地源熱泵建設項目水資源論證報告書.doc

地源熱泵建設項目水資源論證報告書 地源熱泵建設項目水資源 論證報告書 地源熱泵建設項目水資源論證報告書 目目 錄錄 1 1 總論總論 1 1 1 項目來源 1 1 2 水資源論證的目的和任務 1 1 3 編制依據(jù) 2 1 4 取水規(guī)模 取水水源與取水地點 2 1 5 工作等級 3 1 6 分析范圍與論證范圍 4 1 7 水平年 5 1 8 論證委托書或合同委托與承擔單位 6 2 2 建設項目概況建設項目概況 6 2 1 建設項目名稱及項目性質 6 2 2 建設地點 占地面積和土地利用情況 6 2 3 建設規(guī)模及實施意見 7 2 4 建設項目業(yè)主提出的取用水方案 8 2 5 建設項目業(yè)主提出的退水方案 8 3 3 建設項目所在區(qū)域水資源狀況及其開發(fā)利用分析建設項目所在區(qū)域水資源狀況及其開發(fā)利用分析 8 3 1 基本概況 8 3 2 水資源狀況及其開發(fā)利用分析 9 3 3 區(qū)域水資源狀況及開發(fā)利用分析 11 3 4 論證區(qū)水資源狀況及開發(fā)利用分析 12 3 5 區(qū)域水資源開發(fā)利用存在的主要問題 12 4 4 建設項目取用水合理性分析建設項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 需水量節(jié)水措施分析 16 4 4 建設項目的合理取用水量 16 5 5 建設項目地下水資源論證建設項目地下水資源論證 18 5 1 依據(jù)的資料與方法 18 5 2 地下取水水源論證 18 地源熱泵建設項目水資源論證報告書 6 6 取水的影響分析取水的影響分析 30 6 1 對區(qū)域水資源的影響分析 30 6 2 對其它用戶的影響 31 6 3 結論 31 7 7 退水的影響分析退水的影響分析 31 7 1 水質 31 7 2 水溫 31 7 3 地下水水位 32 7 4 水量 32 8 8 水資源保護措施水資源保護措施 32 9 9 建設項目取水和退水影響補償建議建設項目取水和退水影響補償建議 33 1010 建設項目水資源論證結論建設項目水資源論證結論 33 10 1 項目取用水量 33 10 2 取水水源的可靠性與可行性 33 10 3 取用水對水資源狀況和其他用水戶的影響 33 10 4 退水影響及水資源保護措施 34 10 5 取水方案 34 10 6 回灌方案 34 10 7 布井方案 34 10 8 建議 34 1 1 總論總論 1 11 1 項目來源項目來源 某房地產(chǎn)開發(fā)有限責任公司投資 1800 萬元在某市某區(qū) 新墩鎮(zhèn)花兒村二社興建豐澤園 B 區(qū)住宅小區(qū) 規(guī)劃總用地 面積 16666 6m2 為合理 高效利用淺層地熱能 擬采用水 源熱泵 地溫中央空調(diào) 技術和設備進行冬季供暖 以此來 徹底改變現(xiàn)狀傳統(tǒng)的供熱方式 創(chuàng)建節(jié)能環(huán)保型小區(qū) 本項目擬開采地下水作為水源熱泵的供水水源 根據(jù) 建設項目水資源論證管理辦法 2002 年 3 月 24 日水利 部 國家發(fā)展計劃委員會令第 15 號 及有關法律 法規(guī) 為客觀論證項目區(qū)含水層的供水能力和建設項目取水 退 水對周邊環(huán)境及其它用水戶的影響程度 受某房地產(chǎn)開發(fā) 有限責任公司的委托 甘肅省地礦局水文地質工程地質勘 察院承擔了 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 地源熱泵建設項 目 水資源論證工作 1 21 2 水資源論證的目的和任務水資源論證的目的和任務 1 2 1 目的 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 地源熱泵建設項目水資 源論證目的是 通過對某市某區(qū)區(qū)域地下水資源狀況及地 下水開發(fā)利用情況進行調(diào)查分析 論證項目取用水的合理 性 論證項目供熱時的需用水量及可靠性與可行性 編寫 建設項目水資源論證報告 為項目立項 審批提供基礎資 料 1 2 2 任務 本次水資源論證工作的主要任務是 收集建設項目所 在地區(qū)的地質 水文地質 地下水動態(tài) 地下水水質 氣 象等有關資料 根據(jù)某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 地源熱泵 取 用水需求及區(qū)域地下水資源現(xiàn)狀 確定水文地質評價 范圍 開展水文調(diào)查及水資源論證工作 主要完成以下工 作 收集建設項目所在區(qū)域地質 水文地質 地下水動 態(tài) 地下水水質 氣象等有關資料 根據(jù)水利部有關技術標準及規(guī)定 論證項目取用水 的合理性 結合區(qū)域水文地質條件 論證項目抽取地下水作為 水源熱泵用水的可行性和合理性 1 31 3 編制依據(jù)編制依據(jù) 本論證報告編制的主要依據(jù)有 1 中華人民共和國水法 2 甘肅省行業(yè)用水定額 甘政發(fā) 2004 80 號 3 取水許可和水資源費征收管理條例 4 建設項目水資源論證管理辦法 5 建設項目水資源論證導則 試行 6 建設項目水資源論證報告書編制基本要求 7 全國民用建筑工程設計技術措施 暖通空調(diào) 動 力 建質 2003 4 號 8 地下水質量標準 GB T 14848 93 9 供水管井技術規(guī)范 GB50296 99 1 41 4 取水規(guī)模 