《天水永生家园地源热泵系统工程地下水资源论证报告》

《天水永生家园地源热泵系统工程地下水资源论证报告》 天水永生家园地源热泵系统工程 地下水资源论证报告 编 写 单 位:甘肃水文地质工程地质勘察院 项 目 负 责:魏林森 技 术 负 责:张凌鹏 报 告 编 写:张凌鹏 孟 华 王 婷 审 核: 审 定: 报告提交单位:甘肃水文地质工程地质勘察院 报告提交时间:二??九年十月 目 录 1 总 论 ................................................... 1 1.1 项目来源 .............................................. 1 1.2 水资源论证的目的和任务 ................................ 2 1.3 编制依据 .............................................. 2 1.4 分析范围与论证范围 .................................... 3 2 建设项目概况 ............................................ 4 2.1 建设项目名称及项目性质 ................................ 5 2.2 建设地点、占地面积和土地利用情况 ...................... 5 2.3 建设规模 .............................................. 5 2.4 建设项目业主提出的取水 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ............................ 5 2.5 建设项目业主提出的退水方案 ............................ 5 3 建设项目所在区域水资源状况及开发利用分析 ................ 6 3.1 基本概况 .............................................. 6 3.2 水资源状况及其区域水资源开发利用存在的主要问题 ....... 12 4 建设项目取用水合理性分析 ............................... 14 4.1 取水合理性分析 ....................................... 14 4.2 用水合理性分析 ....................................... 14 5 建设项目地下取水源论证 ................................. 15 5.1 地质条件、水文地质条件分析 ........................... 15 5.2 地下水可开采量计算与评价 ............................. 18 6 取水的影响分析 ......................................... 29 6.1 对区域水资源的影响 ................................... 29 7 退水的影响分析 ......................................... 31 7.1 退水系统及组成 ....................................... 31 7.2 退水总量、退水处理方案和达标情况 ..................... 33 8 水源保护措施 ........................................... 35 8.1 工程措施 ............................................. 35 8.2 非工程措施 ........................................... 35 9 结论与建议 ............................................. 36 9.1 取用水的合理性 ....................................... 36 9.2 取水水源的可靠性与可行性 ............................. 