地源热泵建设项目水资源论证报告书.doc

地源热泵建设项目水资源论证报告书 地源热泵建设项目水资源 论证报告书 地源热泵建设项目水资源论证报告书 目目 录录 1 1 总论总论 1 1 1 项目来源 1 1 2 水资源论证的目的和任务 1 1 3 编制依据 2 1 4 取水规模 取水水源与取水地点 2 1 5 工作等级 3 1 6 分析范围与论证范围 4 1 7 水平年 5 1 8 论证委托书或合同委托与承担单位 6 2 2 建设项目概况建设项目概况 6 2 1 建设项目名称及项目性质 6 2 2 建设地点 占地面积和土地利用情况 6 2 3 建设规模及实施意见 7 2 4 建设项目业主提出的取用水方案 8 2 5 建设项目业主提出的退水方案 8 3 3 建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析 8 3 1 基本概况 8 3 2 水资源状况及其开发利用分析 9 3 3 区域水资源状况及开发利用分析 11 3 4 论证区水资源状况及开发利用分析 12 3 5 区域水资源开发利用存在的主要问题 12 4 4 建设项目取用水合理性分析建设项目取用水合理性分析 13 4 1 取水合理性分析 13 4 2 用水合理性分析 14 4 3 需水量节水措施分析 16 4 4 建设项目的合理取用水量 16 5 5 建设项目地下水资源论证建设项目地下水资源论证 18 5 1 依据的资料与方法 18 5 2 地下取水水源论证 18 地源热泵建设项目水资源论证报告书 6 6 取水的影响分析取水的影响分析 30 6 1 对区域水资源的影响分析 30 6 2 对其它用户的影响 31 6 3 结论 31 7 7 退水的影响分析退水的影响分析 31 7 1 水质 31 7 2 水温 31 7 3 地下水水位 32 7 4 水量 32 8 8 水资源保护措施水资源保护措施 32 9 9 建设项目取水和退水影响补偿建议建设项目取水和退水影响补偿建议 33 1010 建设项目水资源论证结论建设项目水资源论证结论 33 10 1 项目取用水量 33 10 2 取水水源的可靠性与可行性 33 10 3 取用水对水资源状况和其他用水户的影响 33 10 4 退水影响及水资源保护措施 34 10 5 取水方案 34 10 6 回灌方案 34 10 7 布井方案 34 10 8 建议 34 1 1 总论总论 1 11 1 项目来源项目来源 某房地产开发有限责任公司投资 1800 万元在某市某区 新墩镇花儿村二社兴建丰泽园 B 区住宅小区 规划总用地 面积 16666 6m2 为合理 高效利用浅层地热能 拟采用水 源热泵 地温中央空调 技术和设备进行冬季供暖 以此来 彻底改变现状传统的供热方式 创建节能环保型小区 本项目拟开采地下水作为水源热泵的供水水源 根据 建设项目水资源论证管理办法 2002 年 3 月 24 日水利 部 国家发展计划委员会令第 15 号 及有关法律 法规 为客观论证项目区含水层的供水能力和建设项目取水 退 水对周边环境及其它用水户的影响程度 受某房地产开发 有限责任公司的委托 甘肃省地矿局水文地质工程地质勘 察院承担了 某区丰泽园 B 区 2 号机组 地源热泵建设项 目 水资源论证工作 1 21 2 水资源论证的目的和任务水资源论证的目的和任务 1 2 1 目的 某区丰泽园 B 区 2 号机组 地源热泵建设项目水资 源论证目的是 通过对某市某区区域地下水资源状况及地 下水开发利用情况进行调查分析 论证项目取用水的合理 性 论证项目供热时的需用水量及可靠性与可行性 编写 建设项目水资源论证报告 为项目立项 审批提供基础资 料 1 2 2 任务 本次水资源论证工作的主要任务是 收集建设项目所 在地区的地质 水文地质 地下水动态 地下水水质 气 象等有关资料 根据某区丰泽园 B 区 2 号机组 地源热泵 取 用水需求及区域地下水资源现状 确定水文地质评价 范围 开展水文调查及水资源论证工作 主要完成以下工 作 收集建设项目所在区域地质 水文地质 地下水动 态 地下水水质 气象等有关资料 根据水利部有关技术标准及规定 论证项目取用水 的合理性 结合区域水文地质条件 论证项目抽取地下水作为 水源热泵用水的可行性和合理性 1 31 3 编制依据编制依据 本论证报告编制的主要依据有 1 中华人民共和国水法 2 甘肃省行业用水定额 甘政发 2004 80 号 3 取水许可和水资源费征收管理条例 4 建设项目水资源论证管理办法 5 建设项目水资源论证导则 试行 6 建设项目水资源论证报告书编制基本要求 7 全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调 动 力 建质 2003 4 号 8 地下水质量标准 GB T 14848 93 9 供水管井技术规范 