取水水源與取水地點取水規(guī)模 取水水源與取水地點 1 取水規(guī)模 本項目冬季供暖期為 5 個月 150 天 每年 11 月 1 日至 下年 3 月 31 日 夏季不制冷用水 設計冬季高峰用水量 150m3 h 一般用水量按高峰用水量的 80 計 冬季一般用 水量為 120m3 h 2 取水水源和取水地點 取水水源 取第四系孔隙地下水作為取水水源 取水 井位于新墩鎮(zhèn)花兒村二社豐澤園 B 區(qū)內(nèi) 圖 1 1 1 51 5 工作等級工作等級 1 根據(jù)業(yè)主提出的用水量需求 每天需水量 3600m3 年需水量 54 萬 m3 2 論證區(qū)范圍內(nèi) 水平年 P 50 地下水天然補給 量為 22516 49 m3 a 現(xiàn)狀地下水開采量為 6623 95 m3 a 水資源開發(fā)利用程度為 29 42 根據(jù)地下取水水源論證分類等級劃分指標 表 1 1 依據(jù)業(yè)主提出的用水量需求及用水目的 并結合論證區(qū)水 資源開發(fā)利用程度 確定該建設項目取水水源論證等級為 三級 表 1 1 地下取水水源論證分類等級劃分指標 分類指標一級二級三級 工業(yè)取水 104m3 d 1 0 3 1 0 3 生活取水 104m3 d 5 1 5 1 地質條件復雜中等簡單 開發(fā)利用程度 70 或超采區(qū) 50 70 或平衡區(qū) 50 或有潛力區(qū) 1 61 6 分析范圍與論證范圍分析范圍與論證范圍 新墩鎮(zhèn)花兒村二社豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 熱泵項目分 析范圍的確定是以建設項目取用水有直接影響的區(qū)域為基 準 統(tǒng)籌考慮地下水流域與行政區(qū)域 根據(jù)項目所在地區(qū) 地質 水文地質條件以及水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀 將本次水 資源論證工作的分析范圍確定某盆地東段 根據(jù)取水水源 所在地地下水的補給 徑流 排泄條件及富水性 水質等 水文地質條件 結合區(qū)域水資源開發(fā)利用程度 特別是下 游鄰近地帶地下水的開發(fā)利用現(xiàn)狀 確定本次論證范圍為 某市城區(qū)及外圍地帶 圖 1 2 1 71 7 水平年水平年 論證現(xiàn)狀年一般選取與進行地下水水源論證時較接近 的年份 并避免特枯或特豐水年 項目用水是在不消耗地 下水資源量的基礎上使用地下水中儲存的能量 通過熱泵 機組提取出水中的熱能為建筑物供暖 目前規(guī)劃區(qū)內(nèi)地下 水開發(fā)利用程度較低 部分單位開采地下水用于消防 綠 化 因此 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 地源熱泵水資源論 證現(xiàn)狀水平年采用 2008 年 1 81 8 論證委托書或合同委托與承擔單位論證委托書或合同委托與承擔單位 某房地產(chǎn)開發(fā)有限責任公司 甲方 與甘肅省地礦局 水文地質工程地質勘察院 乙方 簽訂合同 委托乙方對 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 地源熱泵項目 進行水資源 論證工作 委托單位 某房地產(chǎn)開發(fā)有限責任公司 承擔單位 甘肅省地礦局水文地質工程地質勘察院 2 2 建設項目概況建設項目概況 2 12 1 建設項目名稱及項目性質建設項目名稱及項目性質 項目名稱 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 地源熱泵建設 項目水資源論證 項目性質 利用水源熱泵系統(tǒng)為某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號 機組 供暖 新建 2 22 2 建設地點 占地面積和土地利用情況建設地點 占地面積和土地利用情況 建設項目區(qū)位于某市西郊 緊鄰張大公路西側分布 圖 2 1 規(guī)劃用地 16666 6m2 建筑密度 15 6 綠化 率 46 8 2 32 3 建設規(guī)模及實施意見建設規(guī)模及實施意見 建設規(guī)模 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 建筑占地面積 1934 1 m2 總建筑面積 供暖面積 19914 8m2 實施意見 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 地源熱泵中央 空調(diào)提供熱源 應智能集中控制 使整個住宅區(qū)的溫度保 持舒適 同時又達到節(jié)能環(huán)保的效果 2 42 4 建設項目業(yè)主提出的取用水方案建設項目業(yè)主提出的取用水方案 2 4 1 取水方案 本項目取水全部取用地下水 規(guī)劃設計取水井 1 眼 井深 124 米 單井出水量為 150m3 h 本項目規(guī)劃設計的取水井僅為冬季供暖 其生活 綠 化等其他用水則由某市自來水公司統(tǒng)一供水 故本次不再 對其作為水資源論證的范疇 2 4 2 用水方案 熱泵用水工藝 本項目僅以地下水作為水源熱泵系統(tǒng) 提取地下相對恒溫能源的介質 地下水從抽水井抽出后經(jīng) 過與系統(tǒng)介質能量交換后又通過回灌井回灌到地下 整個 用水過程為封閉循環(huán)用水 不消耗水資源 地下水只與熱 泵機組發(fā)生能量交換 2 52 5 