36 9.3 取用水对水资源状况和其他取用水户的影响 ............... 36 9.4 取水方案、退水方案 ................................... 36 9.5 建议.................................................. 37 附件: 1、地下水水质分析报告 2、环境管理体系认证证书及水源热泵系统简介 2 1 总 论 1.1 项目来源 天水市位于甘肃省东南部，是省内重要的工业和旅游城市之一，是陇东南地区政治、经济、文化与交通的中心，也是陇上最佳居住城市。实现采暖、制冷更加节能环保，使工程能够充分利用浅层地下水低温为 热源的同时，又能积极有效的保护有限地下水资源。受天水永生房地产有限公司委托，甘肃水文地质工程地质勘察院开展“天水永生家园水源热泵系统工程地下水资源论证”工作。 地源热泵空调系统原理就是通过安装在地下的系列地温收集器，从土壤中收集能量，经过能量转换实现空调节能。是利用热泵技术，把“恒温层”的地下水抽出来，热量交换再排回去。在地下“恒温层”，温度一般稳定在18度左右，地源热泵利用埋管温差传递，通过压缩机启动，能送上摄氏60度的热水和摄氏8度的冷水。 采用自然地源热泵系统在采暖和制冷运行中每消耗1KW的电能，用户可获得4KW的热量，其能量比为1:4，能效比COP1千瓦电能产生多少能量在3.5—4.4之间，比冷风空调高40%左右，运行费用比风冷热泵低30—40%。冬天，“地热空调”代替锅炉从土壤中取热给建筑物供暖，同时还能提供生活热水;夏天替代普通空调将室内的热量排入土壤，为建筑物制冷，是一种取之不尽的能源。 此外，这种空调没有外置装置，采用R410替代氟制冷，不会破坏臭氧层。使用过程中也无任何排出物，对水资源不会造成消耗、破坏或影响。热泵空调在每个房间都有单独的能量分配器，可以自主调节温度，在建筑物外看不到空调，也听不见空调的声音。被称为“现代最广泛的绿色能源”，目前，在全国许多有条件城市已推广应用，取得了很好的采暖和节能效果，备受关注。该产业也是国家扶持的节能减排产业。 1 1.2 水资源论证的目的和任务 主要目的是:通过对场地区域水文地质条件研究、地下水开采现状调查、地下水动态监测资料分析、地下水资源评价等工作，合理确定取水布局和取水数量;通过回灌(注水)试验，确定取水水源论证范围及取水和退水影响范围。以实现科学调度地下水，保护有限的地下水资源以及预防地下水地质环境问题的发生提供依据。 基本任务有: 1、在充分搜集调查区已有地质及水文地质资料的基础上，开展地下水开采现状调查，研究区域环境水文地质条件，重点研究和评价场地含水层系统因开采和回注地下水引起的补给、径流、排泄条件的改变、水质变异以及由此产生的地质环境变化; 2、初步分析地下水的动态变化规律，评价地下水资源，确定可开采资源量; 3、预测因采(注)地下水引起的地质环境问题及其变化趋势; 4、确定不同地段的控制水位和开采量，提出地下水资源利用和保护的建议。 1.3 编制依据 (1)法律法规 a、《中华人民共和国水法》; b、《中华人民共和国水污染防治法》 c、《建设项目水资源论证管理办法》(2002年3月24日水利部、国家发改委第15号令); d、《甘肃省取水许可制度 实施细则 工程地质勘察监理实施细则公司办公室6S管理实施细则国家GSP实施细则房屋建筑工程监理实施细则大体积混凝土实施细则 》(1995年12月13日省政府地18号令); e、《天水市节约用水管理办法》天政发[1999]07号。 2 (2)规程规范 a、《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001); b、《地下水质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 》(GB/T14848-93); c、《区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范 (GB/T14158-93)》; d、《建设项目水资源论证导则(试行)》(SL/Z322-2005); e、《水资源评价导则》(SL/T238-1999); f、《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005); g、《饮用水源保护区污染防治管理规定》等。 (3)参考文献 a、建工部综合勘查院西北分院，1958—1960年，《甘肃省天水市西十里—社棠河谷水文地质勘查报告》; b、甘肃省地质局水文一队，1981—1984年，《甘肃省渭河河谷(首阳—社棠)水文地质勘察报告》; c、甘肃省地矿局水文一队，1994年，《甘肃省天水市区城市供水水文地质勘查报告》; d、甘肃省地矿局水文一队，1997年，《甘肃省天水市区区域水文地质调查报告》; e、天水市水利局，1999年，《甘肃省天水市水资源现状调查分析报告》; f、天水市环保局，1999年，《甘肃省天水市东部水源地保护区划报告》; g、陇原地质勘察工程公司天水物测处，2009年采(回)灌井柱状图、抽水(回水)试验资料; h、天水市水资源管理办公室，2004年，《天水市城区地下水环境调 3 查分析报告》。 1.4 分析范围与论证范围 分析区范围为天水市麦积城区所在的渭河河谷平原。论证具体范围是:西起麦积长途汽车站，东至风动长(新建渭河大桥)，南、北分别以渭河岸边、二马路为界，地理坐标为东经:105?56′—105?58′，北 2纬34?36′—34?39′，总面积0.50km。论证区内地处麦积城区，公路四通八达，交通条件十分便利(图1-1)。 图1-1 论证区交通位置图 本次工作从2009年9月中旬开始，至同年9月中旬结束，10月完成报告编制。取水井、退水井的施工、抽水(注水)试验由陇原勘察院工程公司天水物测处完成，共完成35m深非完整探采结合井7眼。甘肃水文地质工程地质勘察院根据委托单位提供的单井钻探及抽水试验资料，计算了有关水文地质参数，划分了含水层地层岩性及有关水文地质 2特征，补充完成区域水文地质调查约9km，采集水样2组，含水层颗粒分析样品5组。期间收集了与论证区有关的地质、水文地质、气象水文等资料的同时，还收集了天水市地下水长期监测站积累的包括论证区的地下水动态资料。 4 2 建设项目概况 2.1 建设项目名称及项目性质 建设项目名称:天水永生家园 项目性质:住宅开发项目 2.2 建设地点、占地面积和土地利用情况 项目建设地点位于麦积区渭河大桥东侧，总占地面积约2.5公顷。现为商品房开发建设用地。 2.3 建设规模 拟建的天水永生家园为框架结构，共有九栋八层住宅楼组成，地面 2楼八层，地下1层，总建筑面积52000m。另外还配合有车库等。 2.4 建设项目业主提出的取水方案 取水量根据拟建的天水永生家园住宅区的建筑面积，本次论证勘探试验取得的抽水试验资料、当地地下水温度等综合计算，根据地源热泵 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 单位和业主建议，本建设项目采用管井抽取地下水取水方案符合《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)要求。根据天水市麦积城区一带一年浅层水温及热流密度值的变化，结合设备理想的运行状态， 3发挥最佳采暖功效，设计最大取水量240m/h。 2.5 建设项目业主提出的退水方案 依据《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)要求，所抽取的地下水除利用地下水温度外，全部回灌(注)于相应的地下水含水系统中。由于使用只采取水温的循环系统，退水水质不改变原地下水水质。 5 3 建设项目所在区域水资源状况及开发利用分析 3.1 基本概况 建设项目所在地属渭河麦积城区段，水资源包括有地表水和地下水。 一、地表水 渭河自北道锻压机床厂附近进入分析区，自西向东经麦积城区、社棠镇至星火机床厂附近流出调查区，区内长约2km。据分析区水文站资 333料，多年平均径流量12.71亿m，最大30.34亿m，最小5.26亿m， 3季节性变化十分明显，丰水季节流量猛增，最大洪峰流量4920m/s，枯 3水季节流量骤减，最小流量仅0.34m/s，有记录，1996年渭河麦积城区 3.5m段流量小于0/s的连续时间14天。渭河含砂量较大，多年平均含砂 33量73kg/m，最大可达1000kg/m。 通过分析渭河46年的径流量系列资料，利用经验频率和理论频率曲线法计算，渭河典型平水年(p=50%)、枯水年(p=75%)和极枯水年 333(p=95%)的径流量分别是121200万m、98000万m和51000万m。