驻马店市靖宇广场水资源论证报告.docx
《驻马店市靖宇广场水资源论证报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《驻马店市靖宇广场水资源论证报告.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
驻马店市靖宇广场水资源论证报告
驻马店市靖宇广场人防工程
空调用水井建设项目
水资源论证报告
驻马店水文水资源勘测局
驻马店市文源水利技术服务有限公司
二○一○年十二月
驻马店市靖宇广场人防工程
空调用水井建设项目
水资源论证报告
审定:
范留明
审核:
邱新安
报告编写：
李德岭李贺丽孙园园詹继峰
参加人员：
汪海洋王洪震李宁马松根
李珺焦二虎冯前进
1总论
1.1编制水资源论证报告的目的
2010年12月驻马店市广宇房地产有限公司委托我公司编制《驻马店市靖宇广场人防工程空调用水井建设项目水资源论证报告》。
我公司根据中华人民共和国水利部、中华人民共和国国家发展计划委员会2002年联合颁布的《建设项目水资源论证管理办法》及其附件《建设项目水资源论证报告书编制基本要求》的条款内容，对该项目以地下水作为供水水源的水资源条件进行论证。
1.2编制依据
1）《中华人民共和国水法》[2002]
2）《中华人民共和国环境保护法》[1989]
3）《中华人民共和国水污染防治法》[1996]
4）《中华人民共和国水土保持法》[1991]
5）中华人民共和国水利部中华人民共和国国家发展计划委员会令[2002]第15号《建设项目水资源论证管理办法》及其附件《建设项目水资源论证报告书编制基本要求》
6）《河南省〈水法〉实施办法》
7）中华人民共和国《取水许可制度实施办法》[1993]
8）《河南省取水许可制度和水资源费征收管理办法》[2001]
9）《地下水质量标准》GB/T14848-93
10）《建设项目水资源论证导则》（试行）SL/Z322-2005
11）《河南省地方标准》DB41/T385-2009（2009年7月1日发布）
1.3项目概况与选址
驻马店市靖宇广场人防工程是政府人防办平战安防工程，工程重要性等级为三级，场地等级三级，地基等级三级。
位于驿城区乐山大道与中华路交叉口东北部（项目位置详见图一）。
场地南北长220m，东西宽185m，工程占地面积40700m2。
拟建工程地下两层，框架结构，拟采用箱型基础，基础埋深9.5m。
拟建工程重要性等级为三级，场地等级为三级，地基等级为三级，岩土工程勘察等级丙级。
目前为解决工程的空调用水问题，需要打空调井18眼，其中取水井6眼，回灌井12眼（水井平面布置详见图二）。
取水井深度均为140m，井口径30cm；回水井深度134米，井径30cm（水井成井设计指标详见表一）。
驻马店市靖宇广场人防工程空调用水井成井设计指标：
建设项目用水井成井设计指标表一
设计指标
水井工程
回水井1
回水井2
抽水井1
回水井1
回水井2
抽水井2
成井深度（m）
134
134
140
134
134
140
井径（cm）
30
30
30
30
30
30
回水井1
回水井2
抽水井3
回水井1
回水井2
抽水井4
成井深度（m）
134
134
140
134
134
140
井径（cm）
30
30
30
30
30
30
回水井1
回水井1
抽水井5
回水井1
回水井1
抽水井6
成井深度（m）
134
134
140
134
134
140
井径（cm）
30
30
30
30
30
30
封闭深度（m）
75
75
75
75
75
75
井孔倾斜（度）
<1
成井含砂量
<1/200000
图一驻马店市靖宇广场人防工程空调用水井平面图
图二驻马店市靖宇广场人防工程项目位置图
1.4项目用水及污水排放情况