建設項目業(yè)主提出的退水方案建設項目業(yè)主提出的退水方案 本項目規(guī)劃設計回灌井 退水 3 眼 井深 124 米 將 完成熱泵系統(tǒng)能量交換后的地下水通過回灌井全部回灌到 地下含水層中 3 3 建設項目所在區(qū)域水資源狀況及其開發(fā)利用分析建設項目所在區(qū)域水資源狀況及其開發(fā)利用分析 3 13 1 基本概況基本概況 3 1 1 自然地理 某區(qū)地處河西走廊中段 黑河中游 東鄰山丹縣 西 接臨澤縣 南與民樂縣 肅南裕固族自治縣毗鄰 北依龍 首山與內(nèi)蒙古阿拉善右旗接壤 東西長約 66km 南北寬約 96km 行政區(qū)總土地面積 3694 60km2 地理坐標 東經(jīng) 100 06 100 51 北緯 37 28 39 25 地貌 類型南部山前地帶為沖洪積戈壁平原 北部綠洲區(qū)為細土 平原區(qū) 地勢自南東向北西傾斜 地形平坦 地面坡降 5 30 3 1 2 水文氣象 本區(qū)屬北溫帶大陸性干旱氣候 具有降水稀少 蒸發(fā) 強烈 晝夜溫差大 日照時間長 四季分明等氣候特點 據(jù)某市氣象站資料 1991 2002 年 多年平均降水量 130 60mm 多年平均蒸發(fā)量 2004 30mm 蒸發(fā)量是降水量的 13 倍 年內(nèi)降水主要集中在 6 9 月 約占多年平均降水總 量的 85 30 圖 3 1 多年平均氣溫 7 2 多年最大 凍土深度 123cm 3 23 2 水資源狀況及其開發(fā)利用分析水資源狀況及其開發(fā)利用分析 3 2 1 水資源狀況 3 2 1 1 地表水資源 就分析范圍而言 發(fā)源于祁連山流徑分析范圍內(nèi)的主 要河流由東向西依次有童子壩河 洪水河 海潮壩河 大 堵麻河 小堵麻河 酥油口河 黑河 大磁窯河等 10 余條 河流 均屬黑河內(nèi)陸水系 多年平均徑流量為 21 01 108m3 a 其中 黑河是本區(qū)徑流量最大的河流 多 年平均徑流量為 15 98 108m3 a 年最大徑流量 23 10 108m3 a 其補給來源中降水占 70 2 地下水占 25 8 冰川積雪融水占 4 屬降水和地下水混合補給類型 的河流 民樂縣境內(nèi)的童子壩河 洪水河等 7 條河流 多 年平均徑流量 4 21 108m3 a 某區(qū)境內(nèi)的酥油口河 大磁 窯河等 3 條河流 多年平均徑流量 0 82 108m3 a 上述河 流出山后即被水庫攔蓄或納入渠系 只有在汛期才有部分 河水流入平原地帶 本世紀以來 由于全球氣溫的變化 升溫 本區(qū)降雨量逐漸增多 致使黑河及其支流出山徑 流量呈現(xiàn)出緩慢增加之趨勢 資料統(tǒng)計 2001 年 2008 年 黑河出山徑流量平均為 17 47 108m3 a 高于多年平均值 7 4 3 2 1 2 地下水資源 松散巖類孔隙水是某盆地東段主要的地下水類型 廣 泛分布于盆地第四紀松散巖層中 受構造 地貌條件的制 約 盆地不同地帶地下水的埋藏條件各不相同 總的規(guī)律 是 自山前至盆地內(nèi)部 地下水埋藏深度逐漸變淺 北部 烏江一帶泉水出露 南部山前洪積扇頂部水位埋深大于 200m 含水層由粗顆粒的砂礫卵石組成 地下水類型為單 一潛水層 至扇中地帶 水位埋深 150 50m 含水層中含 泥質漸多 扇緣和細土平原南部 水位埋深 50 10m 含水 層顆粒漸細 由單一的潛水層漸變?yōu)槎鄬拥臐撍?承壓水 含水綜合體 黑河 山丹河沿岸地帶水位埋深小于 3m 烏 江一帶泉水成呈片狀溢出 圖 3 2 3 33 3 區(qū)域水資源狀況及開發(fā)利用分析區(qū)域水資源狀況及開發(fā)利用分析 據(jù) 2008 年度某市水利年報資料統(tǒng)計 2008 年某盆地東 段引水總量為 12 93 108m3 其中河源來水量 10 38 108m3 地下水開采總量為 2 55 108m3 a 以各供 水對象分析 農(nóng)業(yè)灌溉用水比重較大 總用水量為 9 78 108m3 工業(yè)及生活用水開采量相對較小 為 3 15 108m3 據(jù) 河西走廊地下水勘查報告 某盆地東段地下水允 許開采量為 4 54 108m3 a P 50 現(xiàn)狀條件下 盆地東 段地下水開采量為 2 55 108m3 a 由此 根據(jù)現(xiàn)狀開采量 和允許開采量計算得出 某盆地東段地下水開發(fā)利用程度屬 中等 為56 12 3 43 4 論證區(qū)水資源狀況及開發(fā)利用分析論證區(qū)水資源狀況及開發(fā)利用分析 據(jù) 2008 年度某區(qū)水利年報資料統(tǒng)計 2008 年總引水量 為 8 70 108m3 其中河源來水量 6 86 108m3 地下水年開 采總量為 1 84 108m3 a 以各供水對象分析 農(nóng)業(yè)灌溉用 水比重較大 總用水量為 6 88 108m3 占總用水量的 79 08 工業(yè)及生活用水用采量相對較小為 0 65 108m3 占總用水量的 7 47 生態(tài)用水 1 18 108m3 占總用水量 的 13 56 依據(jù) 某區(qū)水資源配置方案 境內(nèi)工業(yè)配置總水量為 0 345 108m3 而實際用水量為 0 337 108m3 水量余額為 0 008 108m3 生活配置總水量為 0 32 108m3 而實際用 水量為 0 311 108m3 水量余額為 0 009 108m3 因此 本 項目無論按工業(yè)用水還是按生活用水評價 均能滿足項目 用水 3 53 5 區(qū)域水資源開發(fā)利用存在的主要問題區(qū)域水資源開發(fā)利用存在的主要問題 