宏源小区地热水供暖项目水资源论证终.docx

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宏源小区地热水供暖项目水资源论证终

1总论

1.1　项目来源

xxx鑫立源房地产有限公司宏源小区建于2005年，小区位于xxx交河镇（纬度：

37°54′33″，经度：

116°2′3″），以居住为主，商店、幼儿园、会所、停车场（棚）等社区服务齐全，是具有人文价值的现代化住宅小区。

项目核准编号为：

沧发改投资核字[2005]065号（见附件2）。

宏源小区现有供暖面积47350m2，采用地热供暖方式，2006年9月于小区内开凿了一眼地热井做为供暖热源，井深1190m，出水量50-118m3/h，供热系统安装有一套水源热泵机组做为辅助供热设备。

地热井现已正常运行两年。

根据《建设项目水资源论证管理办法》的规定，该项目取用深层地下热水资源，应当按照规定进行建设项目水资源论证，编制建设项目水资源论证报告书。

受xxx鑫立源房地产开发有限公司宏源小区委托，2009年4月对xxx交河镇宏源小区地热井取用水进行水资源论证。

1.2　水资源论证目的和任务

建设项目水资源论证是水资源管理的重要内容之一，是保证水资源管理走向科学化、规范化的的重要措施，是取水许可审批的必要条件。

xxx交河镇宏源小区建设项目水资源论证的目的是为了论证该项目取用地下热水的可行性、合理性，确保地下热水资源合理开发、利用、配置、节约、保护和治理的综合目标得以实现；综合分析项目建设取用水对周边地区环境和其它用水户的影响；合理开采地下热水资源，保证地下热水资源的可持续利用，促进社会经济可持续发展，为水行政主管部门科学合理的管理水资源提供依据。

