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

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進行可行性研究，該空調系統的應用，有利于推動節能減排。

地表水源熱泵；水溫；可行性研究

近年來，隨著建筑節能的呼聲越來越高，對降低建筑內空調系統的能耗的技術越來越重視。地表水地源熱泵空調系統作為一種節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的應用提供參考數據。

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南開始，至江寧營防鄉東為止，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。

根據南京市水利局提供的數據，綜合南京市境內主要河流的數據，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，更穩定、熱泵運行效率會更高，與冷卻塔相比，不但節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先推廣地表水源熱泵。南京長江沿岸多以大型的高新產業園為主，其特點均是沿江建設，大量密集型辦公、科研等公共建筑，具有穩定的冷熱空調需求，非常適合集中發展江水源熱泵技術。

根據南京的氣象、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，當地表水溫度過低（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。

南京市區現有16座污水處理廠，總處理規模144.5萬m3/日。除部分鎮建設污水處理廠對鎮區污水進行集中處理外，大部分鎮和村莊污水直接或只經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%，污水管網覆蓋率較高，其余地區普遍偏低。

南京主城、副城和新城規劃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。根據南京市市政公用局預測，2010年全市生活污水預期日產量189萬噸，工業廢水預期日常量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，工業廢水預期日常量40萬噸，日產總量可達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的低溫熱源，如果項目所在地周邊存在污水處理站，經技術經濟分析，在空調系統經濟的作用半價范圍內，適合發展以污水源熱泵空調系統為冷熱源的區域性供冷暖項目。

圖 1-3　南京市污水處理廠規劃

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的應用提供參考數據。