地源热泵建设项目水资源论证报告书

1、地源热泵建设项目水资源论证报告书甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院二 O 一 O 年二月地源热泵建设项目水资源论证报告书项目负责：姚兴荣（上岗证号： 0630113） 报告编写：尹 政（上岗证号： 0630114） 审 核：陈 理 审 定：陈新民 总工程师：张荷生 院 长：张 举 编制单位：甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院 提交时间：二 0 一 0 年二月目录1 总论 01.1 项目来源 01.2 水资源论证的目的和任务 01.3 编制依据 11.4 取水规模、取水水源与取水地点 11.5 工作等级 21.6 分析范围与论证范围 31.7 水平年 41.8 论证委托书或合同委托与承担单位 5

2、2 建设项目概况 52.1 建设项目名称及项目性质 52.2 建设地点、占地面积和土地利用情况 52.3 建设规模及实施意见 62.4 建设项目业主提出的取用水方案 72.5 建设项目业主提出的退水方案 73 建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析 73.1 基本概况 73.2 水资源状况及其开发利用分析 83.3 区域水资源状况及开发利用分析 103.4 论证区水资源状况及开发利用分析 113.5 区域水资源开发利用存在的主要问题 114 建设项目取用水合理性分析 124.1 取水合理性分析 124.2 用水合理性分析 134.3 需水量节水措施分析 154.4 建设项目的合理取用水量

3、155 建设项目地下水资源论证 175.1 依据的资料与方法 175.2 地下取水水源论证 176 取水的影响分析 306.1 对区域水资源的影响分析 306.2 对其它用户的影响 306.3 结论 307 退水的影响分析 307.1 水质 317.2 水温 317.3 地下水水位 317.4 水量 318 水资源保护措施 319 建设项目取水和退水影响补偿建议 3210 建设项目水资源论证结论 3210.1 项目取用水量 3210.2 取水水源的可靠性与可行性 3210.3 取用水对水资源状况和其他用水户的影响 3310.4 退水影响及水资源保护措施 3310.5 取水方案 3310.6 回

4、灌方案 3310.7 布井方案 3310.8 建议 341 总论1.1 项目来源甘肃省张掖市华大房地产开发有限责任公司投资 1800 万元在张掖市甘州 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

5、边环境及其它用水户的影响程度，受甘肃省张掖市华大房地产开发 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“甘州 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。1.2 水资源论证的目的和任务1.2.1 目的甘州区丰泽园B区（2号机组）地源热泵建设项目水资源论证目的是：通过对张掖市甘州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

6、水质、气象等有关资料，根据甘州区丰泽园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。1.3 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 200480 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

7、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 20034 号)(8) 地下水质量标准(GB/T 14848-93 );(9) 供水管井技术规范 ( GB50296-99)；1.4 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i5om/h。一般用水量按高峰用水量的80%计，冬季一般用水量为120mVh。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

8、区内（图1-1 ）。I !FggU!9 一花朋二匕桶地图1-1项目区取水井、回灌井工程平面位這图1-项目区2-取水井A回灌井 4-公路1.5工作等级1.根据业主提出的用水量需求：每天需水量3600用，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 m/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

9、工业取水（x 104mf/d ）> 10.3 1< 0.3生活取水（x 104m?/d ）> 515< 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）1.6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张掖盆地东段。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

10、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 围为张掖市城区及外围地带（图1-2 ）。s/fAg|用20丹I 兀 40100'6kmHMJ*?r176图1一2甘州区丰泽园*区（2号机组）地源热泵项目论证范围图I 一论证范樹；2铁體I J-Sft；斗一市、乡折在览1.7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，甘州 区丰泽园B区（2号机组）

11、地源热泵水资源论证现状水平年采用2008年。1.8 论证委托书或合同委托与承担单位甘肃省张掖市华大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“甘州区丰泽园 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：甘肃省张掖市华大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 建设项目概况2.1 建设项目名称及项目性质项目名称：甘州区丰泽园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甘州区丰泽园 B区（2号机组）供暖（新 建）。2.2 建设地点、占地面积和土地利用情况建设项目区位

12、于张掖市西郊，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%。图2 1 项目区交通位置图I一项目区；2铁略；了一金路；4市*合浙在ife2.3建设规模及实施意见建设规模：甘州区丰泽园 B区（2号机组）建筑占地面积1934.1 m2，总 建筑面积（供暖面积）19914.8卅。实施意见：甘州区丰泽园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。2.4 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

13、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 张掖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。2.5 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 建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析3.1 基

14、本概况3.1.1 自然地理 甘州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° 06100° 5T ;北纬37° 2839° 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530%。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。据张掖市气象站资

15、料（19912002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69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 C,多年最大冻土深度 123cmI厂】I再卓鼻I rn IIH 3 - 1 甘州區爭年平均降水.热崔3.2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 X1