根据论证目的，本项目水资源论证的主要任务有：

（1）搜集论证区域水文、气象等资料，对区域水资源状况、项目所在区域地下热水资源状况及开发利用情况进行分析；

（2）论证建设项目单位取用水方案和退水方案的合理性，确定建设项目的合理取用水量；

（3）根据论证区的地层结构、水文地质条件、热储层构造等资料，分析论证区热储层热储量、热水资源量等；

（4）按照地热勘查规范和相关技术要求分析、论证、计算，查明地热田类型、赋存层位、厚度、地热水可开采量等；

（5）根据计算成果，分析取水水源的可靠性与可行性；

（6）分析评价项目使用地热水资源和使用锅炉供暖的投资效益与环保效益；

（7）分析论证地热水的开采对周围其他用户的影响，以及退水对周围环境的影响；

（8）评价建设项目地热水开发利用方案，提出保护地下热水资源的措施和建议。

1.3　编制依据、规程规范及参考资料

1.3.1编制依据

（1）《中华人民共和国水法》（2002年8月29日中华人民共和国主席令第74号公布）；

（2）《取水许可和水资源费征收管理条例》（2006年4月15日国务院令第460号发布）；

（3）《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号发布）；

（4）《取水许可申请审批程序规定》（1994年6月9日水利部令第4号发布）；

（5）《河北省建设项目水资源论证管理办法》（河北省水利厅2003年3月1日起施行）；

（6）《河北省取水许可制度管理办法》（河北省人民政府令〔2007〕第5号）；

（7）《河北省水利厅关于建设项目水资源论证制度的实施细则》（河北省水利厅2004年5月1日）。

1.3.2规程规范

（1）《建设项目水资源论证导则》SL/Z322-2005；

（2）《水资源评价导则》SL/T238-1999；

（3）《地下水资源分类分级标准》GB/T15218-1994；

（4）《地热资源地质勘查规范》（GB11615-89）；

（5）《地热资源评价方法》（DZ40-89）；

（6）《浅层地热能勘察技术规范》；

（7）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

（8）《地下水质量标准》（GB/T14848-93）；

（9）《地表水质量标准》（GB3838-2002）；

（10）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）；

（11）《河北省用水定额》（试行）；

（12）《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）；

（13）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）。

1.3.3参考资料

（1）《xxx水利志》；

（2）《2007年xxx水资源公报》；

（3）《宏源小区地热井完井报告》

（4）《河北省献县城关地热田地热普查报告》

1.4　取水规模、取水水源与取水地点

该建设项目现有地热取水井一眼，在供暖期日取水量约为400m3,年取用水量约为4.8×104m3。

该建设项目取水水源为上第三系馆陶组地热水。

该建设项目的取水地点位于xxx交河镇宏源小区内的东南角，与供水泵房相邻。

1.5　论证工作等级

该建设项目取水规模约为4.8×104m3/a，取水量较小，用途为小区供暖和洗浴用水。

该区水文地质条件比较简单，地热水利用刚刚起步，为地热开发利用程度有潜力区。

取水和处理后的退水对第三者和生态环境影响较小。

根据《建设项目水资源论证导则》水资源论证分类分级指标，本项目水资源论证工作等级定为三级。

1.6现状水平年

根据项目的用水情况，结合实际资料拥有的程度，确定现状水平年。

一般以水资源论证时最近的年份作为现状水平年，通常要避免特枯或特丰水平年，以接近于多年平均情况的年份为最好，考虑论证区的实际资料情况，确定现状水平年为2007年。

1.7　分析范围和论证范围

论证区域是指以建设项目所在地为中心，与项目取水水源地有水力联系的范围，结合区域水文地质条件及观测资料情况，确定以xxx行政区作为本次论证的分析范围，面积1006km2，以交河镇行政区为论证范围，面积108km2。

分析范围及论证范围图见图1.1。

图1.1分析论证范围图

1.8论证委托书、委托单位与承担单位

论证委托书见附件1。

委托单位：

xxx鑫立源房地产开发有限公司宏源小区

承担单位：

沧州市水利科学研究所

河北省地勘局第四水文工程地质大队

资质证号：

水论证乙字第11305017号

水论证乙字第11304005号

2建设项目概况

2.1　建设项目名称及项目性质

2.1.1项目名称及法人代表

名称：

xxx鑫立源房地产开发有限公司宏源小区

法人代表：

曹俊刚

2.1.2建设项目性质

项目性质为新建工程。

2.2　建设地点、占地面积和土地利用情况

建设地点：

xxx交河镇泊富路北侧、东固路东侧。

占地面积：

工程总建筑面积为4.735×104m2。

宏源小区平面布置示意图见图2.1。

总投资：

工程总投资4392万元。

图2.1宏源小区平面布置图

2.3建设项目业主提出的取用水方案

2.3.1建设项目取用水流程

该项目取用水流程为：

取水井→沉沙罐→储水罐→水源热泵机组→加压泵→用户采暖→循环泵→水源热泵机组。

浴池

退水流程为：

用户采暖尾水→水过滤等设备→回灌井

洗浴退水→沉淀池处理→市政排水管网

水源热泵机组可将地热水温度由井口的45℃升高到50℃，取水系统采用自动控制方式，在满足供暖和洗浴用水的情况下，取水泵自动停止取水。

项目取用水及退水流程图见图2.2。

图2.2项目取用水及退水流程图

2.3.2建设项目的用水要求

该建设项目取水主要用于小区居民供暖和洗浴用水，年用水量约4.8×104m3，用水水质和水温应该满足水源热泵机组和洗浴的用水要求。

水源热泵机组用水水质要求如下：

（1）含沙量：

应小于5000mg/m3，浑浊度应小于20mg/l，水质中的颗粒应不大于0.5mm；

（2）酸碱度：

水源热泵的水源PH值宜在6.5-8.5之间；

（3）硬度：

水源的硬度应小于500mg/l；

（4）溶解性总固体：

水源的溶解性总固体应小于6000mg/l；

（5）磨蚀性：

SO42-<200mg/l，Fe2+<1mg/l。

2.4建设项目业主提出的退水方案

该建设项目退水主要为供暖尾水和洗浴退水，其中供暖尾水经过水过滤等设备的处理后，同层加压回灌至回灌井，洗浴退水先进行小区的沉淀池进行生化处理，然后通过小区的排水管道进入交河镇排水管网。

