文/鄭紅旗、張建忠 南京市建筑設計研究院有限責任公司 江蘇南京 210014

南京市地表淡水資源分析

文/鄭紅旗、張建忠 南京市建筑設計研究院有限責任公司 江蘇南京 210014

本文總結分析了南京市地表淡水資源的狀況，對利用地表水地源熱泵空調系統(tǒng)進行可行性研究，該空調系統(tǒng)的應用，有利于推動節(jié)能減排。

地表水源熱泵；水溫；可行性研究

近年來，隨著建筑節(jié)能的呼聲越來越高，對降低建筑內空調系統(tǒng)的能耗的技術越來越重視。地表水地源熱泵空調系統(tǒng)作為一種節(jié)能的技術應用越來越多。本文從河水、江水、污水等方面對南京全市地表水資源的可利用狀況進行分析，以期對地表水地源熱泵空調系統(tǒng)的應用提供參考數(shù)據(jù)。

1、地表水資源總量分析

南京城內主要河流有長江和秦淮河。長江南京段從江寧銅井鎮(zhèn)南開始，至江寧營防鄉(xiāng)東為止，境內長約95公里。秦淮河全長103公里，到南京武定門外分兩股，分別稱為外秦淮河與內秦淮河；南京市北部有滁河，干流全長110公里，河道彎曲，集水面積7900平方公里。南部有淳溧運河和天生橋河。

南京市主要有玄武湖、琵琶湖、紫霞湖和莫愁湖等，湖泊水面積分別為3.7平方公里和0.37平方公里；城市南部有石臼湖和固城湖，湖泊水面積分別為201平方公里和24.3平方公里，地表水資源18.6億立方米。

過境的水資源比較豐富，年平均水資源總量可達9222億立方米，是南京市本地區(qū)水資源總量的360倍，其中南京市長江段流量達到3萬m3/s的流量，從長江過境的水資源總量年平均9200億立方米。

根據(jù)南京市水利局提供的數(shù)據(jù)，綜合南京市境內主要河流的數(shù)據(jù)，秦淮河、滁河南京段、朱家山河、馬汊河、高旺河等主要河流水質PH/濁度約7.5～8之間，年平均水溫約17～21℃之間，最高水溫約31～33℃之間，最低水溫約5～7之間，如果項目所在地靠近河流，且水量水位穩(wěn)定的話，可以利用河水源地源熱泵空調。

2、南京市地表淡水資源開發(fā)的適用性分析

2.1 長江南京段水溫度分析

由圖1-1，分析夏季水溫頻率，水溫30℃以上天數(shù)不足8%，水溫在26～30℃的時段在65%左右；由圖1-3，分析冬季水溫頻率，冬季水溫6℃以下天數(shù)不足6%，水溫在7～11℃的時段在65%左右。用此溫度的江水作為空調冷熱源，與空氣源相比，更穩(wěn)定、熱泵運行效率會更高，與冷卻塔相比，不但節(jié)省了冷卻塔的初投資，還提高了熱泵的運行效率，減少了冷卻塔的漂水損失，節(jié)約了水資源與水的費用。

南京市過境水資源豐富，南京段沿江長度為95km，江水潛能覆蓋范圍有約有570平方公里，應充分利用長江斜穿城市的特點，在長江及各非景觀湖泊附近的建筑優(yōu)先推廣地表水源熱泵。南京長江沿岸多以大型的高新產(chǎn)業(yè)園為主，其特點均是沿江建設，大量密集型辦公、科研等公共建筑，具有穩(wěn)定的冷熱空調需求，非常適合集中發(fā)展江水源熱泵技術。

根據(jù)南京的氣象、水文條件，夏季南京市地表水平均溫度一般為25～27℃，能夠保證夏季熱泵機組制冷正常運行的。在冬季，南京市地表水平均溫度一般為5℃左右，當?shù)乇硭疁囟冗^低（低于4℃），或地表水量不足時，需考慮采用其它輔助熱源如鍋爐加熱熱泵機組的冷凍水循環(huán)水，以保證熱泵機組在較高的制熱能力下運行。

圖1-1 2001-2008夏季江水溫頻率（841天）

圖1-2 2001-2008冬季江水溫頻率（593天）

3、南京市污水資源分析

表1-1 江蘇省污水排放和處理情況(2006年)

表1-2 南京市污水水溫狀況

表1-1與1-2列出了江蘇省污水處理狀況與污水的水溫狀況。

南京市區(qū)現(xiàn)有16座污水處理廠，總處理規(guī)模144.5萬m3/日。除部分鎮(zhèn)建設污水處理廠對鎮(zhèn)區(qū)污水進行集中處理外，大部分鎮(zhèn)和村莊污水直接或只經(jīng)簡單處理排入附近河道。

目前南京主城污水處理率較高，接近85%，污水管網(wǎng)覆蓋率較高，其余地區(qū)普遍偏低。

南京主城、副城和新城規(guī)劃26座污水處理廠，其中擴建14座、新建12座。

利用城市污水為熱源進行制冷、制熱循環(huán)。根據(jù)南京市市政公用局預測，2010年全市生活污水預期日產(chǎn)量189萬噸，工業(yè)廢水預期日常量30萬噸，總量219萬噸；到2020年，全市生活污水預期日常量可達308萬噸，工業(yè)廢水預期日常量40萬噸，日產(chǎn)總量可達348萬噸。以平均4度溫差計算，2010年全市污水蘊含能量達1.34×1013 kJ，可供9300萬m2建筑采暖。污水源熱泵可以直接利用原生污水，也可以利用從污水處理廠排放的中水作為熱泵的低溫熱源。從污水源的水溫分布狀況可以看出，污水比河水冬季更合適作為熱泵系統(tǒng)的低溫熱源，如果項目所在地周邊存在污水處理站，經(jīng)技術經(jīng)濟分析，在空調系統(tǒng)經(jīng)濟的作用半價范圍內，適合發(fā)展以污水源熱泵空調系統(tǒng)為冷熱源的區(qū)域性供冷暖項目。

圖1-3 南京市污水處理廠規(guī)劃

總結：

本文分析了地表河水、長江南京段江水、污水三種水源的冬夏季水溫狀況，對南京全市地表水資源的可利用狀況及可利用總量進行分析，以期對地表水地源熱泵空調系統(tǒng)的應用提供參考數(shù)據(jù)。