驻马店市靖宇广场人防工程设项目用水为地温中央空调用水。
空调用水计划年用深层地下水量90.88万m3。
项目所用设备是循环用水系统，所抽取水量全部通过回水井加压回灌于地下，因此该项目的废污水为“零排放”。
1.5地温中央空调系统用水过程
地温中央空调的使用，是通过抽取地下水，经过中央空调再将用水回灌到地下水井中，形成抽水井——中央空调——回灌水井，即组成地温中央空调循环系统。
具有节水、节电、节投资，经济环保、安全稳定等特点，是一种高科技技术。
它根据可逆卡诺循环原理，利用地温能源，冬天采用热泵技术原理，通过热交换将地下水或土壤中的热量提出用于室内采暖，而夏天则利用地下土壤或地下水带走热量，达到制冷效果。
1.6论证工作内容
1）编制工作大纲；
2）区域地质情况调查；
3）资料收集；
4）论证区水资源分析评价；
5）成果报告编写。
1.7论证委托单位与承担单位及委托书
建设项目水资源论证合同委托单位为：
驻马店市靖宇广场人防工程广宇房地产有限公司
建设项目水资源论证合同承担单位为：
驻马店市文源水利技术服务有限公司
我公司隶属于河南省驻马店水文水资源勘测局。
驻马店水文水资源勘测局属于河南省水利厅下属全民事业单位，现有水利工程建设、水文水资源科研、水质化验和水利经济等各类技术人才100多人。
其中工程师以上职称25人，高级工程师4人，具有强大的水文水资源分析研究技术队伍。
合同承担单位建有通过国家计量认证合格的水环境监测中心，具有乙级建设项目水资源调查评价资质，在全市范围内建有完善的水文监测站网，具备进行各类水资源研究和承担各类水资源生产项目的技术条件和工作能力。
先后完成了《驻马店热电厂扩建工程水资源论证报告》、《河南华润电力古城有限公司二期工程水资源论证报告》、《新蔡县小洪河橡胶坝工程水资源论证报告》、《河南省天中煤业有限公司安里煤矿水资源论证报告》及县城供水工程等多份水资源论证报告。
广宇房地产有限公司委托驻马店市文源水利技术服务有限公司，对驻马店市靖宇广场人防工程空调用水井进行建设项目水资源论证工作，双方签订了合同书。
2项目所在区域自然地理及水文地质概况
2.1自然地理及社会经济概况
驻马店市位于河南省南部，全市总面积15095平方公里，辖九县一区。
京珠高度、阿深高速、107国道和京广铁路均纵贯市区，地理位置优越、交通十分便利。
随着经济的迅速发展，市区面积也在逐渐扩大，驻马店市区现有面积778平方公里，辖有6乡、1区、13个街道办事处。
2009年末人口59.87万人，其中城镇人口36.86万人，农村人口23.01万人。
2009年驻马店市国内生产总值159.3亿元，第一产业11.21亿元，第二产业85.80亿元、第三产业62.29亿元，形成以二产和三产为主的经济发展结构。
市区有天方药业、蓝天集团、十三香集团等一些知名企业。
2.2气象水文
驻马店市处于亚热带向暖温带过渡区，属于大陆性季风气候，其主要气候特点是：
季风明显、四季分明、温湿适中、雨热同季；春季干燥少雨，冷暖多变大风多；夏季比较炎热，降雨高度集中；秋季气候凉爽，时间短促。
市区多年平均气温为14.8℃,年际气温差异较小。
全年无霜期220天左右，多年平均蒸发量1042mm，光能资源丰富，年平均日照时数2000～2200小时。
多年平均降水量为929.6mm，降水多集中在每年的6～9月，约占全年降水量的60％。
降水量年际差异比较大，1990年以来最大年降水量1380.6mm，最干旱年份降水量仅450.7mm。
2.3河流水系
驻马店市境内的河流均为淮河和长江的支流，包括四个水系，分别是：
洪汝河水系、淮河干流、汾泉河水系和唐白河水系。
流经驻马店市区的练江河是汝河支流，发源于驿城区胡庙乡境内的三架山东侧，自西向东经市区流入宿鸭湖水库，全长42.5km，河床深度5～7m。