3　建设项目所在区域水资源状况及开发利用分析

3.1基本情况

3.1.1论证区概况

xxx属海河流域的黑龙港地区。

地面开阔，地势平坦，平均海拔13．2米（黄海高程），自然坡降仅为万分之一。

地理坐标为东经116°2′-116°44′，北纬37°54′-38°13′。

xxx面积1006Km2，辖12个乡镇、3个街办处、657个行政村，总人口55.6万，耕地面积6.3×104公顷。

3.1.2气象条件

气候属暖温带大陆性季风气候，四季分明，日照充足，年平均气温12．6℃，多年平均无霜期187天。

平均日照时数2783．6小时。

境内大气降水年内分布不均，年内降水主要集中在6、7、8月份，占全年降水量的72.3%。

多年平均降水529．8mm。

3.1.3主要河流水系

xxx地处“九河下梢”，河道众多。

现有河道包括南运河、滏阳新河、清凉江、江江河、老盐河、南排水河、黑龙港河本支、滏东排河、连接河等。

据《2007年xxx水资源公报》资料，2007年各河道无正常入境水量，只有引黄济淀水量，其中经滏东排河入境水量8942×104m3，主要补给白洋淀，经清凉江入境水量289.1×104m3，主要输送至大浪淀水库。

3.2论证区水资源动态及分布特征

3.2.1浅层地下水资源动态及分布特征

据《2007年xxx水资源公报》资料，2007年，xxx平均降水量为429.2mm，较上年偏少28.7mm，较多年平均值偏少100.6mm，为偏枯年份，地下水位下降，埋深增大。

其中，中部埋深较大，东部埋深较小，埋深大于9m的区域出现在寺门村镇、营子镇南部、郝村镇东部，埋深小于7m的区域出现在王五庄乡、洼里王镇、齐桥镇以东。

全年平均埋深较上一年增加0.17m，总计亏水量976.8×104m3，其中淡水亏582.4m3。

xxx浅层地下水等值线图见图3.1。

图3.12007年xxx浅层地下水埋深等值线图

3.2.2深层地下水资源动态及分布特征

据《2007年xxx水资源公报》资料，第Ⅲ含水组为xxx深层地下水主要开采层。

2007年底全市第Ⅲ含水组平均埋深54.41m，比上一年同期减少4.03m。

西北部埋深较小，东部埋深较大，埋深小于50m的区域主要在富镇、四营的北部、郝村镇西部一带地区，埋深大于65m的区域出现在以xxx为中心以东的文庙镇、泊镇和五武庄的部分地区，其它乡镇埋深在50-65m之间。

xxx深层地下水等值线图见图3.2。

图3.22007年xxx深层地下水埋深等值线图

3.2.3深层地热水状况及分布特征

xxx深层地热水的主要含水层为上第三系的明化镇组及管陶组，在全市范围内均有分布，埋深一般为1000-1200m，含水组为第Ⅴ含水组，其中管陶组地热储层为本地区地热水的主要开采层，热储温度为50℃左右，属于低温型热田，单位涌水量在50-120m3/h。

xxx地热水利用属于刚刚起步，未开始大范围的开采，地热水的静水位埋深为10m左右，动水位埋深小于50m，具备一定的开采潜力。

3.3区域水资源开发利用现状及存在的问题

3.3.1区域水资源开发利用现状

据《2007年xxx水资源公报》资料，2007年全市水资源利用总量10638.0×104m3，主要开采地下水，其中浅层淡水利用量为2344×104m3，深层地下水利用量为8294.0×104m3。

从用水类型上看，城镇生活用水量为696.2×104m3，占总用水量的6.5%，工业用水1173.0×104m3，占总用水量的11%，菜田用水1096.0×104m3，占总用水量的10.3%，农田灌溉用水6586.8×104m3，占总用水量的61.9%，其他为林牧渔业用水、农村人畜用水等。