GB50296 99 1 41 4 取水规模 取水水源与取水地点取水规模 取水水源与取水地点 1 取水规模 本项目冬季供暖期为 5 个月 150 天 每年 11 月 1 日至 下年 3 月 31 日 夏季不制冷用水 设计冬季高峰用水量 150m3 h 一般用水量按高峰用水量的 80 计 冬季一般用 水量为 120m3 h 2 取水水源和取水地点 取水水源 取第四系孔隙地下水作为取水水源 取水 井位于新墩镇花儿村二社丰泽园 B 区内 图 1 1 1 51 5 工作等级工作等级 1 根据业主提出的用水量需求 每天需水量 3600m3 年需水量 54 万 m3 2 论证区范围内 水平年 P 50 地下水天然补给 量为 22516 49 m3 a 现状地下水开采量为 6623 95 m3 a 水资源开发利用程度为 29 42 根据地下取水水源论证分类等级划分指标 表 1 1 依据业主提出的用水量需求及用水目的 并结合论证区水 资源开发利用程度 确定该建设项目取水水源论证等级为 三级 表 1 1 地下取水水源论证分类等级划分指标 分类指标一级二级三级 工业取水 104m3 d 1 0 3 1 0 3 生活取水 104m3 d 5 1 5 1 地质条件复杂中等简单 开发利用程度 70 或超采区 50 70 或平衡区 50 或有潜力区 1 61 6 分析范围与论证范围分析范围与论证范围 新墩镇花儿村二社丰泽园 B 区 2 号机组 热泵项目分 析范围的确定是以建设项目取用水有直接影响的区域为基 准 统筹考虑地下水流域与行政区域 根据项目所在地区 地质 水文地质条件以及水资源开发利用现状 将本次水 资源论证工作的分析范围确定某盆地东段 根据取水水源 所在地地下水的补给 径流 排泄条件及富水性 水质等 水文地质条件 结合区域水资源开发利用程度 特别是下 游邻近地带地下水的开发利用现状 确定本次论证范围为 某市城区及外围地带 图 1 2 1 71 7 水平年水平年 论证现状年一般选取与进行地下水水源论证时较接近 的年份 并避免特枯或特丰水年 项目用水是在不消耗地 下水资源量的基础上使用地下水中储存的能量 通过热泵 机组提取出水中的热能为建筑物供暖 目前规划区内地下 水开发利用程度较低 部分单位开采地下水用于消防 绿 化 因此 某区丰泽园 B 区 2 号机组 地源热泵水资源论 证现状水平年采用 2008 年 1 81 8 论证委托书或合同委托与承担单位论证委托书或合同委托与承担单位 某房地产开发有限责任公司 甲方 与甘肃省地矿局 水文地质工程地质勘察院 乙方 签订合同 委托乙方对 某区丰泽园 B 区 2 号机组 地源热泵项目 进行水资源 论证工作 委托单位 某房地产开发有限责任公司 承担单位 甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院 2 2 建设项目概况建设项目概况 2 12 1 建设项目名称及项目性质建设项目名称及项目性质 项目名称 某区丰泽园 B 区 2 号机组 地源热泵建设 项目水资源论证 项目性质 利用水源热泵系统为某区丰泽园 B 区 2 号 机组 供暖 新建 2 22 2 建设地点 占地面积和土地利用情况建设地点 占地面积和土地利用情况 建设项目区位于某市西郊 紧邻张大公路西侧分布 图 2 1 规划用地 16666 6m2 建筑密度 15 6 绿化 率 46 8 2 32 3 建设规模及实施意见建设规模及实施意见 建设规模 某区丰泽园 B 区 2 号机组 建筑占地面积 1934 1 m2 总建筑面积 供暖面积 19914 8m2 实施意见 某区丰泽园 B 区 2 号机组 地源热泵中央 空调提供热源 应智能集中控制 使整个住宅区的温度保 持舒适 同时又达到节能环保的效果 2 42 4 建设项目业主提出的取用水方案建设项目业主提出的取用水方案 2 4 1 取水方案 本项目取水全部取用地下水 规划设计取水井 1 眼 井深 124 米 单井出水量为 150m3 h 本项目规划设计的取水井仅为冬季供暖 其生活 绿 化等其他用水则由某市自来水公司统一供水 故本次不再 对其作为水资源论证的范畴 2 4 2 用水方案 热泵用水工艺 本项目仅以地下水作为水源热泵系统 提取地下相对恒温能源的介质 地下水从抽水井抽出后经 过与系统介质能量交换后又通过回灌井回灌到地下 整个 用水过程为封闭循环用水 不消耗水资源 地下水只与热 泵机组发生能量交换 2 52 5 建设项目业主提出的退水方案建设项目业主提出的退水方案 本项目规划设计回灌井 退水 3 眼 井深 124 米 将 完成热泵系统能量交换后的地下水通过回灌井全部回灌到 地下含水层中 3 3 建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析 3 13 1 基本概况基本概况 3 1 1 自然地理 