有量增加，大氣透明度逐年下降，太陽(yáng)能資源效能緩慢下降。5.3.3 利用價(jià)值評(píng)估用各月日照時(shí)數(shù)大于6小時(shí)的天數(shù)為指標(biāo)，反映一天中太陽(yáng)能資源的利用價(jià)值。一天中日照時(shí)數(shù)如小于6小時(shí)，其太陽(yáng)能一般沒有利用價(jià)值。武漢市1961-2009年間日照時(shí)數(shù)大于6小時(shí)的天數(shù)變化曲線和月平均日照大于6小時(shí)天數(shù)柱狀圖分別見圖。由圖5-6和圖5-7可見，武漢市1961-2009年日照時(shí)數(shù)大于6小時(shí)的天數(shù)年均值為184天。武漢各月日照時(shí)數(shù)大于6小時(shí)的天數(shù)差別較大，7、8月份較高，分別達(dá)到21天和22天，2、3月較低，均為11天。因此武漢市太陽(yáng)能資源利用價(jià)值最大在夏季，冬季的利用價(jià)值較差。冬季利用價(jià)值不高，主要受自然季節(jié)影響，冬季月太陽(yáng)總輻射量與日照時(shí)數(shù)就小于夏季，比較符合人們夏季用水量較大冬季用水量小的衛(wèi)生習(xí)慣，但對(duì)于全年均勻用能如太陽(yáng)能照明、太陽(yáng)能光電及集中冬季用能的太陽(yáng)能采暖較為不利。圖5-6 武漢市1961-2009年日照時(shí)數(shù)大于6小時(shí)的天數(shù)變化曲線圖5-7 武漢市月平均日照大于6小時(shí)天數(shù)5.3.4 穩(wěn)定程度評(píng)估一年中各月日照時(shí)數(shù)大于6小時(shí)的天數(shù)最大值與最小值的比值，可以反映當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源全年變幅的大小，比值越小說明太陽(yáng)能資源全年變化越穩(wěn)定，就越利于太陽(yáng)能資源的利用。此外，最大值與最小值出現(xiàn)的季節(jié)也反映了太陽(yáng)能資源的一種特征。太陽(yáng)能資源評(píng)估方法（QX/T89-2008）中太陽(yáng)能資源穩(wěn)定程度用各月的日照時(shí)數(shù)天數(shù)的最大值與最小值的比值表示： （5-1）根據(jù)公式（5-1），由實(shí)測(cè)資料計(jì)算武漢站1961-2009年每年表征太陽(yáng)能資源穩(wěn)定程度的值，然后再對(duì)結(jié)果進(jìn)行平均，得出武漢值的多年平均值。表5-3是太陽(yáng)能資源穩(wěn)定程度等級(jí)。表5-3 太陽(yáng)能資源穩(wěn)定程度等級(jí)太陽(yáng)能資源穩(wěn)定程度指標(biāo)穩(wěn)定程度穩(wěn)定較穩(wěn)定不穩(wěn)定根據(jù)歷年武漢市氣象統(tǒng)計(jì)資料，武漢市值的多年平均值為3.7，屬于較穩(wěn)定區(qū)域。5.3.5 日最佳利用時(shí)段評(píng)估利用太陽(yáng)能日變化的特征作為指標(biāo)，評(píng)估太陽(yáng)能資源日變化規(guī)律。以當(dāng)?shù)卣?yáng)時(shí)910時(shí)的年平均日照時(shí)數(shù)作為上午日照情況的代表，以正太陽(yáng)時(shí)1113時(shí)的年平均日照時(shí)數(shù)作為中午日照情況的代表，以正太陽(yáng)時(shí)1415時(shí)的年平均日照時(shí)數(shù)作為下午日照情況的代表。哪一段時(shí)期的年平均日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)，