练江河属雨源型河流，径流与降雨同步，丰水期一般在每年的6～9月，枯水期在每年的11月至次年的2月。
练江河流域上游属山丘区，下游为平原区，河道比降较大，洪水陡涨陡落，洪水历时一般不超过2天。
练江河流量随季节变化十分明显，径流量的年际差异也很大。
据1990年以来资料，最大年径流量9149万m3，最小年径流量178万m3，相差51倍。
2.4水文地质概况
2.4.1区域地质背景
1、地层
驻马店市属华北地层区，前第四世纪底层主要出露于西部山区，由元古界及下古生界寒武系、奥陶系等地层组成。
分别为：
中元古界、上元古界、下古生界寒武系、下古生界奥陶系、中生界白垩系。
2、构造
驻马店市在大地构造上位于中国东部第二坳陷得西南边缘。
经历了中岳期、阿森特期、燕山期、喜山期等多次地壳运动。
在各期区域构造应力场作用下，形成纬向、新华夏和豫中北西向等三个不同的构造体系，构成了区内的现代构造格局。
2.4.2项目区水文地质
项目区位于伏牛山山前缓倾斜平原区，由于受新构造运动控制，第四系地层发育不全，主要有早更新统冰水湖相地层、中更新统冲洪积相地层及全新统冲击相地层。
项目区第四系地层的划分依据水文地质普查报告资料，以构造地层学、沉积岩石学、气象地层学等等划分原则为依据，利用重矿物、可溶及C14等微观分析手段，结合区域宏观特征进行划分，由老到新分为：
下更新系统、中更新系统和全新统。
根据驻马店市区地下水环境评价报告分析，市区内地下水主要以松散盐类孔隙水和碳酸盐岩类融隙、溶洞水两种形态赋存于松散岩类含水岩组和前第四纪灰岩含水岩组之中。
松散岩类孔隙水广泛分布全区，根据区域水文地质资料和市区地下水含水岩组的分布特征及井孔抽水资料分析，孔隙含水系统可分为50米以上的浅层含水岩组和50米以下的中深层含水岩组。
中深层含水岩组由埋藏在50～300米之间的松散岩类孔隙、裂隙水含水层和泥灰岩溶洞承压含水层组成，该含水岩组具有较强的富水性，详见区域地质剖面图（图三）。
根据本项目的物探报告分析，项目区地层共有以下几层，分别是：
0～50米，粘土、粉质粘土层；50～80米，粘土与粉砂含水层，其中粉砂含水层厚
图三驻马店市区域水文地质剖面图
度为5米；80～106米，粘土、亚粘土与中粗砂含水层互层，其中中粗砂含水层厚度15米；106～134米为泥灰岩含水层，厚28米，其下半部局部溶蚀较发育，是该区域主要含水层；134～200米，钙质粘土、亚粘土，局部含砂砾，169～186米为粘土钙化泥灰岩，局部有溶蚀。
详见电测井成果与测井结构综合图（图四）。
根据该项目区成井抽水调查，该井成井深度155米，水井直径0.3米，利用含水层区段为80～134米，含水层厚度43米，抽水前静水位埋深35米，稳定出水量65吨/小时，动水位埋深65米，稳定降深30米，经计算，综合渗透系数为1.52米／天。
图四电测井成果与测井结构综合图
3项目需用水量
驻马店市靖宇广场人防工程项目空调用水井取水只用于地温中央空调用水。
卫生、消防用水采用城市自来水，由城市自来水管网供给。
因此该建设项目用水合理性分析为只对空调用水的合理性分析。
本项目计划选用宁波惠康螺杆式水源热泵HLGTH-1200S型机组四台，分南、北两个机房，每个机房配置2台机组。
夏季，单台机组最大需水量为110m3/h，最小需水量为90m3/h；冬季，单台机组最大需水量90m3/h。
为了评价的安全，用最大用水量计算，用水定额取最大值。
现按4台空调机组同时工作，每台机组每天计划运行8个小时，取暖期按120天，取冷期按160天来计算，用水量定额取最大值，则年最大需水量为90.88万m3。
计算方法如下：
取暖期：
90×4×8×120=34.56万m3；
取冷期：
110×4×8×160=56.32万m3；
年需水量：
56.32+34.56=90.88万m3。