某区地处河西走廊中段 黑河中游 东邻山丹县 西 接临泽县 南与民乐县 肃南裕固族自治县毗邻 北依龙 首山与内蒙古阿拉善右旗接壤 东西长约 66km 南北宽约 96km 行政区总土地面积 3694 60km2 地理坐标 东经 100 06 100 51 北纬 37 28 39 25 地貌 类型南部山前地带为冲洪积戈壁平原 北部绿洲区为细土 平原区 地势自南东向北西倾斜 地形平坦 地面坡降 5 30 3 1 2 水文气象 本区属北温带大陆性干旱气候 具有降水稀少 蒸发 强烈 昼夜温差大 日照时间长 四季分明等气候特点 据某市气象站资料 1991 2002 年 多年平均降水量 130 60mm 多年平均蒸发量 2004 30mm 蒸发量是降水量的 13 倍 年内降水主要集中在 6 9 月 约占多年平均降水总 量的 85 30 图 3 1 多年平均气温 7 2 多年最大 冻土深度 123cm 3 23 2 水资源状况及其开发利用分析水资源状况及其开发利用分析 3 2 1 水资源状况 3 2 1 1 地表水资源 就分析范围而言 发源于祁连山流径分析范围内的主 要河流由东向西依次有童子坝河 洪水河 海潮坝河 大 堵麻河 小堵麻河 酥油口河 黑河 大磁窑河等 10 余条 河流 均属黑河内陆水系 多年平均径流量为 21 01 108m3 a 其中 黑河是本区径流量最大的河流 多 年平均径流量为 15 98 108m3 a 年最大径流量 23 10 108m3 a 其补给来源中降水占 70 2 地下水占 25 8 冰川积雪融水占 4 属降水和地下水混合补给类型 的河流 民乐县境内的童子坝河 洪水河等 7 条河流 多 年平均径流量 4 21 108m3 a 某区境内的酥油口河 大磁 窑河等 3 条河流 多年平均径流量 0 82 108m3 a 上述河 流出山后即被水库拦蓄或纳入渠系 只有在汛期才有部分 河水流入平原地带 本世纪以来 由于全球气温的变化 升温 本区降雨量逐渐增多 致使黑河及其支流出山径 流量呈现出缓慢增加之趋势 资料统计 2001 年 2008 年 黑河出山径流量平均为 17 47 108m3 a 高于多年平均值 7 4 3 2 1 2 地下水资源 松散岩类孔隙水是某盆地东段主要的地下水类型 广 泛分布于盆地第四纪松散岩层中 受构造 地貌条件的制 约 盆地不同地带地下水的埋藏条件各不相同 总的规律 是 自山前至盆地内部 地下水埋藏深度逐渐变浅 北部 乌江一带泉水出露 南部山前洪积扇顶部水位埋深大于 200m 含水层由粗颗粒的砂砾卵石组成 地下水类型为单 一潜水层 至扇中地带 水位埋深 150 50m 含水层中含 泥质渐多 扇缘和细土平原南部 水位埋深 50 10m 含水 层颗粒渐细 由单一的潜水层渐变为多层的潜水 承压水 含水综合体 黑河 山丹河沿岸地带水位埋深小于 3m 乌 江一带泉水成呈片状溢出 图 3 2 3 33 3 区域水资源状况及开发利用分析区域水资源状况及开发利用分析 据 2008 年度某市水利年报资料统计 2008 年某盆地东 段引水总量为 12 93 108m3 其中河源来水量 10 38 108m3 地下水开采总量为 2 55 108m3 a 以各供 水对象分析 农业灌溉用水比重较大 总用水量为 9 78 108m3 工业及生活用水开采量相对较小 为 3 15 108m3 据 河西走廊地下水勘查报告 某盆地东段地下水允 许开采量为 4 54 108m3 a P 50 现状条件下 盆地东 段地下水开采量为 2 55 108m3 a 由此 根据现状开采量 和允许开采量计算得出 某盆地东段地下水开发利用程度属 中等 为56 12 3 43 4 论证区水资源状况及开发利用分析论证区水资源状况及开发利用分析 据 2008 年度某区水利年报资料统计 2008 年总引水量 为 8 70 108m3 其中河源来水量 6 86 108m3 地下水年开 采总量为 1 84 108m3 a 以各供水对象分析 农业灌溉用 水比重较大 总用水量为 6 88 108m3 占总用水量的 79 08 工业及生活用水用采量相对较小为 0 65 108m3 占总用水量的 7 47 生态用水 1 18 108m3 占总用水量 的 13 56 依据 某区水资源配置方案 境内工业配置总水量为 0 345 108m3 而实际用水量为 0 337 108m3 水量余额为 0 008 108m3 生活配置总水量为 0 32 108m3 而实际用 水量为 0 311 108m3 水量余额为 0 009 108m3 因此 本 项目无论按工业用水还是按生活用水评价 均能满足项目 用水 3 53 5 区域水资源开发利用存在的主要问题区域水资源开发利用存在的主要问题 3 5 1 水资源短缺 供需矛盾较突出 某市境内降雨稀少 蒸发强烈 用水主要依靠过境水 资源 区内人均水资源量只有 