16、08m/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 X108m/a，年最大径流量23.10 X 108m/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 x 108mVa ;甘 州区境内的酥油口河、大磁窑河等3条河流，多年平均径流量0.82 x 108m/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

17、势。资料统计，2001年2008 年黑河出山径流量平均为 17.47x 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张掖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15050m含水层中含泥质渐多，扇缘和细土平原南部，水位埋深5010m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

18、综合体。黑河一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）。向爲:门.亦H3-2区域地下水位埋深及等水位线图-"曰吕昌口舄O口 1口图 例r pF木i海叩I輩Ein»' K'"丐堆；本却百强母L3.3区域水资源状况及开发利用分析据2008年度张掖市水利年报资料统计，2008年张掖盆地东段引水总量为12.93 x 108m，其中河源来水量10.38 x 108mi，地下水开采总量为2.55 X108m/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 x 108m, 工业及生活用水开采量相对较小，为3.15 X 1

19、08斥。据河西走廊地下水勘查报告，张掖盆地东段地下水允许开采量为 4.54 x 108m/a (P=50%。现状条件下，盆地东段地下水开采量为 2.55 x 108mi/a。由 此，根据现状开采量和允许开采量计算得出，张掖盆地东段地下水开发利用程度 属中等，为56.12%。3.4 论证区水资源状况及开发利用分析据2008年度甘州区水利年报资料统计，2008年总引水量为8.70 X 10加, 其中河源来水量6.86 X 108m,地下水年开采总量为1.84 X 108m/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 X 108m,占总用水量的79.08 %，工业及生活用水用采

20、量相对较小为0.65 X 108m，占总用水量的7.47 %，生态用水1.18 X 108m，占总用水量的13.56%。依据甘州区水资源配置方案 ，境内工业配置总水量为 0.345X 108m3， 而实际用水量为0.337 X 108用，水量余额为0.008 X 108用。生活配置总水量为 0.32 X 108m,而实际用水量为0.311 X 108m,水量余额为0.009 X 108m。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。3.5 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。张掖市境内降雨稀少，蒸发强烈，用水主要依靠过境水资源。区内人均

21、 水资源量只有1250用，亩均水量511m，分别为全国平均的75呀口 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，农业一直是张掖用水的绝对主体。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GD产出偏低，区域水资源利用经济效益低下。4 建设项目取用水合理性分析4.1 取水合理性分析本项

22、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

23、为7090%,其余1030%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

24、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，张掖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

25、家 鼓励发展的项目，项目取水是合理的。4.2用水合理性分析421冷热负荷计算甘州区丰泽园 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，甘州区丰泽园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/m。通过计算，得出甘州区丰泽园B区（2号机组）总热负荷 W=19914.8 X 45=897kW4.2.2用水量计算按照甘州区丰泽园B区（2号机组）取暖面积所需要的热负荷值计算所需 水量。甘州区丰泽园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

26、算公式：冬季用水量：Qh（c°P 1）WhCOP 1.163 t其中：COP般选5; QH为冬季地下水需用量，单位为 m/h ;W为总热负荷值，单位KW t为提取水温温差值，单位C。根据以上公式进行计算，井水循环提取的温差按6C计算，则甘州区丰泽 园B区（2号机组）热泵冬季高峰需水量 Q= 897X 0.8/6/1.163 = 102nVh。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张掖市自 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

27、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，

28、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。4.3 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

29、，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。4.4 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，根据甘州区丰泽园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102mVh ; 般时段共6小时，需水量按高峰时段的80% 计，为82mVh ;维持时段共9小时，需水量按高峰时段的40%+，为41nVh。 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）0:0

30、0-1:00维持4112:00-13:00停机01:00-2:00维持4113:00-14:00停机02:00-3:00维持4114:00-15:00维持413:00-4:00维持4115:00-16:00维持414:00-5:00维持4116:0017:00一般825:00-6:00维持4117:00-18:00一般826:00-7:00一般8218:00-19:00高峰1027:00-8:00高峰10219:00-20:00高峰1028:00-9:00高峰10220:00-21:00高峰1029:00-10:00高峰10221:00-22:00一般8210:00-11:00高峰10222:

31、00-23:00一般8211:00-12:00一般8223:00-24:00维持41冬季高峰日循环需水量为：102 x 7+82X 6+41 x 9=1575nVd ,取水井1眼, 单井供水量为1575 m3/d。4.4.2年循环需水量甘州区丰泽园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=10（X 1575+50X 1575X 0.8=22 万 m3/a 。5 建设项目地下水资源论证5.1 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

32、；（2）甘肃省张掖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）甘肃省张掖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）甘州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）。5.2 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

33、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 120130m含水层富水性好，单井出水量为大于lOOOOmVd （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2030m,最浅为5m,至流泉村一原市社会福利院一带小于 1m 承压水头一般高于潜水位1 2n,含水层厚度25 60m,其富水性较好，单井 出水量 10003000m3/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 31