空调机组运行原理图详见图五。
图五空调机组工艺流程图
4项目取水水源论证
4.1项目水源选择
4.1.1地表水源选择
项目区位于驿城区乐山大道与中华路交口东北部，附近没有河流等地表水源可供利用，加之地温空调用水的特殊性，地表水水温随季节变化明显，无法实现调节温度的作用。
因此地表水源无法作为本项目的供应水源。
4.1.2地下水源选择
根据项目区的物探资料，在80米以上均为粘土、亚粘土和粉沙土层，渗透系数较小，富水性较差，没有明显的含水地层。
因此浅层地下水不能作为本项目的供水水源。
项目所在区在80～134m深处有粉砂、中粗砂和泥灰岩溶蚀含水层组成的三层含水层，含水层厚度分布是9m、6m、28m,共有43m，此组含水层富水性较好，根据地下水的开发利用原则及用水性质的要求，建议采用中深层地下水作为地温中央空调的供应水源。
4.2项目取水井出水量论证
4.2.1地下水含水层性质
根据项目区空调抽水井的钻孔地层岩性和抽水资料及《驻马店市市区地下水环境评价报告》，并参考周围水井调查资料，本区地层岩性在地面以下80～134m地段有二组中粗砂和一组泥灰岩岩溶含水岩组，总含水层厚度为43m，含水层分布地域比较宽广，含水层抽水影响半径相对于地层分布来说可作为均匀无限含水层。
由抽水试验资料计算得地下水含水层渗透系数为1.52m/d。
根据该三组含水地层的埋藏条件和水动力力学性质，该含水地层为中深层承压含水层。
为了充分利用含水层的出水能力，开采井须按完整井工艺进行成井。
水量计算可选用稳定流承压水完整井流计算公式计算含水层出水量：
Q＝
式中：
Q—单井出水量（m3/d）〔Q′单位m3/h〕;
K—渗透系数（K=1.52m/d）;
R—影响半径（采用经验公式计算：
R=3000Sw
）;
M—承压含水层厚度（M=43m）;
—抽水井半径（
=0.15m）
Sw—降深（m）.
通过计算可得不同降深条件下抽水井单井出水量，计算结果见表（三）
项目区不同降深单井涌水量计算表表（三）
Sw（m）
5
10
15
20
25
30
35
40
Q′（m3/h）
14.8
26.7
36.0
46.1
55.9
65.6
75.0
84.3
据上表可以看出，该区域开采中深层水，单井抽水当降深在40m时,单井涌水量仅84.3m3/h，仍不能够满足驻马店靖宇广场人防工程空调用水井最大的设计用水440m3/h（3520m3/d）的用水要求。
因此，就需要设计一组井来满足项目供水设计要求。
根据场地现状及含水层出水能力和用水需求，建议采用6眼抽水井，同时进行抽水，平均每眼井抽水量为73.3m3/h，东西向抽水井间距30米，南北向抽水井间距165米。
抽水井井位布置详见图六：
4.2.2地下水开采综合影响降深
根据场地工程分布情况及含水层出水能力，可考虑在建设场地的东北角和东南角分别布置三眼（共六眼）抽水井计算出水量。
由于这六眼井分布较为集中，当同时抽水时形成一个封闭的群井抽水的矩形取水带，当群井抽取地下水一定时段以后，群井周围地下水位将形成环形等水位降落漏斗。
所以对地下水可采强度的确定，首先要对地下水抽水降深值进行计算。
现采用两种定流量抽水方法进行群井稳定流抽水计算：
⑴、大井抽水计算。
当6眼井同时抽水时，群井所围的区域恰似一个大口径的抽水井在抽水，其抽水井半径与群井所围面积和形状有关。
井筒半径采用rw=η（L+B）/4,其中L=165m,B=30m,η=1.15,所以rw=64.69m。
抽水影响半径与含水层渗透系数和抽水稳定降深有关，降深越大影响范围就越大。
现根据承压水完整井稳定流公式，计算出不同降深情况下群井出水量见下表表四:
⑵、群井干扰抽水计算。
由于该抽水工程开采集中，并且都在抽水影响半径范围之内，当各井在同时抽水时，每个井抽水都对其他各井产生影响。