1250m3 亩均水量 511m3 分 别为全国平均的 75 和 29 依据国际标准 属中度缺水地 区 另外 黑河径流年内分配不均 且来水需水过程极不 均匀 造成每年夏灌期间 卡脖子 旱日趋严重 使之境 内水资源供需矛盾日渐突出 3 5 2 用水结构不合理 水资源利用经济效益低下 由于历史传统原因 农业一直是某用水的绝对主体 虽然农业用水比例从2000年的近90 调整到了2005年的 80 但与全国平均水平相比 用水结构中农业用水比例仍 然过大 这种 一头沉 的不合理用水结构造成区域单方 水GDP产出偏低 区域水资源利用经济效益低下 4 4 建设项目取用水合理性分析建设项目取用水合理性分析 4 14 1 取水合理性分析取水合理性分析 本项目建设符合国家可再生能源利用的政策 同时符 合水资源管理要求及水资源高效利用 因此 项目建设取 水是合理的 其合理性主要表现在以下几个方面 1 符合国家可再生能源利用的政策 随着社会经济的平稳 快速发展 致使对石油 煤炭 天然气等能源需求量将会呈现出增大态势 未来能源将会 形成日趋紧张的局势 因此 寻求可再生能源资源来缓解 能源供需紧张的局面已势在必行 目前 通过水源热泵利 用可再生 清洁的地下水热源 通过热能交换来代替传统 的冬季燃煤供暖方式 具有广阔的发展前景 符合国家对 可再生能源发展的政策 2 清洁环保 高效节能 目前 冬季供暖基本为传统的燃煤锅炉供暖 据有关 资料统计 燃煤锅炉传热效率为 70 90 其余 10 30 的热量将随水蒸气而蒸发 造成能源浪费较大 同时 燃 煤锅炉运行期间既耗水又污染周围环境 经济及环境效益 低下 水源热泵作为一种高新供暖技术 在充分吸收地下 水体恒定温度的基础上 以循环水为载体通过热交换进行 供暖 具有清洁环保之功效 同时 水源热泵比电锅炉节 能三分之二以上的电能 比燃煤锅炉节能三分之一以上的 电能 通常热源系统消耗 1kw 的能量可获得 4kw 以上的热 量 基本达到了高效节能之目的 另外 水源热泵系统为 封闭运行系统 系统回灌水量 水质等同于取水量和取水 水质 不会对附近地带地下水的动态 水位 水质 产生 影响 因此 采用水源热泵系统进行供暖 即清洁环保 又高效节能 3 技术成熟 推广前景广阔 水源热泵技术以其独特的设计理念和地下浅层稳定可 靠的 热源 为依托 在供暖领域取得了快速的发展 已 成为世界上最先进的供热技术 欧美许多经济发达国家已 广泛应用 近年来 该项技术在国内各省区已被积极推广 应用 目前 某市区已有个别用户采用该项技术进行冬季 供暖 其应用效果和经济效益极为明显 其市场发展前景 广阔 4 符合水资源优化配置 水源热泵供热虽然开采利用地下水 但它获取地下水 体中的热源后 则通过回灌井全部回灌于地下水体中 循 环系统并不消耗水量 因此 该系统取水符合水资源优化 配置 取水合理 综上所述 采用水源热泵冬季供暖 符合我国能源产 业政策 属于国家鼓励发展的项目 项目取水是合理的 4 24 2 用水合理性分析用水合理性分析 4 2 1 冷热负荷计算 某区丰泽园 B 区 2 号机组 建筑全为十一层住宅楼 取暖面积 19914 8m2 根据 全国民用建筑工程设计技术措 施 暖通空调 动力 中各类建筑的热负荷指标及本项目 特点 某区丰泽园 B 区 2 号机组 热负荷指标以住宅区的 热负荷指标为参考依据 取热负荷指标为 45W m2 通过计 算 得出某区丰泽园 B 区 2 号机组 总热负荷 WH 19914 8 45 897kW 4 2 2 用水量计算 按照某区丰泽园 B 区 2 号机组 取暖面积所需要的热 负荷值计算所需水量 某区丰泽园 B 区 2 号机组 冬季供 热所需的总热负荷为 897kW 用水量理论计算公式 冬季用水量 1 1 163 H H COPW Q COPt 其中 COP 一般选 5 QH为冬季地下水需用量 单位 为 m3 h WH为总热负荷值 单位 KW t 为提取水温温差值 单位 根据以上公式进行计算 井水循环提取的温差按 6 计 算 则某区丰泽园 B 区 2 号机组 热泵冬季高峰需水量 QH 897 0 8 6 1 163 102m3 h 热泵一般运行时需水量按照高峰需水量 80 计算 冬季 取暖一般用水量为 82m3 h 4 2 3 用水合理性分析 本项目用水由两部分组成 其中 居民生活及环境绿 化用水由某市自来水公司利用城市供水管网统一供给 而 水源热泵系统冬季供暖则规划利用地下水源进行供水 1 用水原理 水源热泵供热系统由供热 循环两部分组成 供热部 分为取水 加压 提热 热交换系统 水源热泵机组工作 原理就是在冬季从地下水源中提取热量送到建筑物中循环 运行介质为自来水 是将热交换系统传输的热能通过水体 循环输送到用户 最终实现供暖目标 2 水平衡分析 本项目规划设计 1 眼取水井和 3 眼回灌井 取水只是 把地下水作为热源 