据统计，渭河流量在年内分配也不均匀，与降水基本一致，多集中于7,9月，这三个月的径流量约占全年的60%。 渭河地表水水化学类型为HCO—SO—Ca—Na—Mg型，至社棠一34 带变为HCO—SO—Na—Ca型，矿化度保持在0.5g/l左右。 34 二、地下水 (一)地下水类型及其特征 区域地下水可分为两类，即第四系松散岩类孔隙水和第三系碎屑岩类孔隙裂隙水。 第三系碎屑岩类孔隙裂隙水是指埋藏于第四系含水层之下的深部承压水和老第三系顶部风化带的孔隙裂隙潜水。据前人资料，第三系深部承压水水量微弱或基本不含水,而且水质极差,多为Cl—Na型水，无开发 6 利用价值;老第三系顶部风化带虽然含水,但水量贫乏,局部地段与第四系潜水构成统一含水层，无单独供水意义。 区内最具开发利用价值的是第四系松散岩类孔隙水,赋存于藉河、渭河河谷第四系松散层的孔隙中，因其水位埋藏浅，含水层透水性强，补给充足，水量丰富，水质较好而成为天水市城市供水的主要开采目的层位，也是本次论证的重点，其特征如下。 1、含水层的埋藏与分布特征 河谷地下水主要为潜水。含水层岩性为第四系冲积相圆砾、卵石。在渭河河谷底部和各大支沟冲洪积扇部位往往含有大量漂石和块石，其中东二十里铺以东I、II级阶地范围内分布淤泥质轻亚粘土，局部发育两层，河漫滩部位缺失，一般埋深2.4—10.0m，单层厚度2.4—21.5m，因淤泥质轻亚粘土属弱透水层，渗透性差而形成相对隔水顶板，下部一般为透水性良好的砾卵石含水层，因此在渭河南岸赵家崖至潘集寨一带形成微承压水，从而在横向上由渭河河漫滩至二级阶地后缘逐渐由潜水过渡为微承压水，局部地段如颖川河冲洪积扇地带，形成了上部为潜水下部为微承压水的统一含水系统。微承压水水头高出潜水水位0.10—0.19m左右(图3-1)。 藉河河谷含水层厚度为2.0—23.65m。总的趋势是自西向东逐渐增厚，同一河谷河漫滩及一级阶地较厚，到二级阶地逐渐变薄。同时受地质地貌条件的控制，一般河谷南岸比北岸厚。 地下水位埋深横向上变化较大，近河岸一般小于3m，远离河岸逐渐加深到6m，最深可达20m。由于渭河河谷地下水略具承压性，北岸加上还未大规模开采，因此地下水位埋藏较浅，一级阶地一般不超过3m。 2、含水层富水性特征 渭河河谷地下水最为丰富，藉河河谷相对贫乏。同一河谷，近河岸 7 图3-1 渭河河谷水文地质剖面图 一级阶地比较丰富，远离河岸两侧因含水层泥质含量升高，厚度变薄，潜水位埋深加大，涌水量变小。根据调查区具体情况，用单井涌水量(即以井孔口径12″，降深为含水层厚度三分之二时所推算的单井最大涌水量)来表明富水程度。据此可划分为如下四个等级: 3富水性极强(I区):单井涌水量大于5000m/d; 3富水性强(II区):单井涌水量1000—5000m/d; 3富水性中等(III区):单井涌水量500—1000m/d; 3富水性弱(IV区):单井涌水量小于500m/d。 调查区地下水富水性分区见图3-2。 富水性强区主要集中在渭河河漫滩及一级阶地近河部位，以颖川河 3入渭河处即慕滩、潘集寨一带最为丰富，单井涌水量5000—11400m/d。 富水性较强区包括本次论证区在内，主要位于渭河河漫滩及一级阶 8 3地，呈狭长带状分布，单井涌水量1000—5000m/d。水量中等区主要位 3于河谷二级阶地中后缘附近，单井涌水量509—1000m/d。水量贫乏区沿 3河谷盆地边缘或二级阶地后缘呈条带状分布，单井涌水量83—412m/d。 图3-2 区域地下水富水性分区图 (二)地下水补径排条件 1、补给条件 河谷地下水的补给条件比较复杂，补给方式各异，概括起来有以下几项: (1)地下径流流入补给:地下水在流入分析区以前，接受各类补给后以地下径流的方式进入区内。枯水年进入区域的径流补给量为690.60 3万m/a。 (2)河水入渗补给:渭河河水与地下水具有十分密切的水力联系，在不同地段可以相互转化。根据本次调查资料，在补给方式上大规模开采前后是不同的。地下水在未强烈开采或少量开采情况下与河水位具有 9 连续统一的浸润面，河水主要以侧向入渗方式补给地下水。慕滩水源地段可能形成所谓的“悬河”，地表水以垂向方式补给地下水。 (3)沟谷潜流补给:区域内分布的较大支沟均有一定数量的潜流量，以侧向径流的方式补给河谷地下水。 (4)沟谷地表水补给:区内颖川河几乎常年有水，其它季节性沟谷一年内也有部分时间存在地表径流，从出山口至汇入渭河这段距离内往往入渗补给地下水。 