根据势能叠加原理，每眼井的的综合影响降深等于本井抽水降深与其他各井抽水对本井抽水产生的水位势能损失（降深）之和。
根据稳定流承压完整井
群井抽水不同降深出水量计算表表四
降深Sw（米）
含水层厚M（米）
渗透系数K
米/日
大井半径rw
（米）
影响半径R
（米）
群井出水量Q′
（m3/h）
10
43
1.52
64.69
190.52
158
15
43
1.52
64.69
253.43
188
20
43
1.52
64.69
316.35
215
25
43
1.52
64.69
379.26
242
26
43
1.52
64.69
391.85
247
30
43
1.52
64.69
442.18
267
35
43
1.52
64.69
505.09
291
40
43
1.52
64.69
568.01
315
50
43
1.52
64.69
693.84
361
69
43
1.52
64.69
932.92
442.
流方程，按各井等流量抽水，计算得不同定流量抽水情况下各井的抽水稳定降深值见下表（表五）：
群井干扰抽水不同流量抽水时综合降深值计算表表五
单井定流量
井号
综合影响平均降深（m）
井1
井2
井3
井4
井5
井6
38m3/h（群井228m3/h）
24.85
26.49
24.85
24.85
26.49
24.85
25.40
40m3/h（群井240m3/h）
26.32
28.05
26.32
26.32
28.05
26.32
26.89
43.3m3/h（群井260m3/h）
29.48
31.34
29.48
29.48
31.34
29.48
30.00
46.1m3/h（群井277m3/h）
32.81
34.80
32.81
32.81
34.80
32.81
33.47
65.6m3/h（群井394m3/h）
55.97
58.80
55.97
55.97
58.80
55.97
56.91
73.3m3/h（群井440m3/h）
65.84
69.01
65.84
65.84
69.01
65.84
66.90
从以上两种方法计算结果可以看出：
同等出水量计算所得稳定降深基本相同，说明采用计算方法正确。
4.2.3地下水可开采强度
地下水的可开采强度是由含水层的出水特性及埋藏条件所决定的。
当采用定流量抽水时，可采强度应以抽水时的最大动水位埋深不低于承压含水层顶板和不引起环境工程地质问题为标准。
项目所在地承压水静水位埋深为35米，到承压水含水层顶板埋深80米还有45米，考虑到环境影响及工程地质安全问题，本报告认为抽水稳定动水位降深不易超过30米落程，也就是抽水时的动水位埋深不易低于65米深。
从以上两种方法计算结果还可以看出：
当按照空调最大需水定额（单井73.3m3/h或群井440m3/h）进行抽水时，综合影响降深达67米左右，或者说此种情况下地下水动水位埋深将达到102米（67+35）。
这样地下水动水位就大大低于了承压水含水层顶板埋深，这是开采承压水所决不能容许的。
为了使环境及工程地质问题的安全，本报告采用抽水稳定降深30米时的群井单位时间出水量作为项目可开采强度。
由计算表表五可查知：
降深30米时的群井对应出水量为260m3/h。
该数值260m3/h可作为该项目的群井可开采量。
也就是说该项目所在地的群井允许开采强度为每小时260m3，单井允许开采强度为43.3m3/h。
综上所述，项目区承压水含水层，在保证环境影响和工程地质不出现问题的前提下，能够满足以260m3/h的开采强度进行开采，可以保证年用水量58.24万m3的要求。
4.3建设项目取水井水质论证
建设项目采用《地下水质量标准》（GB/T14848－93）进行评价。