利用循环水进行热交换 交换后全部 回灌地下水体中 整个循环过程不消耗地下水资源 因此 供暖系统运行期间始终保持地下水抽灌平衡 对区域地下 水动态变化不产生影响 3 用水指标合理性分析 本项目利用热泵原理完成供暖运行期间抽水 回灌始 终保持水量平衡 同时 循环系统为封闭型 故热量交换 过程中不消耗水资源 也不向外界排放废水 废气 是一 项绿色环保型采暖工艺 因此 项目用水效率高 其用水 是合理的 4 34 3 需水量节水措施分析需水量节水措施分析 水源热泵用水工艺是采用封闭式循环用水技术 对所 用地下水而言 只是以地下水作为介质提取地下能量 整 个过程不消耗地下水资源 该项目节水潜力和措施主要表 现在 1 空调末端建筑物的保温措施 建筑材料保温性能好 热泵系统用水量就相应减少 建筑材料保温性能差 热泵 系统用水量就多 所以建筑材料应尽可能选择保温性能好 的 2 门窗在适时通风过后应及时关闭 这样就减少了室 内与外界能量的交换 同时也相应减少了工艺用水 3 加强雨水利用 建立雨洪收集系统 实现雨水资源 化 收集处理后的雨洪水可以用于地下水回灌 涵养地下 水资源 4 44 4 建设项目的合理取用水量建设项目的合理取用水量 4 4 1 日循环需水量 不同使用时间 系统运行负荷不同 根据某区丰泽园 B 区 2 号机组 特点及用途进行日需水量计算 以冬季最冷天为例 水源热泵系统工作时间按照每日 22 小时计算 高峰时段 7 小时 需水量 102m3 h 一般时段 共 6 小时 需水量按高峰时段的 80 计 为 82m3 h 维持时 段共 9 小时 需水量按高峰时段的 40 计 为 41m3 h 具体 运行时间表及各时间段用水量见表 4 1 表 4 1 冬季热泵运行日需水量计算表 时间 运行状 态 水量 m3 时间 运行状 态 水量 m3 0 00 1 00维持41 12 00 13 00 停机0 1 00 2 00维持41 13 00 14 00 停机0 2 00 3 00维持41 14 00 15 00 维持41 3 00 4 00维持41 15 00 16 00 维持41 4 00 5 00维持4116 0017 00一般82 5 00 6 00维持41 17 00 18 00 一般82 6 00 7 00一般82 18 00 19 00 高峰102 7 00 8 00高峰102 19 00 20 00 高峰102 8 00 9 00高峰102 20 00 21 00 高峰102 9 00 10 00高峰102 21 00 22 00 一般82 10 00 11 00 高峰102 22 00 23 00 一般82 11 00 12 00 一般82 23 00 24 00 维持41 冬季高峰日循环需水量为 102 7 82 6 41 9 1575m3 d 取水井 1 眼 单井供水量 为 1575 m3 d 4 4 2 年循环需水量 某区丰泽园 B 区 2 号机组 供暖季从每年 11 月 1 日 至下年 3 月 31 日 运行 5 个月 150 天 高峰时间 100 日 计算时以理论值为依据 一般日用水量按高峰日用水量的 80 计算 全年总需水量 Q 100 1575 50 1575 0 8 22 万 m3 a 5 5 建设项目地下水资源论证建设项目地下水资源论证 5 5 1 1 依据的资料与方法依据的资料与方法 依据的资料主要有 1 自然地理 社会经济 2 某市地下水资源及其开发利用规划报告 甘肃地 勘局第二水文地质工程地质队 1997 年 9 月 3 某市城区供水扩建工程东郊水源地勘探报告 甘 肃省地矿局水文地质工程地质勘察院 2005 年 5 月 4 某区开采井专项调查报告 甘肃省地矿局水文地 质工程地质勘察院 2004 年 4 月 5 25 2 地下取水水源论证地下取水水源论证 5 2 1 水文地质条件分析 5 2 1 1 地下水的埋藏与分布 论证区位于冲洪积细土平原区 地下水类型为松散岩 类孔隙水 根据地下水的赋存条件 水力性质等 可将本 区地下水划分为潜水和潜水 承压水 现分别论述 1 潜水 分布于论证区 312 国道 城区以南广大区域主要为潜 水分布区 含水层岩性为砂 砂砾石及砂砾卵石组成 厚 度 120 130m 含水层富水性好 单井出水量为大于 10000m3 d 降深 10m 口径 16 下同 2 潜水 承压水 分布于论证区 312 国道 城区以北 含水层为多层结 构的砂 砂砾石 上部为潜水 下部为承压水 含水层单 层厚 20 30m 承压水第一含水层顶板埋深一般为 20 30m 最浅为 5m 至流泉村 原市社会福利院一带小于 1m 承压水头一般高于潜水位 1 2m 含水层厚度 25 60m 其富水性较好 单井出水量 1000 3000m3 d 地下水位埋深自南西而北东渐浅 南部地带水位埋深 大于 10m 城区一带埋深小于 5m 至 312 