3 5 1 水資源短缺 供需矛盾較突出 某市境內(nèi)降雨稀少 蒸發(fā)強烈 用水主要依靠過境水 資源 區(qū)內(nèi)人均水資源量只有 1250m3 畝均水量 511m3 分 別為全國平均的 75 和 29 依據(jù)國際標準 屬中度缺水地 區(qū) 另外 黑河徑流年內(nèi)分配不均 且來水需水過程極不 均勻 造成每年夏灌期間 卡脖子 旱日趨嚴重 使之境 內(nèi)水資源供需矛盾日漸突出 3 5 2 用水結構不合理 水資源利用經(jīng)濟效益低下 由于歷史傳統(tǒng)原因 農(nóng)業(yè)一直是某用水的絕對主體 雖然農(nóng)業(yè)用水比例從2000年的近90 調(diào)整到了2005年的 80 但與全國平均水平相比 用水結構中農(nóng)業(yè)用水比例仍 然過大 這種 一頭沉 的不合理用水結構造成區(qū)域單方 水GDP產(chǎn)出偏低 區(qū)域水資源利用經(jīng)濟效益低下 4 4 建設項目取用水合理性分析建設項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 本項目建設符合國家可再生能源利用的政策 同時符 合水資源管理要求及水資源高效利用 因此 項目建設取 水是合理的 其合理性主要表現(xiàn)在以下幾個方面 1 符合國家可再生能源利用的政策 隨著社會經(jīng)濟的平穩(wěn) 快速發(fā)展 致使對石油 煤炭 天然氣等能源需求量將會呈現(xiàn)出增大態(tài)勢 未來能源將會 形成日趨緊張的局勢 因此 尋求可再生能源資源來緩解 能源供需緊張的局面已勢在必行 目前 通過水源熱泵利 用可再生 清潔的地下水熱源 通過熱能交換來代替?zhèn)鹘y(tǒng) 的冬季燃煤供暖方式 具有廣闊的發(fā)展前景 符合國家對 可再生能源發(fā)展的政策 2 清潔環(huán)保 高效節(jié)能 目前 冬季供暖基本為傳統(tǒng)的燃煤鍋爐供暖 據(jù)有關 資料統(tǒng)計 燃煤鍋爐傳熱效率為 70 90 其余 10 30 的熱量將隨水蒸氣而蒸發(fā) 造成能源浪費較大 同時 燃 煤鍋爐運行期間既耗水又污染周圍環(huán)境 經(jīng)濟及環(huán)境效益 低下 水源熱泵作為一種高新供暖技術 在充分吸收地下 水體恒定溫度的基礎上 以循環(huán)水為載體通過熱交換進行 供暖 具有清潔環(huán)保之功效 同時 水源熱泵比電鍋爐節(jié) 能三分之二以上的電能 比燃煤鍋爐節(jié)能三分之一以上的 電能 通常熱源系統(tǒng)消耗 1kw 的能量可獲得 4kw 以上的熱 量 基本達到了高效節(jié)能之目的 另外 水源熱泵系統(tǒng)為 封閉運行系統(tǒng) 系統(tǒng)回灌水量 水質等同于取水量和取水 水質 不會對附近地帶地下水的動態(tài) 水位 水質 產(chǎn)生 影響 因此 采用水源熱泵系統(tǒng)進行供暖 即清潔環(huán)保 又高效節(jié)能 3 技術成熟 推廣前景廣闊 水源熱泵技術以其獨特的設計理念和地下淺層穩(wěn)定可 靠的 熱源 為依托 在供暖領域取得了快速的發(fā)展 已 成為世界上最先進的供熱技術 歐美許多經(jīng)濟發(fā)達國家已 廣泛應用 近年來 該項技術在國內(nèi)各省區(qū)已被積極推廣 應用 目前 某市區(qū)已有個別用戶采用該項技術進行冬季 供暖 其應用效果和經(jīng)濟效益極為明顯 其市場發(fā)展前景 廣闊 4 符合水資源優(yōu)化配置 水源熱泵供熱雖然開采利用地下水 但它獲取地下水 體中的熱源后 則通過回灌井全部回灌于地下水體中 循 環(huán)系統(tǒng)并不消耗水量 因此 該系統(tǒng)取水符合水資源優(yōu)化 配置 取水合理 綜上所述 采用水源熱泵冬季供暖 符合我國能源產(chǎn) 業(yè)政策 屬于國家鼓勵發(fā)展的項目 項目取水是合理的 4 24 2 用水合理性分析用水合理性分析 4 2 1 冷熱負荷計算 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 建筑全為十一層住宅樓 取暖面積 19914 8m2 根據(jù) 全國民用建筑工程設計技術措 施 暖通空調(diào) 動力 中各類建筑的熱負荷指標及本項目 特點 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 熱負荷指標以住宅區(qū)的 熱負荷指標為參考依據(jù) 取熱負荷指標為 45W m2 通過計 算 得出某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 總熱負荷 WH 19914 8 45 897kW 4 2 2 用水量計算 按照某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 取暖面積所需要的熱 負荷值計算所需水量 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 冬季供 熱所需的總熱負荷為 897kW 用水量理論計算公式 冬季用水量 1 1 163 H H COPW Q COPt 其中 COP 一般選 5 QH為冬季地下水需用量 單位 為 m3 h WH為總熱負荷值 單位 KW t 為提取水溫溫差值 單位 根據(jù)以上公式進行計算 井水循環(huán)提取的溫差按 6 計 算 則某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 熱泵冬季高峰需水量 