5)大气降水入渗补给:河谷盆地地形平坦，面积较大，河漫滩及( 一、二级阶地地下水位埋藏较浅，饱气带地层岩性为粉土，而且厚度较薄，有利于大气降水的入渗补给。 2、径流条件 区域河谷第四系地下水总的径流方向是顺河谷走向自西向东径流。 渭河河谷地下水径流条件比较复杂。渭河南岸地下水以向NE、EW向径流为主，颖川河口以东以NE、E向径流为主，慕滩水源地受长期开采的影响，已形成较大范围的降落漏斗;渭河北岸，地下水以SE向径流为主，水力坡度较小，仅2.0—3.0‰，总体来说来，除慕滩水源地外，渭河河谷地下水径流比较滞缓。局部地段如慕滩—潘集寨水源地、赵家崖—分路口—马跑泉段以及道北水力坡度较1993年有所增加，已经有小范围降落漏斗形成。 慕滩水源中心—靠近南部山边线地段已经形成开采性降落漏斗，漏 2斗范围明显，面积约4km。 3、排泄条件 区域地下水排泄条件相对比较简单，概括起来有如下几项: (1)地下水向河流排泄:经调查，渭河北道桥至社棠峡口段，除慕滩—潘集寨水源地地下水位低于河水位外，其它地段地下水位高于河水 10 位，地下水以泄流方式向河流排泄。枯水年地下水自流排泄量为1392.65 3万m/a。 (2)开采:开采是现状地下水最主要的排泄方式，尤其以渭河南岸的慕滩—潘集寨水源地最为显著。统计计算其排泄量占总排泄量的60—70%。 (3)蒸发:在地下水位浅埋深区，即水位埋深小于4m的地段，蒸发排泄作用强烈。 4)地下水向区外径流排泄:地下水以地下径流方式向区外排泄。( 3区内仅社棠峡口一处，计算径流排泄量为1320.00万m/a。 (三)地下水质特征 藉河河谷地下水的水质类型比较简单，为HCO—Ca或HCO—Ca33—Mg型，水质良好，矿化度仅为0.4—0.6g/l，总硬度216—312mg/l。 渭河河谷地下水的水质较为复杂。河谷北岸麦积城区一带，地下水接受了河水的大量补给后，向东和南东缓慢径流，在新桥以东向渭河排泄，水化学类型自西向东由HCO—SO—Cl—Na—Ca型变为SO—Cl344—Na型，矿化度为1.86g/l增至2.24g/l，总硬度由380mg/l增至619mg/l，可见麦积城区一带地下水的水质较差。 渭河河谷南岸赵家崖至分路口接近黄土丘陵地带，地下水的水质较差，水化学类型为SO—HCO—Mg—Na—Ca型，矿化度0.99—2.24g/l，43 总硬度441—1088mg/l。靠近河岸，受河水补给的影响，水质略好，为HCO—SO—Na—Ca—Mg型，矿化度0.8—1.2g/l，总硬度490—538mg/l。34 分路口至潘集寨一带，受颖川河沟谷潜流补给的影响，地下水水质较好，水化学类型多为HCO—SO—Ca—Mg—Na型，矿化度0.62—0.85g/l，34 总硬度332—419mg/l。颖川河口至慕滩一带水质良好，为HCO—Ca—3Mg型，矿化度0.4—0.65g/l，总硬度236—308mg/l。社棠一带地下水的 11 水质较好，水化学类型为HCO—SO—Ca—Na型和HCO—Ca—Mg—343Na型，矿化度0.65—1.13g/l，总硬度335—502mg/l。 3.2 水资源状况及其区域水资源开发利用存在的主要问题 根据新近完成的《天水市城区地下水环境调查分析报告》所做的地下水资源评价结果，渭河北岸锻压厂—牛头河第四系冲积层地下水补给 33量725.02万m/a，允许开采量612.36万m/a。 该报告根据地下水水量、地下水水质及其水位下降速率综合判定结果，划分了地下水超采区(图3-3)。天水市城区浅层地下水超采区西起藉河西二十里铺村东，东至马跑泉公园颖川河和渭河北社棠星火厂，南、北分别以山边线和二级阶地后缘为界，其中南沟河、颖川河分别向上游 2延伸到红山机械厂南和吴家崖村北，面积67.31m。在此基础上，按地下水超采所引发主要环境地质灾害问题的严重程度，依据《地下水超采区评价导则》又进一步划定了一般超采区、严重超采区和禁采区。 图3-3 区域地下水超采区分布图 12 禁采区集中分布于秦州、麦积城区和渭河南岸近山边地带，面积 226.74km。占超采区总面积39.72%。其中包括了锻压厂—省农机站铁路 2南—渭河边，面积3.19km。 论证区为天水市城区，是一个以开采地下水为供水水源的城市。城市生活、工业生产及部分农田灌溉用水均取自区内第四系潜水含水层，地下水开发利用程度较高。