国道以北水位埋 深小于 3m 并在地势低洼地带地下水溢出地表 形成常年 性积水湿地以及盐碱湿地 草甸湿地 5 2 1 2 含水岩 组 富水性 某盆地东段富水性最丰富的地段是黑河洪积扇下部及黑河 沿岸地带 单井 降深 5m 出水量大于 5000m3 d 其次是 扇中地带 单井出水量 3000 5000m3 d 南北山前最差 小于 1000m3 d 项目区内为 5000m3 d 图 5 1 5 2 1 3 地下水的补 径 排条件 区内地下水主要接受南部地带的地下径流侧向补给 其次为黑河河道入渗补给及灌溉渠系 田间水入渗补给等 受地形和补给源的控制 地下水径流方向在城区西侧 由 南西向北东径流 城区东侧由南而北 山丹河以北 则由 东向西径流 水力坡度一般为 2 5 5 地下水径流至洪积扇缘及细土平原区 以泉的形式溢 出地表 成为论证区地下水主要的天然排泄方式 地下水 的侧向流出和潜水的蒸发蒸腾亦是地下水的天然排泄方式 之一 开采是主要的人工排泄方式 5 2 1 4 地下水动态 论证区地下水年内动态和年际动态较为显著 影响地 下水动态变化的主要因素是地下径流和人类的灌溉过程 1 潜水动态 a 年内动态 2008 年度 潜水水位的变化过程反映了径流 开采 灌溉对动态 的影响 一般受灌溉的影响 5 月水位开始上升 图 5 2 7 月底上升至最高水位 8 月份受地下水开采的控制 水位 开始开始下降 9 月份降至最低 10 份以后受地下水径流 增加的影响 潜水水位也开始逐渐上升 11 月份冬灌时水 位上升速度较快 11 12 月上升至高水位并持续到翌年元 月份 b 年际动态 2001 2007 年度 据区内已有 2001 2007 年度 地下水动态资料分析 论证区潜水水位在 2001 年以前一直处于下降状态 至 2001 年降至最低水位 与 1989 年相比 下降幅度达 1 26m 年 平均下降 0 10m a 自 2002 2008 年以来 论证区潜水水 位处于持续缓慢上升状态 图 5 3 2007 年与 2001 年 比较 水位上升幅度达 0 87m 年平均上升 0 145m a 图图 5 35 3 论证区潜水水位多年动态过程曲线论证区潜水水位多年动态过程曲线 1458 1460 1462 1989199219951998200120042007年 水位高程 m 86 号孔 2 承压水动态 a 年内动态 2008 年度 根据论证区内的 2 1 孔 深层承压水 2 2 孔 浅 层承压水 动态资料分析 承压水在年内的动态变化特征 属于开采性动态类型 图 5 4 对比分析监测数据不难 看出 深层承压水与浅层承压水水位呈同步变化 一般 5 月份随着农业灌溉开采的开始 地下水位开始下降 7 月底 降至最低水位 8 9 月份随着大面积农灌开采的结束 水 位迅速回升 10 11 份月达到最高水位并持续至翌年 3 4 月 据统计 年内变幅为 4 43 8 81m 由南而北变幅逐渐 增大 b 年际动态 2004 2007 年度 据我院多年动态监测数据统计 论证区承压水水位多 年动态特征呈稳定状态 主要表现在年最高水位基本保持 不变 年最低水位呈现逐年上升趋势 水位年变幅逐年减 小 图 5 5 年变幅由 2004 年的 12 61m 降至 2007 年的 8 78m 图图 5 5 5 5 论论证证区区承承压压水水位位 2 20 00 04 4 2 20 00 07 7 年年 动动态态过过程程曲曲线线 5 2 2 地下水资源量分析 用水均衡法计算地下水资源 其计算边界与论证区边 界基本吻合 均衡面积 231 46km2 图 5 6 均衡期选定于 2009 年 1 月 1 日 2009 年 12 月 31 日 均衡方程式为 Q 河 Q渠 田 Q降凝 Q侧入 Q开 Q蒸 Q泉 Q 侧出 Q 式中 Q 河 黑河水入渗量 Q 渠田 渠系及田间灌溉水入渗量 Q 降凝 降水 凝结水入渗量 Q 侧入 地下径流流入量 Q 开 地下水开采量 Q 蒸 蒸发蒸腾量 Q 泉 泉水溢出量 Q 侧出 侧向流出的地下径流量 Q 均衡期始末地下水储量变化量 上述各均衡要素单位均为 104m3 a 2 均衡要素计算 某市城区扩建工程东郊水源地水文地质勘探中 曾在 论证区内于 2003 2004 年进行过水文地质勘探试验及地下 水均衡计算 其均衡区范围与论证区范围基本一致 故本 次论证区地下水均衡计算参数的选取 均衡要素的计算则 直接应用该项目的计算成果 3 地下水均衡 论证区地下水均衡计算见表 5 1 表 5 1 论证区地下水 均衡计算表 补给量 104m3 a 排泄量 104m3 a 项 目 年 份 河 水 入 渗 渠系 田间 水入 渗 降 水 凝 结 水 入 渗 地下 径流 渗入 量 合 计 蒸 发 蒸 腾 机 井 开 采 泉水 溢出 地 下 径 流 流 出 量 合 计 20 08 871 6 9 