34、2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）富水性张掖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 5000RVd ,其次是扇中地带，单井出水量30005000RVd，南北山前最差，小于1000nT/d，项目区内为5000用 （图5-1 ）。R35-1张掖盆地东股地下水竄水性分区图521.3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

35、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 2.55%。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。521.4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52），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

36、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，1112月上升至高水位并持续到翌年元月份。b.年际动态（20012007年度）据区内已有（20012007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20022008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。水位高程）1458198919921995199820

37、0120042007年图5-3论证区潜水水位多年动态过程曲线264462.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）、22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54）。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，89月份随着大面积农灌开采的结束，水位迅速回升， 1011份月达到最高水 位并持续至翌年34月。据统计，年内变幅为4.438.81m。由南而北变幅 逐渐增大。水位g程（米）w1357911 I 月i图5-4论证区承

38、压水位年内动态过程曲线（2004年）b.年际动态（20042007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。2OO&20082007时间图5-5论证区承压水位2004 2007年动态过程曲线5.2.2地下水资源量分析20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日一2009年12月31日。13311

39、)i-j0*0IIKIJ*；sfll 井 TTStt 卜mi样|号眼田鬥瞿2| trnii |fihE.亡*31 Ob I * Is Oh®5-6论证区地帀水均術计算示意图1 一零壶Jt斷直；2测向注人歟宜：3钊向浇出斷商："一补评量厅?3；生一项目段均衡方程式为:（Q河+ Q渠、田+ Q 降凝+ Q侧入）Q开+ Q蒸+ Q泉 + Q侧出）Q式中Q河一黑河水入渗量;Q渠田一渠系及田间灌溉水入渗量;Q降凝一降水、凝结水入渗量;Q侧入一地下径流流入量；Q开一地下水开采量；Q蒸一蒸发蒸腾量；Q泉一泉水溢出量；Q侧出一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

40、衡要素单位均为104mVa。2. 均衡要素计算甘肃省张掖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20032004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项目年份4 3补给量(10 m/a )4 3排泄量(10 m/a )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20088716.994292.81(1090.74

41、 )757.988748.7122516.49(19314.42 )3130.426581.957320(4756.06)3268.2520300.62(17736.68 )年份计算补排差（104m/a ）实测储量变化量（10“m/a）均衡误差2008+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 x 104m/a，总 排泄量为20300.62 x 104nVa，补排差为+2215.87 x 104mVa，均衡期始末地下 水储量变化为+2382.62 x 104m/a，均衡相对误差为6.7%,均衡绝对误差166.7

42、5 x 104mVa，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=a FHQ 储地下水储存资源；a含水层平均给水度，依据前人资料，取0.230.25 ;F含水层分布面积(肺)，从图上利用MAPG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 X 108用。( 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

43、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)+ a F A H/ t式中Q开一地下水允许开采量(X 104mi/a );Q总补一地下水总补给量(X 104m/a );Q总排一包括机井开采及地下水侧向流出量(X 104m/a );a FA H/ At 开采期地下水储量变化量(xi04nVa)。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 X 104m/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

44、根据前面的计算，论证区地下水允许开采量为7539.45 X 104m/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。可见张掖市甘州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30005000nVd , 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

45、热泵用水井数的确定：甘州区丰泽园 B区（2号机组）热泵机组 提取5C温差时，高峰用水量为102M/h，设计单井涌水量150nVh，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150nVh，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。故甘州区丰泽园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，

46、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。525地下水温动态水温是地下水体热能的具体表现，据我院在张掖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-

47、12 C。526地下水水质评价526.1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。I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。H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。皿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。W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。V不宜饮用，其它用水可根据使用目的选用。526.2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（FJ表类

48、别In出IVVFi013610然后，根据下式计算综合评价分值 F:F 2 max2Fi式中F 各单项组分评价分值Fi的平均值；F max 单项组分评价分值Fi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In出IVVFiv 0.800.80 2.502.50 4.254.25 7.20> 7.20526.3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

49、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(H)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占J '、位PH总硬度(CaCO(mg/L)硫酸盐(mg/L)氯化物(mg/L)铁Fe(mg/L)高锰酸盐 指数(mg/L)硝酸 盐氮(mg/L)亚硝 酸盐氮(mg/L)氨氮(mg/L)氟化物(mg/L)FF水 厂7.7192.259.619.50.150.481.450.00060.0160.130.270.73InnInIIIII优良水 勘 院8.2186.161.518.40.250.471.240.00240.0150.150.472.15

50、InnImnInII良好527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150-250m/h。项目高峰用水102nVh，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

51、、总矿化度较底，按地下水质量标准分类 为H类水，地下水水温10-12 C,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甘州区丰泽园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 取水的影响分析6.1 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。6.2 对其它用户的影响项目采用“抽灌”循

52、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。项目区位于张掖市城西郊，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。项目区离张掖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。6.3 结论通过以上分析，甘州区丰泽园 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 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：7.1 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。7.2 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