深层地下水已成为主要取水水源，合理开发利用和保护深层地下水将是保证今后水资源可持续利用的关键所在。

xxx地热资源开发利用属于起步阶段，可利用情况较好，现状条件下地热水的年开采量较小，主要用于采暖和洗浴，开发利用程度较低，尚有开发潜力。

3.3.2水资源开发利用存在的问题

（1）地表水水环境现状不容乐观。

由于工业化进程的加快，加之上游排放污水的原因，xxx的地表水水质近年来有恶化趋势，虽然经过治理有所改善，但地表水污染，保护水生态环境仍是一个艰巨的任务。

（2）地下水为xxx主要的供水水源，现已处于超采状态，地下水漏斗逐年加大，如何科学利用与有效保护地下水资源成为当前需要解决的问题。

（3）xxx地热水资源的开发利用处于起步阶段，存在着地热利用率低和回灌率低等问题，应以科学开采为原则，对开采强度和开采总量进行合理控制，保证地热水的科学、合理、无害利用。

4建设项目取用水合理性分析

4.1取水合理性分析

（1）宏源小区采用地热方式供暖，从根本上避免了锅炉供暖方式的烟尘及二氧化硫等对环境的污染，同时采用地热供暖也减小了锅炉噪声的污染，是无污染工程，属于清洁型能源，符合相关产业政策；

（2）宏源小区是xxx交河镇的重点建设项目，是具有人文价值的现代化住宅小区，小区的建设对于改善和提高交河镇人民居住条件和生活水平具有重要作用。

节能环保的地热供暖方式提升了小区的文明程度；

（3）宏源小区供暖系统采用水源热泵技术，实现了地热水的循环使用，其循环利用率达到了70%，属于较高水平，同时自动控制系统的使用也最大限度的节约了地热水资源；

（4）与锅炉取暖投资进行比较分析可知，采用地热水结合水源热泵技术进行供暖，初期投资虽然较高，但年运行费用只是锅炉供暖运行费用的50%左右。

采用地热供暖方式不仅可以尽快收回投资，减少了小区的运行费用，还可以适当的降低采暖取费，造福小区居民，有利于和谐社会的建立；

（5）宏源小区地热水利用率较高，供暖尾水的温度在20-30℃之间，同时，供暖尾水采用了同层回灌方式，不存在外排水量，即不会对周边及浅层地下水环境造成热污染及水质污染，又可以保证地热水的持续利用，符合地热水的科学合理利用原则。

洗浴用水经过沉淀池的生化处理，可达到污水排放标准，外排至交河镇排水管网，对周边环境影响轻微。

综上所述，xxx宏源小区的地热水供暖方式、利用效率、尾水及洗浴退水处理，从产业政策、节约能源、保护环境、改善居住环境、地热水科学利用等方面分析都具有合理性。

4.2用水合理性分析

宏源小区所取地热水，主要用途为冬季供暖和日常洗浴，供暖方式为地板供暖，洗浴方式为浴池集中洗浴，均属于生活用水。

4.2.1供暖用水

（1）小区住宅供暖热负荷计算

计算条件：

气候条件采用沧州地区的气象数据，室内温度20℃，室外计算温度-9℃，温差为29℃，建筑的传热系数取0.45w/m2.℃。

计算面积取100m2。

计算工具：

采暖热负荷计算软件。

计算依据：

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003。

计算结果：

见表4.1。

表4.1采暖热负荷计算表

房间

编号

名称

及方向

围护结构

传热

系数

室内

计算

温度

供暖

室外

计算

温度

室内

外计

算温

度差

温差

修正

系数

基本

耗热

量

修正后耗热量

高度

修正

围护结构耗热量

采暖热负荷

总的采暖热负荷

面积

朝向

风向

修正后

耗热量

k

tn

tw

Δt

α

Q'

Xch

Xf

1+Xch+XF

Q''

