盤錦盤山風能資源分析及開發利用對策

摘 要：文章通過對本地區風能資源的分析，探討如何有效利用風能資源，趨利避害，謀求資源型城市健康、和諧與可持續發展的新途徑。

關鍵詞：盤錦；風向；風速；大風日數

引言

盤錦地處遼河平原，渤海之濱，位于遼寧省的西南部。由于氣壓場的年季變化加之地形的狹管效應，使我地區常年盛行西南風。當氣壓梯度較小時，則出現海陸風，風向變化平穩，風能資源豐富，具有較高的開發利用價值。

1 風能資源分析

1.1 風向

1.1.1 風向隨季節的變化

盤錦風向隨季節變化明顯。春季，大陸高壓減弱，氣旋活動增強，氣壓場多以南高北底型出現，故此偏南大風居多。夏季，本地處于大低壓區的前部，盛夏常受副高后部控制，仍以偏南風為主。秋季，中國大陸低壓逐漸減弱，北方高壓南下增多，冷暖空氣活動頻繁，南北風交替出現。冬季，常受大陸高壓控制，以偏北風為主（見表1）。

表1 累年各季各風向頻率 %

1.1.2 全年各風向頻率

盤錦盤山全年以偏南風和偏北出現頻率最多，其次是靜風頻率，東風頻率最少，僅為1%，常年主導風向為SSW風（見圖1）。

圖1 全年各風向頻率%

1.2 風速

1.2.1 風速的年變化

一年中，風速有兩個峰值和兩個谷值。4月份為最高峰值，平均風速為4.8m/s，10～11月為次峰值，平均風速為3.6m/s；8月份為最低谷值，平均風速為3.1m/s，12～2月為次低谷值，平均風速為3.2m/s。風速以春季最大，秋冬次之，夏季最小（圖略）。

1.2.2 大風出現日數

盤錦地區全年6級以上大風日數為67d，最多111d，最少32d；8級以上大風日數為22d，最多54d，最少8d。大風主要出現在春季，占全年大風日數的50%以上，年最大風速為25.7m/s。

2 風能資源開發利用對策

2.1 統籌規劃、合理布局、構建文明衛生城

工業生產的有害氣體和微粒對城市空氣的污染，不僅受風向影響，而且也受風速的影響。某一風向頻率越大，其下風方向受到污染的機會就越多，反之越小，即污染程度與風向頻率成正比；另一方面，某一方向的風速越大，其下風方向受污染的程度就減小，因為來自上風方向的有害物質將很快地被帶走或擴散，而使濃度降低，也就是說稀釋能力較強，即污染程度與風速成反比。

為了綜合表示某一方向的風向和風速對其下風地區污染影響的程度，用污染強度系數表示，即S=f/v，式中：S為有害物質污染強度系數，f為某方位風向頻率，v為同一方位的平均風速。

盤錦地區東風頻率最小，僅為1%，其對應的平均風速為1.9m/s，s=0.5；其次是西風頻率為2%，其對應的平均風速為2.8m/s，s=0.7。其他方位計算的污染強度系數均大于這兩個方位，尤其是南風方污染強度系數高達4.2；北風方污染強度系數為2.8。故此，南北方向均不應設置污染源，而應將污染嚴重的工礦企業設置在東南東和西北西兩個方位的上風方，以減少對城市空氣的污染。

2.2 在沿海灘涂布設風機打造高品位旅游景區

盤錦遼河三角洲一帶擁有舉世罕見、遐爾聞名的名勝景區“紅海灘”。這里地勢平坦，風能資源極為豐富。在這里大興風力發電，一方面利用了無污染、可再生的風能資源，另一方面點綴了旅游景區，起到畫龍點睛的作用。在一望無垠的“紅地毯”邊緣錯落有致地樹起風力發電機，無疑會勾勒出一幅不可多得的風景畫，充分體現人與自然的和諧，大大提高旅游景區的品位，也符合“生態立市”的初衷。

2.3 科學計算風壓合理設計構件減少大風災害

盤錦春季多大風天氣，6級以上大風日數平均為20d；8級以上大風日數平均為12d。每年春季都有大風災害發生，主要危及廣告牌、鐵塔、路標等高大構筑物。這里除不可抗力之外，很大程度上是一些構筑物的設計布設不盡合理，風壓承受能力不足所致。

風是作用在建（構）筑物上的主要自然荷載之一。近地面風在設計各種建（構）筑物、電力、通信線路、廣告牌，城市和工廠規劃中都是一個重要參數。它密切關系著建（構）筑物的工程投資和安全系數。

風壓系指與風向垂直的結構物平面上所受到的最大風速壓強，單位是kg/m2。在中緯度平原地區，要求不很精確的情況下，基本風壓w0=1/16v2。按基本風壓公式，風速應是離地10米高、30年一遇的、自記10分鐘平均最大風速。盤錦地區對應的最大風速為25.0m/s，基本風壓為39kg/m2；進而算得20米高度風壓為49kg/m2；30米高度風壓為64kg/m2。所以，應根據建（構）筑物高度的不同，合理設計風壓承受能力。設計標準過高，造成工程投資浪費；標準過低，難以承受最大風壓重力，勢必造成大風災害。另外，除考慮風壓以外，孤立高大的構筑物還應考慮風頻分布，科學布設，盡可能減少迎風面的承壓面積，以避免不應有的損失。