近日,“河北省太行山區域風力提水風能評估”項目通過了河北省氣象局、河北省防汛抗旱指揮部辦公室組織的專家驗收。該項目于2010年5月開展工作,根據河北省防汛抗旱指揮部辦公室和河北省氣候中心達成的合作協議,通過對模擬結果進行分析,給出了河北省太行山區域內1km*1km分辨率的距地面10M 、20M、30M、40M、50M、60M、70M、80M、90M、100M高度上的年平均風速,達到了合同書各項指標的要求,建立了風力提水風能資源數據庫和共享服務系統數據庫、共享服務系統資料數據庫,完成了《太行區域山風能資源詳查和評估報告》,為河北省風能資源豐富但沒有灌溉條件的沿海、山區、半山區和丘陵地區風能提水解決山區抗旱水源問題,促進山區農業發展提供基礎數據和科學依據。
為風力提水提供風能資源評估是保障河北糧食安全的大事,河北省氣候中心組織專家進行廣泛調研和充分論證,經與防汛抗旱指揮部辦公室技術人員多次溝通協調,確立了科研意向和合作共識。省氣候中心技術人員根據氣候學、動力學等相關學科理論,對河道基流分布豐富和氣象觀測站網稀疏地區,運用高性能計算機,采用中尺度以及降尺度氣候預測模式對選定區域的風場進行模擬計算,建立風能資料數據庫,給出模擬河北省太行山區域的1*1km風場分布報告,建立了與河北省水利廳防汛抗旱指揮部辦公室資料共享的數據庫。
風能提水是因地制宜,利用小型農田水利設施建設補助專項資金支持高效節水灌溉工程建設,新建小型水源工程的同時,適當進行政策傾斜,支持和鼓勵風力排水、風力提水小型工程建設,主要解決小型農田水利設施最薄弱的環節,重點支持沿海中地產田改造和山丘區雨水集蓄利用、高效節水灌溉、小型水源建設,以及渠道、機電泵站等其他小型農田水利設施修復、配套和改造,將風力提水、風力排水作為河北省水資源合理配置和高效利用體系的主要組成部分,推進節水灌溉技術使用和收益面積的增長,提高山區、偏遠落后地區糧食產量和農民收入的同時,也提高農業用水效率和效益,改善山區生態環境,增強河北經濟社會科學發展后勁。
據悉,風力提水技術是充分利用河流、坑塘等水源,配備風力氣壓自控揚水機,實行低水高揚或近水遠送,解決地處偏遠,電力設施不足地區小規模零星分散地塊灌溉難題。用于農田灌溉的風力提水裝置中,1臺6m的風力提水機可在灌溉7.5 hm2耕地,提水成本為0.02元/t,遠低于柴油、電力提水成本,1年可增產節支約1萬元,而風力排水機的造價月2萬元。尤其是對于地處偏遠、風力資源豐富,而電力架設投資大的山、半山區,經濟社會效益特別突出。非農事季節可利用風車發電,解決山區農戶日常用電困難。
風力排水是利用風力提水裝置降低區域地下水位,改造中低產田鹽堿化的有效方式。在中低產田改造,河北省東部沿海鹽堿地占有較大比重,采用風力排水是改良鹽堿地的有效措施。一般1臺6米直徑的風力排水機控制排水面積7.5hm2,1年可增產節約1萬元。
2010年,河北省氣候中心首先完成涉縣、邢臺縣、平山縣、易縣四縣風資源的評估工作,提交分縣評估報告。2011年5月底前,提交太行山區各縣的研究成果報告。基于國家地理信息數據,利用美國國家大氣研究中心(NCAR)的全球再分析資料、北半球地面和高空每天的逐時次實時觀測資料,運用高性能計算機,采用MM5天氣氣候模式和Calmet氣候診斷模式相結合,對研究區域內1年的平均風場進行模擬計算,對研究區域內200m以下各高度層上的風場開展研究,在垂直高度至少分9層進行,然后運用多重嵌套網格系統插值理論等物理過程參數化技術,計算出所需高度層的1km*1km平均風場分布情況,通過分析評價,提交分析評估報告,利用GIS或GRAS系統對模擬計算輸出的數據進行圖形繪制,建立風力提水資料數據庫,對于選定縣的各種臺站參數和項目成果,在計算機上進行查閱。
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