据调查，2006年总计开采地下水5511.38万33m，其中市政供水井开采地下水1215.45万m，企事业单位自备井开采 33地下水2606.97万m，农田灌溉季节性开采地下水1688.96万m。 目前存在的主要环境地质灾害问题有地下水位持续下降，水质恶化及名泉消失等。 13 4 建设项目取用水合理性分析 4.1 取水合理性分析 本项目地源热泵系统工程属“零”耗水项目，也是国家倡导推广的“节能环保”技术之一，主要原理是:从地下含水层开采出的地下水仅对其地下水温度降低或升高若干度(一般小于10?)外，在正常状态下，不改变开采水量、也不存在水中添加任何物质的问题，通过回注系统全部进入相应的含水系统。因此，建设项目区虽然为禁采区，但取水后对地下水含水系统没有发生改变，不导致对水质的污染，该建设项目地源热泵系统取水是合理的。 4.2 用水合理性分析 《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)中有关地下水换热系统一般规定指出:采取可靠的回灌措施，确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层，并不得对地下水资源造成浪费及污染。据此，用水是合理的。 14 5 建设项目地下取水源论证 5.1 地质条件、水文地质条件分析 一、地质条件 (一)地层岩性 论证区出露地层为第四系全新统，新第三系隐伏于第四系之下构成基底层。 1、新第三系(N) 分布于论证区外围河谷两侧并构成藉河河谷基底，为一套内陆湖盆相堆积物。岩性为灰白色、灰绿色、红色泥岩、砂质泥岩夹砂岩，本套地层明显不整合于老地层之上。 2、第四系(Q) 4 分布于现代河床、河漫滩、I—?级阶地和冲洪积扇上。以冲积层为主，其次为冲洪积层和洪积层。按堆积物分布的不同地貌位置，将其相 2al 1al 对时代划分为:河床、漫滩及I级阶地为Q，?级阶地为Q，冲洪积44 al+pl pl 扇为Q，洪积扇为Q。 44 河床相堆积物具有二元或多元结构。一般上部为轻亚粘土、亚粘土或中细砂;下部为圆砾、卵石、砂砾夹淤泥质轻亚粘土或漂砾。第四系地层厚度变化较大，从几米至四十余米不等。渭河麦积城区及下游河谷较厚，一般35—45m，同一河床，第四系地层厚度自南北山边线向中心逐渐变厚。 (二)地质构造 论证区位于秦岭纬向构造带和陇西旋卷构造带的复合部位，祁吕贺兰山字型构造体系的前弧，外围发育一系列走向NW、NWW的断裂和褶皱。区内新构造运动强烈，主要表现为不均匀升降运动和活动断裂发育。 15 河流多级阶地的存在和阶地基座高差十分明显，说明河谷地带第四纪以来间歇性升降运动频繁而剧烈。全新世以来，河谷地带处于相对稳定或下降阶段，形成了一定厚度的松散堆积物，但下降幅度存在着差异，一般东部降幅大于西部，南部降幅大于北部。 根据区域地质调查资料，区内第四系基底岩性不一致，西部太京镇至南沟河皂郊一带为老第三系碎屑岩;东部地段为新第三系泥岩、砂质泥岩构成。 二、水文地质条件 论证区地处渭河河谷北岸一级阶地前缘，地下水主要为第四系松散岩类孔隙水。含水层岩性由第四系冲积相圆砾组成，厚度25.0—35.8m，因上部轻亚粘土属弱透水层，渗透性差而形成相对隔水顶板，下部为透水性良好的砾石含水层，因此在拟建场地一带形成微承压水。潜水、承压水混合水位埋深2.8—3.5m，其中，微承压水水头埋深6.28—6.40m左右(图5-1)。 根据现场抽水试验资料，论证区内该地下水富水性较强，单井涌水 3量达3000—5000 m/d(原区域资料较大，但本次试验确定的单井涌水量贴近实际)。 论证区地下水补给主要有地下径流流入补给和河水入渗补给。另外还存在少量降水渗入补给。 1、地下径流流入补给:地下水在流入论证区以前，接受各类补给后以地下径流的方式进入区内。计算进入论证区的径流补给量为250.20万3m/a。 2、河水入渗补给:藉河河水与地下水水力联系密切，地下水在未强烈开采或少量开采的拟建项目区与河水位具有连续统一的浸润面，河水主要以侧向入渗方式补给地下水。经测量河水位与地下水高差，利用岸 16 17 3边 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算河水补给量为100.00万m/a。 降水补给由于在市区，大面积地面被硬化，雨水难以入渗，补给量很小，不再计算。 论证区地下水总的径流方向是顺河谷走向自西向东径流。拟建场地以西水力坡度5.50‰，至风动厂以东降为4.60‰。