QH 897 0 8 6 1 163 102m3 h 熱泵一般運行時需水量按照高峰需水量 80 計算 冬季 取暖一般用水量為 82m3 h 4 2 3 用水合理性分析 本項目用水由兩部分組成 其中 居民生活及環(huán)境綠 化用水由某市自來水公司利用城市供水管網(wǎng)統(tǒng)一供給 而 水源熱泵系統(tǒng)冬季供暖則規(guī)劃利用地下水源進行供水 1 用水原理 水源熱泵供熱系統(tǒng)由供熱 循環(huán)兩部分組成 供熱部 分為取水 加壓 提熱 熱交換系統(tǒng) 水源熱泵機組工作 原理就是在冬季從地下水源中提取熱量送到建筑物中循環(huán) 運行介質為自來水 是將熱交換系統(tǒng)傳輸?shù)臒崮芡ㄟ^水體 循環(huán)輸送到用戶 最終實現(xiàn)供暖目標 2 水平衡分析 本項目規(guī)劃設計 1 眼取水井和 3 眼回灌井 取水只是 把地下水作為熱源 利用循環(huán)水進行熱交換 交換后全部 回灌地下水體中 整個循環(huán)過程不消耗地下水資源 因此 供暖系統(tǒng)運行期間始終保持地下水抽灌平衡 對區(qū)域地下 水動態(tài)變化不產(chǎn)生影響 3 用水指標合理性分析 本項目利用熱泵原理完成供暖運行期間抽水 回灌始 終保持水量平衡 同時 循環(huán)系統(tǒng)為封閉型 故熱量交換 過程中不消耗水資源 也不向外界排放廢水 廢氣 是一 項綠色環(huán)保型采暖工藝 因此 項目用水效率高 其用水 是合理的 4 34 3 需水量節(jié)水措施分析需水量節(jié)水措施分析 水源熱泵用水工藝是采用封閉式循環(huán)用水技術 對所 用地下水而言 只是以地下水作為介質提取地下能量 整 個過程不消耗地下水資源 該項目節(jié)水潛力和措施主要表 現(xiàn)在 1 空調(diào)末端建筑物的保溫措施 建筑材料保溫性能好 熱泵系統(tǒng)用水量就相應減少 建筑材料保溫性能差 熱泵 系統(tǒng)用水量就多 所以建筑材料應盡可能選擇保溫性能好 的 2 門窗在適時通風過后應及時關閉 這樣就減少了室 內(nèi)與外界能量的交換 同時也相應減少了工藝用水 3 加強雨水利用 建立雨洪收集系統(tǒng) 實現(xiàn)雨水資源 化 收集處理后的雨洪水可以用于地下水回灌 涵養(yǎng)地下 水資源 4 44 4 建設項目的合理取用水量建設項目的合理取用水量 4 4 1 日循環(huán)需水量 不同使用時間 系統(tǒng)運行負荷不同 根據(jù)某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 特點及用途進行日需水量計算 以冬季最冷天為例 水源熱泵系統(tǒng)工作時間按照每日 22 小時計算 高峰時段 7 小時 需水量 102m3 h 一般時段 共 6 小時 需水量按高峰時段的 80 計 為 82m3 h 維持時 段共 9 小時 需水量按高峰時段的 40 計 為 41m3 h 具體 運行時間表及各時間段用水量見表 4 1 表 4 1 冬季熱泵運行日需水量計算表 時間 運行狀 態(tài) 水量 m3 時間 運行狀 態(tài) 水量 m3 0 00 1 00維持41 12 00 13 00 停機0 1 00 2 00維持41 13 00 14 00 停機0 2 00 3 00維持41 14 00 15 00 維持41 3 00 4 00維持41 15 00 16 00 維持41 4 00 5 00維持4116 0017 00一般82 5 00 6 00維持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 維持41 冬季高峰日循環(huán)需水量為 102 7 82 6 41 9 1575m3 d 取水井 1 眼 單井供水量 為 1575 m3 d 4 4 2 年循環(huán)需水量 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 供暖季從每年 11 月 1 日 至下年 3 月 31 日 運行 5 個月 150 天 高峰時間 100 日 計算時以理論值為依據(jù) 一般日用水量按高峰日用水量的 80 計算 全年總需水量 Q 100 1575 50 1575 0 8 22 萬 m3 a 5 5 建設項目地下水資源論證建設項目地下水資源論證 5 5 1 1 依據(jù)的資料與方法依據(jù)的資料與方法 依據(jù)的資料主要有 1 自然地理 社會經(jīng)濟 2 某市地下水資源及其開發(fā)利用規(guī)劃報告 甘肅地 勘局第二水文地質工程地質隊 1997 年 9 月 3 某市城區(qū)供水擴建工程東郊水源地勘探報告 甘 肅省地礦局水文地質工程地質勘察院 2005 年 5 月 4 某區(qū)開采井專項調(diào)查報告 甘肅省地礦局水文地 質工程地質勘察院 2004 年 4 月 5 25 2 地下取水水源論證地下取水水源論證 5 2 1 水文地質條件分析 5 2 1 1 地下水的埋藏與分布 論證區(qū)位于沖洪積細土平原區(qū) 地下水類型為松散巖 類孔隙水 根據(jù)地下水的賦存條件 水力性質等 可將本 區(qū)地下水劃分為潛水和潛水 承壓水 現(xiàn)分別論述 1 潛水 分布于論證區(qū) 312 國道 城區(qū)以南廣大區(qū)域主要為潛 水分布區(qū) 含水層巖性為砂 砂礫石及砂礫卵石組成 厚 度 120 130m 含水層富水性好 單井出水量為大于 10000m3 d 降深 10m 口徑 16 下同 2 潛水 承壓水 分布于論證區(qū) 312 國道 城區(qū)以北 