Xh

Q1

Qcn

Q=Qcn+Qfj

m2

w/m2.℃

℃

℃

℃

W

W

W

W

W

1

地面

100.00

0.45

20.00

-9.00

29.00

1.00

1305.00

0.00

0.00

1.00

1305.00

0.02

1331.10

1331.10

1331.10

南外墙

30.00

0.45

20.00

-9.00

29.00

1.00

391.50

-0.25

0.00

0.75

293.63

0.02

299.50

299.50

299.50

北外墙

30.00

0.45

20.00

-9.00

29.00

1.00

391.50

0.10

0.00

1.10

430.65

0.02

439.26

439.26

439.26

东外墙

30.00

0.45

20.00

-9.00

29.00

1.00

391.50

-0.05

0.00

0.95

371.92

0.02

379.36

379.36

379.36

西外墙

30.00

0.45

20.00

-9.00

29.00

1.00

391.50

-0.05

0.00

0.95

371.92

0.02

379.36

379.36

379.36

小计

放大系数为：

1.00面积：

100.00m^2负荷面积指标：

28.29W/h.m2

2828.58

2828.58

2828.58

总计热量：

2828.58W负荷面积指标：

28.29W/h.m2

由计算结果可知，论证区的住宅热负荷指标为28.29W/h.m2，根据换算公式1W＝3.6KJ可知，28.29W/h.m2＝28.29×3.6KJ/h·m2＝101.84KJ/h·m2。

（2）取水流量计算

计算条件：

供暖面积为47350m2，

计算公式：

Qc＝FB/C·（tr－to）

式中：

F－供暖面积，m2；

Qc－热水井取水流量，m3/h；

C－热水平均热容量，取4.1868×103KJ/m3·℃；

tr－入水温度，℃；取50℃；

to－回水温度，℃；取25℃；

B－采暖指标，地板采暖指标取101.84KJ/h·m2。

计算结果：

Qc＝FB/C·（tr－to）

＝47350×101.84/4186.8×25

＝46.1m3/h

4.2.2洗浴用水量

根据《河北省用水定额》标准，核算洗浴用水定额为40L/d/人，小区可居住居民500户，人口约为1500人，则洗浴用水量约为60m3/d。

4.2.3项目合理取水量

合理取水量包括两部分，一是采暖期供暖用水量，二是洗浴用水量。

（1）年供暖合理用水量

根据供暖经验，供暖期间，每天的供暖时间为12小时。

依据以上取水流量计算结果可知，供暖期每天的用水量为46.1m3/h＝553.2，一个供暖期按120天计，则供暖的年取用地热水量为553.2m3/d×120d＝6.64×104m3。

该项目供暖用水采用循环利用方式，循环利用率为70%，则新取量为总量的30%即可满足项目供暖要求，即年供暖合理取水量为6.64×104m3×30%＝1.993×104m3。

