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1、第八章新能源与生物质能源发展与研究··风能应用于河湖提水曝气和水力循环的探讨’’’尹炜雷阿林李德旺尹澄清长江水资源保护科学研究所武汉中国科学院生态环境研究中心北京服铁人风车武汉有限公司武汉摘要针对清洁的可再,生能源风能在水资源保护领域应用的可行性问题分析了我国风力提水发—展的现状,研究了水体曝气充氧技术和人工水力循环技术的进展,探讨了利用风能实现水环境改善与水,,生态修复的优势提出风力提水是可行的河湖水体曝气与水力循环的新方法并对风能利用技术的进一步推广应用进行了展望。关键词风力提水水
2、力循环跌水曝气水生态修复清洁能源月胃风能是一种清洁、资源丰富、不产生温室气体的自然可再生能源,无论从经济上或技术上都,。是一项可以首选的替代能源己成为全球能源开发利用的一大热点风能利用最常见的两种方式,,,是发电和提水风力提水是人类利用风能的主要形式之一它在提水过程中能量转换形式简单比风力发电更容易实现。风力提水在我国有着悠久的历史,江苏、浙江、福建等沿海地区是提水风车的故乡。风力提水可广泛用于农田灌溉、人畜饮水、海水制盐、水产养殖、农田排水、草场,。’】改良或滩涂改造等工程的提水作业经济效益和社会效益显著在水环境日益恶化且能源问题,,日益紧张的今天风力提水可以
3、引入水资源保护领域作为利用清洁能源实现水体人工循环和水,。体曝气的新方法以下就风能应用于水环境改善和水生态修复的可行性进行分析一、风力提水的现状风力提水总的工作原理为将风力机因风力而旋转的转轴运动应用传动机构使之转换成垂直方,。向的上下运动或较快转速的旋转运动以此来传动与之相连的活塞式水泵或旋转式水泵我国早。“在多年前就已应用风帆式风车提水古代科学著作《物理小识》中就有用风帆六幅车水灌”。,田的记载到世纪年代末这种传统的帆式风车提水机在江南和福建沿海地区仍在大量,。,,应用仅江苏就有多万台我国风力提水虽有悠久的历史但直至年代后在风力提水机,、、、
4、、组的研制和应用技术方面才得以成熟的发展并用于农田灌溉海水制盐水产养殖滩棘改造人畜饮水、草场改良等提水作业,有较好的经济效益和社会效益。,目前在风力提水机组的产品品种上我国已基本形成南方型低扬程大流水机组和北方型高扬,,、、程小流量风力提水机组两大系列约有十几种产品型号的风力提水机主要用于福建江苏天、、、。,津内蒙古河北山东等地我国东南沿海地区风能资源较丰富大部分地区年平均风速为面左右。为满足农田灌溉、水产养殖和盐场制盐等低扬程大流量提水作业需要,低扬程风力提水装置被开发应用,用于提取地表水,其扬程一般为,流量为一爪。内陆风能资源,、、
5、,一一!一较好的区域在中国北部如内蒙古甘肃青海等地年均风速而而风速年累计,,,,,刃此类地区大多为草原牧区人口分散难通电网因此高扬程小流量深井风力提水机组,、被用来为牧民和牲畜提供饮水或小面积草场灌溉对于改善当地牧民的生活生产条件具有明显。基金项目国家水体污染控制与治理科技重大专项《陌·!·中国环境科学学会学术年会论文集,,。的社会意义其扬程一般为一流量为一爪我国适合风力提水的区域辽阔、作业众多,因此发展风力提水是弥补当前农村、牧区能源不足的有效途径之一。但风力提水的前提是风
6、能资源和水资源,我国东南沿海、辽东和山东半岛以,,,及海上岛屿等地区风能资源丰富地表水源也丰富是我国以抽提地表水为主的最佳风力提水、、,,,区内蒙古青海甘肃和新疆北部河谷地带风能资源丰富地下水源也丰富是我国以抽提。地下水为主的较佳风力提水区风力提水工程选址时风能资源应具备以下条件年平均风速大于等于耐、年有效风速小时数大于、盛行风向的风频应大于等,故风速是风力提水工程应用的限制因子。另外风力提水机的启动风速也至关重要,一般情况下,风力提水机的启动,,需要三级风风速为耐大部分产品可以在风速耐时启动并且随着风力提水技术研发的深入,先后
7、出现了而启动风速、口启动风速甚至小于二级风风速启动风速的,。风力提水机为风力提水技术更广泛的推广应用奠定了基础,从环境保护和资源合理利用的角度出发风力提水技术在我国具有较大的潜在市场和广阔的,、,发展前景但目前风力提水行业发展存在着应用数量不多推广进展缓慢等问题主要体现在以,,下几个方面现代式风力提水机组造价较高一次性投资较大个体用户很少简易提水风,,车和传统帆式风车虽然造价低但可靠性较差操作管理维护较麻烦中间试验和示范项目投,,,入过少风力提水机新产品或科研样机在通过鉴定之后由于缺少中间试验这一环节用户对