含水層為多層結 構的砂 砂礫石 上部為潛水 下部為承壓水 含水層單 層厚 20 30m 承壓水第一含水層頂板埋深一般為 20 30m 最淺為 5m 至流泉村 原市社會福利院一帶小于 1m 承壓水頭一般高于潛水位 1 2m 含水層厚度 25 60m 其富水性較好 單井出水量 1000 3000m3 d 地下水位埋深自南西而北東漸淺 南部地帶水位埋深 大于 10m 城區(qū)一帶埋深小于 5m 至 312 國道以北水位埋 深小于 3m 并在地勢低洼地帶地下水溢出地表 形成常年 性積水濕地以及鹽堿濕地 草甸濕地 5 2 1 2 含水巖 組 富水性 某盆地東段富水性最豐富的地段是黑河洪積扇下部及黑河 沿岸地帶 單井 降深 5m 出水量大于 5000m3 d 其次是 扇中地帶 單井出水量 3000 5000m3 d 南北山前最差 小于 1000m3 d 項目區(qū)內(nèi)為 5000m3 d 圖 5 1 5 2 1 3 地下水的補 徑 排條件 區(qū)內(nèi)地下水主要接受南部地帶的地下徑流側向補給 其次為黑河河道入滲補給及灌溉渠系 田間水入滲補給等 受地形和補給源的控制 地下水徑流方向在城區(qū)西側 由 南西向北東徑流 城區(qū)東側由南而北 山丹河以北 則由 東向西徑流 水力坡度一般為 2 5 5 地下水徑流至洪積扇緣及細土平原區(qū) 以泉的形式溢 出地表 成為論證區(qū)地下水主要的天然排泄方式 地下水 的側向流出和潛水的蒸發(fā)蒸騰亦是地下水的天然排泄方式 之一 開采是主要的人工排泄方式 5 2 1 4 地下水動態(tài) 論證區(qū)地下水年內(nèi)動態(tài)和年際動態(tài)較為顯著 影響地 下水動態(tài)變化的主要因素是地下徑流和人類的灌溉過程 1 潛水動態(tài) a 年內(nèi)動態(tài) 2008 年度 潛水水位的變化過程反映了徑流 開采 灌溉對動態(tài) 的影響 一般受灌溉的影響 5 月水位開始上升 圖 5 2 7 月底上升至最高水位 8 月份受地下水開采的控制 水位 開始開始下降 9 月份降至最低 10 份以后受地下水徑流 增加的影響 潛水水位也開始逐漸上升 11 月份冬灌時水 位上升速度較快 11 12 月上升至高水位并持續(xù)到翌年元 月份 b 年際動態(tài) 2001 2007 年度 據(jù)區(qū)內(nèi)已有 2001 2007 年度 地下水動態(tài)資料分析 論證區(qū)潛水水位在 2001 年以前一直處于下降狀態(tài) 至 2001 年降至最低水位 與 1989 年相比 下降幅度達 1 26m 年 平均下降 0 10m a 自 2002 2008 年以來 論證區(qū)潛水水 位處于持續(xù)緩慢上升狀態(tài) 圖 5 3 2007 年與 2001 年 比較 水位上升幅度達 0 87m 年平均上升 0 145m a 圖圖 5 35 3 論證區(qū)潛水水位多年動態(tài)過程曲線論證區(qū)潛水水位多年動態(tài)過程曲線 1458 1460 1462 1989199219951998200120042007年 水位高程 m 86 號孔 2 承壓水動態(tài) a 年內(nèi)動態(tài) 2008 年度 根據(jù)論證區(qū)內(nèi)的 2 1 孔 深層承壓水 2 2 孔 淺 層承壓水 動態(tài)資料分析 承壓水在年內(nèi)的動態(tài)變化特征 屬于開采性動態(tài)類型 圖 5 4 對比分析監(jiān)測數(shù)據(jù)不難 看出 深層承壓水與淺層承壓水水位呈同步變化 一般 5 月份隨著農(nóng)業(yè)灌溉開采的開始 地下水位開始下降 7 月底 降至最低水位 8 9 月份隨著大面積農(nóng)灌開采的結束 水 位迅速回升 10 11 份月達到最高水位并持續(xù)至翌年 3 4 月 據(jù)統(tǒng)計 年內(nèi)變幅為 4 43 8 81m 由南而北變幅逐漸 增大 b 年際動態(tài) 2004 2007 年度 據(jù)我院多年動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計 論證區(qū)承壓水水位多 年動態(tài)特征呈穩(wěn)定狀態(tài) 主要表現(xiàn)在年最高水位基本保持 不變 年最低水位呈現(xiàn)逐年上升趨勢 水位年變幅逐年減 小 圖 5 5 年變幅由 2004 年的 12 61m 降至 2007 年的 8 78m 圖圖 5 5 5 5 論論證證區(qū)區(qū)承承壓壓水水位位 2 20 00 04 4 2 20 00 07 7 年年 動動態(tài)態(tài)過過程程曲曲線線 5 2 2 地下水資源量分析 用水均衡法計算地下水資源 其計算邊界與論證區(qū)邊 界基本吻合 均衡面積 231 46km2 圖 5 6 均衡期選定于 2009 年 1 月 1 日 2009 年 12 月 31 日 均衡方程式為 Q 河 Q渠 田 Q降凝 Q側入 Q開 Q蒸 Q泉 Q 側出 Q 式中 Q 河 黑河水入滲量 Q 渠田 渠系及田間灌溉水入滲量 Q 降凝 降水 凝結水入滲量 Q 側入 地下徑流流入量 Q 開 地下水開采量 Q 蒸 蒸發(fā)蒸騰量 Q 泉 泉水溢出量 Q 側出 側向流出的地下徑流量 Q 均衡期始末地下水儲量變化量 上述各均衡要素單位均為 104m3 a 2 均衡要素計算 某市城區(qū)擴建工程東郊水源地水文地質勘探中 曾在 論證區(qū)內(nèi)于 2003 2004 年進行過水文地質勘探試驗及地下 水均衡計算 其均衡區(qū)范圍與論證區(qū)范圍基本一致 故本 次論證區(qū)地下水均衡計算參數(shù)的選取 