9 4292 81 10 757 98 8748 71 22516 49 193 313 0 4 2 658 1 9 5 7320 47 56 0 326 8 2 5 20300 62 1773 90 7 4 14 42 6 6 68 项 目 年 份 计算补排差 104m3 a 实测储量变化量 104m3 a 均衡误差 20 08 2215 87 2382 626 7 注 括号内数字已扣除重复量 由上表统计得出 均衡区地下水总补给资源量为 22516 49 104m3 a 总排泄量为 20300 62 104m3 a 补排 差为 2215 87 104m3 a 均衡期始末地下水储量变化为 2382 62 104m3 a 均衡相对误差为 6 7 均衡绝对误差 166 75 104m3 a 说明选择的各项均衡要素和利用的相关 参数符合客观实际 4 地下水储存资源 地下水储存资源计算范围与均衡区基本一致 计算公 式 Q 储 FH Q 储 地下水储存资源 含水层平均给水度 依据前人资料 取 0 23 0 25 F 含水层分布面积 km2 从图上利用 MAPGS 制图软 件量取 H 含水层平均厚度 m 依据物探电测深资料及勘探 资料取一定的折算系数确定均衡区平均含水层厚度为 155 00m 经计算 均衡区地下水储存资源为 71 63 108m3 5 地下水允许开采量 a 地下水允许开采量的确定原则 a 地下水开采引起的水位下降值不引起生态环境恶化 b 向下游的地下侧向流出量相对稳定 b 地下水允许开采量 采用水量均衡法计算允许开采量 计算公式为 Q 开 Q总补 Q总排 F H t 式中 Q 开 地下水允许开采量 104m3 a Q 总补 地下水总补给量 104m3 a Q 总排 包括机井开采及地下水侧向流出量 104m3 a F H t 开采期地下水储量变化量 104m3 a 根据地下水均衡计算结果 现状 P 50 条件下 依据允许开采量的确定原则给定设计降深 S 1 0m 算得 现状条件下论证区地下水允许开采量为 7539 45 104m3 a 占天然补给量的 33 48 6 地下水允许开采量保证程度分析 根据前面的计算 论证区地下水允许开采量为 7539 45 104m3 a 水平年 相当于含水层地下水位平均 下降 0 25m 的储存资源 再者 允许开采量只占评价区天 然补给量的 33 48 说明论证区计算的允许开采量不但合 理可行 而且保证程度较高 可见某市某区内地下水水位 基本成平衡趋势 近年来出现上升的状况 项目区单井出 水量 降深 3 5m 为 3000 5000m3 d 能够保障取水井的 需水量 1988 m3 d 水源热泵系统用水时不消耗地下水 所以热泵用水不影响地下水资源的变化 从长远趋势上分 析 本区地下水资源可以满足项目用水 5 2 3 用水井确定及井位布置 1 项目热泵用水井数的确定 某区丰泽园 B 区 2 号 机组 热泵机组提取 5 温差时 高峰用水量为 102m3 h 设计单井涌水量 150m3 h 所以需要开凿 1 眼热泵取水井就 能满足热泵机组高峰用水量 项目回灌井设计回灌量为 150m3 h 所以需要开凿 3 眼回灌井才能满足热机组高峰用 水量的地下水回灌量 故某区丰泽园 B 区 2 号机组 热泵 机组采用 1 抽 3 灌的方案共 4 眼用水井即可满足供暖需求 2 项目热泵用水井布置 水井布设依据水务局规定和 要求 各井井间距离大于 50m 用水井距离建筑物大于 30m 拟建建筑物采用箱型基础 持力层为砾卵石层 砾卵 石层在地下水位降低时压缩变形很小 同时 地温中央空 调系统运行期间 为保护地下水资源 需将利用过的地下 水回灌 建筑物之下的地下水位变化不大 空调机组运行 期间利用地下水对建筑物不会造成影响 5 2 4 开采后的地下水水位预测 水源热泵项目仅以地下水作为热泵机组与地下能量交 换的介质 系统用水为循环用水 如果保证抽取的地下水 能够完全回灌 整个用水过程不消耗地下水资源 抽水井 造成的地下水位下降在一定时间和一定范围内 小于 60m 通过回灌后得到回补 而不会影响区域地下水水位的变化 因此项目用水不会影响区域地下水位的变化 5 2 5 地下水温动态 水温是地下水体热能的具体表现 据我院在某市第二 水厂钻孔观测资料 本区地下水埋深 50 100 米为地下水恒 温带 水温 10 12 5 2 6 地下水水质评价 5 2 6 1 水质评价的依据和分类 采用国标 GB T14848 93 地下水质量标准 对论证区 地下水进行综合评价 该标准将地下水水质划分为五类 类水主要反映地下水化学组分的天然低背景含量 适合于各种用途 类水主要反映地下水化学组分的天然背景含量 适 合于各种用途 类水以人体健康基准值为依据 主要适用于集中式 生活饮用水源及工 农业用水 类水以农业和工业用水要求为依据 除适用于农业 和 