《地下水质量标准》规定“Ⅰ类主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各种用途；Ⅱ类主要反映地下水化学组分的天然背景含量，适用于各种用途；Ⅲ类以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水；Ⅳ类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，适当处理后可作生活饮用水；Ⅴ类不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。
”由《河南省水环境监测中心驻马店中心分析测试结果报告》（见附件1）得，本项目地下水质量分类指标及井单项监测项目评价见表（六）。
地下水质分析统计表表（六）
序号
项目
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
监测值
类别
1
色（度）
≤5
≤5
≤15
10
Ⅲ
2
嗅和味
无
无
无
无
无
3
浑浊度（度）
≤3
≤3
≤3
2
Ⅲ
4
肉眼可见物
无
无
无
无
无
5
pH值
6.5~8.5
9.56
Ⅳ
6
总硬度（CaCO3计）（mg/L）
≤150
≤300
≤450
264
Ⅱ
7
溶解性总固体
≤300
≤500
≤1000
342
Ⅱ
8
矿化度（mg/L）
≤300
≤500
≤1000
541
Ⅲ
9
硫酸盐（mg/L）
≤50
≤150
≤250
42.3
Ⅰ
10
氯（cl-）（mg/L）
≤50
≤150
≤250
60.2
Ⅱ
11
铁（Fe）（mg/L）
≤0.1
≤0.2
≤0.3
未检出
Ⅰ
12
锰（Mn）（mg/L）
≤0.05
≤0.05
≤0.1
未检出
Ⅰ
13
铜（Cu）（mg/L）
≤0.01
≤0.05
≤1.0
未检出
Ⅰ
14
锌（Zn）（mg/L）
≤0.05
≤0.5
≤1.0
未检出
Ⅰ
15
挥发性酚类（以苯计）（mg/L）
0.001
0.001
0.002
未检出
Ⅰ
16
高锰酸钾指数
≤1.0
≤2.0
≤3.0
0.4
Ⅰ
17
硝酸盐氮（mg/L）
≤2.0
≤5.0
≤20
0.63
Ⅰ
18
亚硝酸盐氮（mg/L）
≤0.001
≤0.01
≤0.02
0.007
Ⅱ
19
氨氮（mg/L）
≤0.02
≤0.02
≤0.2
1.02
Ⅴ
20
氟化物（mg/L）
≤1.0
≤1.0
≤1.0
0.67
Ⅲ
21
氰化物（mg/L）
≤0.001
≤0.01
≤0.05
未检出
Ⅰ
22
汞（Hg）（mg/L）
≤0.00005
≤0.0005
≤0.001
未检出
Ⅰ
23
砷（As）（mg/L）
≤0.005
≤0.01
≤0.05
未检出
Ⅰ
24
镉（Cd）（mg/L）
≤0.0001
≤0.001
≤0.01
未检出
Ⅰ
25
铬（六价）（Cr6+）（mg/L）
≤0.005
≤0.01
≤0.05
未检出
Ⅰ
26
铅（Pb）（mg/L）
≤0.005
≤0.01
≤0.05
未检出
Ⅰ
由上表可以看出，该地下水质基本满足项目地温空调用水对水质的要求。
4.4空调井成井深度与回灌水量平衡论证
4.4.1成井深度的确定
根据区域含水层分布及项目电测井成果和上述取水井出水量论证，出水井井深应穿透80—134m含水层，建井建成完整井，建议取水井深度定为140m，其他各回水井成井结构及井深与抽水井相同。
4.4.2空调项目的供需平衡
由前节空调项目需用水量可知，南北两机房4台机组最大需水量为440m3/h，而群井允许开采强度仅为260m3/h，供需水量相差180m3/h，不能满足空调用水要求。
为了保证机组需水要求，建议夏季从空调回水量中分出180m3/h，平均分配给其6眼出水井
升级会员 