均衡要素的計算則 直接應用該項目的計算成果 3 地下水均衡 論證區(qū)地下水均衡計算見表 5 1 表 5 1 論證區(qū)地下水 均衡計算表 補給量 104m3 a 排泄量 104m3 a 項 目 年 份 河 水 入 滲 渠系 田間 水入 滲 降 水 凝 結 水 入 滲 地下 徑流 滲入 量 合 計 蒸 發(fā) 蒸 騰 機 井 開 采 泉水 溢出 地 下 徑 流 流 出 量 合 計 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 項 目 年 份 計算補排差 104m3 a 實測儲量變化量 104m3 a 均衡誤差 20 08 2215 87 2382 626 7 注 括號內(nèi)數(shù)字已扣除重復量 由上表統(tǒng)計得出 均衡區(qū)地下水總補給資源量為 22516 49 104m3 a 總排泄量為 20300 62 104m3 a 補排 差為 2215 87 104m3 a 均衡期始末地下水儲量變化為 2382 62 104m3 a 均衡相對誤差為 6 7 均衡絕對誤差 166 75 104m3 a 說明選擇的各項均衡要素和利用的相關 參數(shù)符合客觀實際 4 地下水儲存資源 地下水儲存資源計算范圍與均衡區(qū)基本一致 計算公 式 Q 儲 FH Q 儲 地下水儲存資源 含水層平均給水度 依據(jù)前人資料 取 0 23 0 25 F 含水層分布面積 km2 從圖上利用 MAPGS 制圖軟 件量取 H 含水層平均厚度 m 依據(jù)物探電測深資料及勘探 資料取一定的折算系數(shù)確定均衡區(qū)平均含水層厚度為 155 00m 經(jīng)計算 均衡區(qū)地下水儲存資源為 71 63 108m3 5 地下水允許開采量 a 地下水允許開采量的確定原則 a 地下水開采引起的水位下降值不引起生態(tài)環(huán)境惡化 b 向下游的地下側向流出量相對穩(wěn)定 b 地下水允許開采量 采用水量均衡法計算允許開采量 計算公式為 Q 開 Q總補 Q總排 F H t 式中 Q 開 地下水允許開采量 104m3 a Q 總補 地下水總補給量 104m3 a Q 總排 包括機井開采及地下水側向流出量 104m3 a F H t 開采期地下水儲量變化量 104m3 a 根據(jù)地下水均衡計算結果 現(xiàn)狀 P 50 條件下 依據(jù)允許開采量的確定原則給定設計降深 S 1 0m 算得 現(xiàn)狀條件下論證區(qū)地下水允許開采量為 7539 45 104m3 a 占天然補給量的 33 48 6 地下水允許開采量保證程度分析 根據(jù)前面的計算 論證區(qū)地下水允許開采量為 7539 45 104m3 a 水平年 相當于含水層地下水位平均 下降 0 25m 的儲存資源 再者 允許開采量只占評價區(qū)天 然補給量的 33 48 說明論證區(qū)計算的允許開采量不但合 理可行 而且保證程度較高 可見某市某區(qū)內(nèi)地下水水位 基本成平衡趨勢 近年來出現(xiàn)上升的狀況 項目區(qū)單井出 水量 降深 3 5m 為 3000 5000m3 d 能夠保障取水井的 需水量 1988 m3 d 水源熱泵系統(tǒng)用水時不消耗地下水 所以熱泵用水不影響地下水資源的變化 從長遠趨勢上分 析 本區(qū)地下水資源可以滿足項目用水 5 2 3 用水井確定及井位布置 1 項目熱泵用水井數(shù)的確定 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號 機組 熱泵機組提取 5 溫差時 高峰用水量為 102m3 h 設計單井涌水量 150m3 h 所以需要開鑿 1 眼熱泵取水井就 能滿足熱泵機組高峰用水量 項目回灌井設計回灌量為 150m3 h 所以需要開鑿 3 眼回灌井才能滿足熱機組高峰用 水量的地下水回灌量 故某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 熱泵 機組采用 1 抽 3 灌的方案共 4 眼用水井即可滿足供暖需求 2 項目熱泵用水井布置 水井布設依據(jù)水務局規(guī)定和 要求 各井井間距離大于 50m 用水井距離建筑物大于 30m 擬建建筑物采用箱型基礎 持力層為礫卵石層 礫卵 石層在地下水位降低時壓縮變形很小 同時 地溫中央空 調(diào)系統(tǒng)運行期間 為保護地下水資源 需將利用過的地下 水回灌 建筑物之下的地下水位變化不大 空調(diào)機組運行 期間利用地下水對建筑物不會造成影響 5 2 4 開采后的地下水水位預測 水源熱泵項目僅以地下水作為熱泵機組與地下能量交 換的介質 系統(tǒng)用水為循環(huán)用水 如果保證抽取的地下水 能夠完全回灌 整個用水過程不消耗地下水資源 抽水井 造成的地下水位下降在一定時間和一定范圍內(nèi) 小于 60m 通過回灌后得到回補 而不會影響區(qū)域地下水水位的變化 因此項目用水不會影響區(qū)域地下水位的變化 5 2 5 地下水溫動態(tài) 水溫是地下水體熱能的具體表現(xiàn) 據(jù)我院在某市第二 水廠鉆孔觀測資料 本區(qū)地下水埋深 50 100 米為地下水恒 溫帶 水溫 10 12 5 2 6 地下水水質評價 5 2 6 1 水質評價的依據(jù)和分類 采用國標 GB T14848 93 地下水質量標準 對論證區(qū) 地下水進行綜合評價 該標準將地下水水質劃分為五類 類水主要反映地下水化學組分的天然低背景含量 適合于各種用途 類水主要反映地下水化學組分的天然背景含量 適 合于各種用途 