部分工业用水外 适当处理后可作为生活用水 不宜饮用 其它用水可根据使用目的选用 5 2 6 2 水质评价方法 首先 分别计算单项组分评价值 Fi 表 5 2 表 5 2 单项组分评价分值 Fi 表 类别 Fi013610 然后 根据下式计算综合评价分值 F F 2 max 2 2 FF n i i F n F 1 1 式中 F 各单项组分评价分值 i F的平均值 maxF 单项组分评价分值 i F的最大值 n 各项组分总数 最后 根据计算的 F 值按表 5 3 划分地下水质量级别 表 5 3 地下水水质综合评价分值表 级别 Fi 0 80 0 80 2 50 2 50 4 25 4 25 7 20 7 20 5 2 6 3 评价因子选取 选取 PH 总硬度 硫酸盐 氯化物 铁离子 高锰酸 盐 硝酸盐 以氮为主 亚硝酸盐 以氮为主 氨氮 氟化物等 10 个评价因子 以 2008 年 12 月地下水质分析资 料为基础 5 2 6 4 评价结果 通过对论证区 2 个水质点的水质综合评价 表 5 4 初步得出 论证区地下水为优良级 水 适用于各种 用途 表 5 4 2008 年论证区地下水水质评价成 果一览表 点 位 P H 总硬 度 Ca CO3 mg L 硫 酸 盐 m g L 氯 化 物 m g L 铁 Fe m g L 高 锰 酸 盐 指 数 m g L 硝 酸 盐 氮 m g L 亚 硝 酸 盐 氮 m g L 氨 氮 m g L 氟 化 物 m g L FF 7 7 192 2 59 6 19 5 0 1 5 0 4 8 1 4 5 0 0 006 0 0 16 0 1 3 0 73 二 水 厂 0 27 优 良 8 2 186 1 61 5 18 4 0 2 5 0 4 7 1 2 4 0 0 024 0 0 15 0 1 5 2 15 水 勘 院 0 47 良 好 5 2 7 取水可靠性与可行性分析 1 取水可靠性分析 项目区内居民生活用水 工业 企业和大部分绿化用 水均由市政供水 且大部分的自备井均已关闭 只有个别 单位的自备井用于消防补压用水和绿化用水 区内自行取 水的用户很少 所以区内的地下水资源可用于水源热泵空 调系统取水 2 取水可行性分析 根据我院在项目区附近水井抽水试验资料及区域富水 性显示 水位降深 2 3m 时 单井出水量为 150 250m3 h 项目高峰用水 102m3 h 所以在本地区开凿 1 眼地下取水井 可以满足项目高峰用水 项目取水采用潜水泵 可以直接 从第四系含水层中取地下水 所以项目取水是可行的 工作区第四系地下水水质硬度 总矿化度较底 按地 下水质量标准分类为 类水 地下水水温 10 12 基本恒 温 而热泵用水对水质没有特殊要求 水温变幅需较稳定 故该地区地下水水质 水温均可以满足项目热泵系统用水 需求 综上所述 本区的水文地质条件可以满足某区丰泽园 B 区 2 号机组 地源热泵系统建设项目的热泵用水水源要 求 6 6 取水的影响分析取水的影响分析 6 16 1 对区域水资源的影响分析对区域水资源的影响分析 由于水源热泵系统工程为 抽灌分离 封闭循环用水 系统 热泵系统取水是通过抽水井提取上来的地下水经过 热泵系统循环后从回灌井又注入到地下含水层中 整个用 水过程不消耗地下水资源 因此项目取水不会对区域水资 源产生影响 6 26 2 对其它用户的影响对其它用户的影响 项目采用 抽灌 循环系统提取和利用地下水 单个 井抽水和回灌均在其 60m 范围内完成 同时单井抽取的地 下水最终通过回灌井回灌到相同地下含水层中 不会对其 他用水户产生影响 项目区位于某市城西郊 周边没有大型工矿企业 而 周边居民生活用水全部由市政自来水公司供给 项目区离 某市第二水厂及市中心均大于 2000m 因热泵运行时水位 水温影响范围一般小于 60m 所以项目运行时不会对其产生 影响 6 36 3 结论结论 通过以上分析 某区丰泽园 B 区 2 号机组 热泵项目 运行时 不会对区域地下水资源产生影响 也不会引起区 域地下水温度场的变化 据 1981 年 北京市重型机器厂回 灌试验报告 地下水水位和地下水水温只能影响到用水井 最外侧水井 60m 以内的范围 7 7 退水的影响分析退水的影响分析 退水影响主要涉及到退水水质 退水水量 退水时造 成的地下水水位上升三个方面的问题 具体分析如下 7 17 1 水质水质 水源热泵系统项目退水 除温度外 进出水水质基本 没有变化 7 27 2 水温水温 项目取水的目的是利用地下水体的热能 地下水热能 的转化即意味着以调节水温变化为代价 由于取水井与回 灌井间距适宜 且考虑到回灌水降低取水层 含水层 的 温度 本项目规划设计了相应的取水深度和回灌深度 使 其达到不同层位水温的平衡 因此 项目的实施对地下水 体的温度基本不会造成影响 7 37 3 地下水水位地下水水位 项目用水经回灌井回灌到地下