（2）年洗浴合理用水量

洗浴用水一般在供暖期使用，与供暖时间保持一致，年洗浴用水也为120天，则年合理取用水量为60m3/d×120d＝0.72×104m3。

根据以上计算结果可知，宏源小区项目年合理取用地热水量为（1.993+0.72）×104m3＝2.713×104m3。

4.3节水潜力与节水措施分析

（1）项目取水要安装计量装置，便于管理。

（2）管道要采用耐腐蚀的材质，并做好管道的密封措施，防止管道的水量漏失。

（3）做好水源热泵机组和水处理设备的选型工作，要即满足供暖需求又要有效的实现地热水的循环利用，同时做好设备检查维修，防止跑、冒、滴、漏现象发生。

（4）要做好非供暖期水源热泵机组的维护工作，保证设备的水循环率在使用时达到要求，同时在条件许可的情况下要更新设备，提高用水循环率。

（5）做好回灌井的管理工作，保证回灌在密闭条件下进行，防止水量损失和水质污染。

（6）加强物业管理人员和小区居民的节水培训与教育，提高节水意识，努力建造节约型社区。

5建设项目取水水源论证

5.1水源论证方案

（1）根据现有资料分析区域地层、构造、水文地质条件，着重分析论证区域构造条件、地层组成、含水组划分及热储层条件；

（2）充分利用已有成井资料和地下水资源评价成果，计算评价地下热水资源量、单井采出资源量、开采影响范围等；

（3）根据计算成果，评价地热井取水的可靠性及可行性；

（4）对地热取水井进行效益分析。

5.2地热水取水水源论证

5.2.1构造特征与水文地质条件

构造特征

xxx交河镇在大地构造单元上位于冀京津构造第三级沧县台拱（Ⅲ213）区域内，第四级构造阜城断凹的北端。

阜城断凹位于沧县台拱（Ⅲ213）的东南部，呈西南东北走向，北与献县断凸（Ⅳ250）交界，东南为景县断凸（Ⅳ251）。

区域构造图见图5.1。

图5.1区域构造图

5.2.1.2地层条件

据录井岩屑及测井曲线综合分析可知：

本井勘探深度内所揭露的地层由上而下有：

第四系平原组、新近系明化镇组、馆陶组、二叠系。

其地层及岩性特征如下：

（1）第四系平原组（Q4）厚度为307m

地层岩性上部为浅黄色、浅灰、灰黄色砂质粘土、粘土夹粉砂，结构松散，下部为浅灰色、棕黄色、灰绿色砂质粘土、粉砂与细砂互层，结构较致密并含有钙质结核，底板埋深307m。

（2）上第三系明化镇组（Nm）厚度为788m

地层岩性以土黄色、棕黄色、棕红色砂质泥岩和灰白色、浅灰色砂岩为主，局部夹灰色泥岩及钙质团块。

上部泥岩成岩性较差，见水膨胀，易造浆，下部泥岩岩性好，质纯性较脆。

砂岩呈疏松状，上部以粉（细）砂岩为主，下部以细-中细砂为主，成份以石英为主，长石次之，并含有少量的暗色矿物，分选性、磨圆度中等，底板埋深1095m。

（3）上第三系馆陶组（Ng）厚度为47.8m

地层岩性上部为紫红色泥岩、灰绿色砂质泥岩与灰白色、浅灰色粉砂岩呈互层出现，下部以紫红色泥岩、砂质泥岩、灰白色含砾粉砂岩为主，夹灰绿色薄层粉砂岩、含砾粗砂岩等，上部砂岩分选性较好，磨圆度中等，呈半胶结状，下部砂砾岩胶结较致密，其砾石大小混杂，分选性差，磨圆度差，一般呈次棱角状，直径一般为3-4mm，底板埋深1121m。

（4）二叠系（1121-1210）

二叠系地层与上覆馆陶组地层为不整合接触，主要为致密砂岩和泥岩地层，由于地层形成时间早，岩石成熟度高，成岩作用使得砂岩相对较致密，孔隙度在12%左右。

由于岩性和物性的影响，导致地层电阻率也很高，地层含水层较差

5.2.1.3含水组划分与含水组条件

地下热水的形成受各种复杂的地质-水文地质条件的控制，其中不可缺少的是：

有效覆盖层，下伏的透水层，有利的地质构造，热源的存在和足够的水补充。

（1）含水组的划分

本区热储盖层为第四系，按沉积时代划分为四个相对应的含水组。

上第三系为热储层，可划分为2个含水组，将明化镇组和馆陶组定为Ⅴ含水组，馆陶组定为Ⅴ2含水组。

地层与含水组划分见表5.1。

表5.1地层与含水组划分对照表

系

统

代号

含水

岩系

含水组名称

编号

底界深度

第

四

系

全新统

Q4

第

四

系

含

水

岩

系

浅层潜水含水组

Ⅰ

20-30

上更新统

Q3

浅层承压含水组

Ⅱ

140-150

中更新统

Q2

Q22

中深层承压含水组

Ⅲ

Ⅲ1

200-220

Q21

Ⅲ2

300-320

下更新统

Q1

深层承压含水组

Ⅳ

400-430

上

第

三

系

上新统

N2

N22

上第

三系

含水

岩系

深层承压含水组

Ⅴ

Ⅴ1

770-890

N21

Ⅴ2

1000-1