類水以人體健康基準值為依據(jù) 主要適用于集中式 生活飲用水源及工 農(nóng)業(yè)用水 類水以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù) 除適用于農(nóng)業(yè) 和 部分工業(yè)用水外 適當處理后可作為生活用水 不宜飲用 其它用水可根據(jù)使用目的選用 5 2 6 2 水質評價方法 首先 分別計算單項組分評價值 Fi 表 5 2 表 5 2 單項組分評價分值 Fi 表 類別 Fi013610 然后 根據(jù)下式計算綜合評價分值 F F 2 max 2 2 FF n i i F n F 1 1 式中 F 各單項組分評價分值 i F的平均值 maxF 單項組分評價分值 i F的最大值 n 各項組分總數(shù) 最后 根據(jù)計算的 F 值按表 5 3 劃分地下水質量級別 表 5 3 地下水水質綜合評價分值表 級別 Fi 0 80 0 80 2 50 2 50 4 25 4 25 7 20 7 20 5 2 6 3 評價因子選取 選取 PH 總硬度 硫酸鹽 氯化物 鐵離子 高錳酸 鹽 硝酸鹽 以氮為主 亞硝酸鹽 以氮為主 氨氮 氟化物等 10 個評價因子 以 2008 年 12 月地下水質分析資 料為基礎 5 2 6 4 評價結果 通過對論證區(qū) 2 個水質點的水質綜合評價 表 5 4 初步得出 論證區(qū)地下水為優(yōu)良級 水 適用于各種 用途 表 5 4 2008 年論證區(qū)地下水水質評價成 果一覽表 點 位 P H 總硬 度 Ca CO3 mg L 硫 酸 鹽 m g L 氯 化 物 m g L 鐵 Fe m g L 高 錳 酸 鹽 指 數(shù) m g L 硝 酸 鹽 氮 m g L 亞 硝 酸 鹽 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 廠 0 27 優(yōu) 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 取水可靠性與可行性分析 1 取水可靠性分析 項目區(qū)內(nèi)居民生活用水 工業(yè) 企業(yè)和大部分綠化用 水均由市政供水 且大部分的自備井均已關閉 只有個別 單位的自備井用于消防補壓用水和綠化用水 區(qū)內(nèi)自行取 水的用戶很少 所以區(qū)內(nèi)的地下水資源可用于水源熱泵空 調(diào)系統(tǒng)取水 2 取水可行性分析 根據(jù)我院在項目區(qū)附近水井抽水試驗資料及區(qū)域富水 性顯示 水位降深 2 3m 時 單井出水量為 150 250m3 h 項目高峰用水 102m3 h 所以在本地區(qū)開鑿 1 眼地下取水井 可以滿足項目高峰用水 項目取水采用潛水泵 可以直接 從第四系含水層中取地下水 所以項目取水是可行的 工作區(qū)第四系地下水水質硬度 總礦化度較底 按地 下水質量標準分類為 類水 地下水水溫 10 12 基本恒 溫 而熱泵用水對水質沒有特殊要求 水溫變幅需較穩(wěn)定 故該地區(qū)地下水水質 水溫均可以滿足項目熱泵系統(tǒng)用水 需求 綜上所述 本區(qū)的水文地質條件可以滿足某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 地源熱泵系統(tǒng)建設項目的熱泵用水水源要 求 6 6 取水的影響分析取水的影響分析 6 16 1 對區(qū)域水資源的影響分析對區(qū)域水資源的影響分析 由于水源熱泵系統(tǒng)工程為 抽灌分離 封閉循環(huán)用水 系統(tǒng) 熱泵系統(tǒng)取水是通過抽水井提取上來的地下水經(jīng)過 熱泵系統(tǒng)循環(huán)后從回灌井又注入到地下含水層中 整個用 水過程不消耗地下水資源 因此項目取水不會對區(qū)域水資 源產(chǎn)生影響 6 26 2 對其它用戶的影響對其它用戶的影響 項目采用 抽灌 循環(huán)系統(tǒng)提取和利用地下水 單個 井抽水和回灌均在其 60m 范圍內(nèi)完成 同時單井抽取的地 下水最終通過回灌井回灌到相同地下含水層中 不會對其 他用水戶產(chǎn)生影響 項目區(qū)位于某市城西郊 周邊沒有大型工礦企業(yè) 而 周邊居民生活用水全部由市政自來水公司供給 項目區(qū)離 某市第二水廠及市中心均大于 2000m 因熱泵運行時水位 水溫影響范圍一般小于 60m 所以項目運行時不會對其產(chǎn)生 影響 6 36 3 結論結論 通過以上分析 某區(qū)豐澤園 B 區(qū) 2 號機組 熱泵項目 運行時 不會對區(qū)域地下水資源產(chǎn)生影響 也不會引起區(qū) 域地下水溫度場的變化 據(jù) 1981 年 北京市重型機器廠回 灌試驗報告 地下水水位和地下水水溫只能影響到用水井 最外側水井 60m 以內(nèi)的范圍 7 7 退水的影響分析退水的影響分析 退水影響主要涉及到退水水質 退水水量 退水時造 成的地下水水位上升三個方面的問題 具體分析如下 7 17 1 水質水質 水源熱泵系統(tǒng)項目退水 除溫度外 進出水水質基本 沒有變化 7 27 2 水溫水溫 項目取水的目的是利用地下水體的熱能 地下水熱能 的轉化即意味著以調(diào)節(jié)水溫變化為代價 由于取水井與回 灌井間距適宜 且考慮到回灌水降低取水層 含水層 的 溫度 本項目規(guī)劃設計了相應的取水深度和回灌深度 使 其達到不同層位水溫的平衡 因此 項目的實施對地下水 體的溫度基本不會造成影響 7 37 3 地下水水位地下水水位 項目用水經(jīng)回灌井回灌到地下