由于城区现状禁止开采地下水，地下水水位经过近年的恢复，基本达到了天然状态，故无降落漏斗存在。 地下水现状排泄方式有蒸发和向区外径流排泄。 论证区在地下水位浅埋深区(即水位埋深小于4m的地段)约 230.19km，蒸发排泄作用强烈，计算蒸发排泄量为88.10万m/a。 地下水向区外径流排泄是其主要排泄方式。计算区内径流排泄量为 3150.60万m/a。 5.2 地下水可开采量计算与评价 一、计算参数的确定 有关地下水资源计算的水文地质参数主要根据本次水文地质勘查取得的野外抽水试验资料，水位动态监测以及河(渠)水测流等资料重新收集复核整理计算。在此基础上，还利用了1997年完成的“天水市区(麦积、秦州)地下水资源调查与区划”和2002年完成的“天水市城区可利用水资源研究”两课题中野外观测试验研究资料。借助新颁布的《供水水文地质勘察规范》(GB50027—2001)要求的计算公式对主要水文地质参数进行了计算。比较好的贴近了实际含水层水文地质条件。 (一)渗透系数(K) 本次水资源环境调查工作中，单孔均采用稳定流抽水试验，多孔采用稳定流和非稳定流两种方法，并选择周边无开采井干扰，具有两个或 以上降深，水位、流量稳定延续时间?8h的试验孔。渗透系数的计算过 18 程中均消除了水跃值的影响。主要计算公式如下: 1、稳定流公式 (1)单孔潜水完整井与非完整井 当Q—S关系曲线呈直线时: 22承压完整井:K=Q(lnR/r)/n(H,h) __ 承压非完整井:K=Q〔lnR/r+(h,L)(ln1.12h/πr)〕 3式中:K为渗透系数(m/d);Q为出水量(m/d);S为水位下降值 _ (m);H为自然状态下潜水含水层的厚度(m);h为潜水含水层在自然状态和抽水试验时厚度的平均值(m);h为潜水含水层在抽水时的厚度(m);L为过滤器长度;r为抽水井过滤器的半径(m);R为影响半径(m)。 当Q,S关系曲线呈曲线时，采用插值法和最小二乘法求得Q,S代数多项式，即: 2nS=aQ+aQ+„„+aQ 12n 式中:a、a、„„、a为得定系数，a按均差表求得后以1/a代换12n11 22以上公式中的Q/(H,h)。 (2)有一个观测孔时完整井抽水 K=0.733Q(lgr,lgr)/(2H,S,S)(S,S) 1ww1w1 (3)有两个观测孔时完整井抽水 K=0.733Q(lgr,lgr)/(2H,S,S)(S,S) 211212 3上式中:Q为抽水量(m/d);r、r分别为第1、2为观测井距抽水12 井中心的距离(m);S、S分别为第1、2观测井的水位降深(m)。 12 此外，根据抽水孔距河边或山边线的距离又分别选用相应的计算公式进行了演算。 19 2、非稳定流公式 (1)单孔非稳定流(完整井) —2K=0.159Qw(u)/?h 或 K=0.08Qw(u)/(hs) —22μ=ur/4KHt μ=ur/4Kht — 式中:W(μ)为井函数;H、h分别为潜水含水层厚度和平均厚度 (m);μ为给水度;Q为抽水量。 (2)多孔非稳定流(完整井) 配线法:利用lgs,lgt实测曲线与博尔顿标准曲线配线计算式。 T=(0.08Q/S)W(Ua，y，r/a) T=(0.08Q/S)Sd 【 22μ=4Tt/(r/μy) 或 μ=Tt/(rty) —— K=T/h K=T/h 2式中:T为含水层导水系数(m/d);μ为给水度;K为渗透系数(m/d); 其它为井函数及转化式。 (3)直线图解法(S-tgt): —2当K=0.183Q/(?S×h) μ=2.25Tt/γ 0 式中μ为给水度;?S、t均为座标截距;γ过滤器半径(m)。 0 (4)水位恢复法: 停止抽水前动水位已稳定，求取S-lg(1+tk/t)关系曲线点拐点处的斜T γ/B率m值，然后代入公式:K=2.3Q/(4πHme) ii 式中:γ为观测孔至抽水孔的距离(m);B为越流系数。 停止抽水前动水位没有稳定，仍是直线下降时，采用下列公式: 22K=Qln(1+t/t)/[2π(H-h)] kT 式中:t为抽水开始到停止的时间(min);t为抽水停止时算起的恢kT 复时间(min);S为水位恢复时的剩余下降值(m);h为水位恢复时的 潜水含水层厚度(m)。 渗透系数的取值原则是:以多孔非稳定流计算结果为准，同时参照 20 单孔稳定流与非稳定流计算结果分析确定。最终确定渗透系数120m/d。 (二)给水度(μ) 1、实验室法:将野外采集到的含水层砂砾石装满一定容积的器皿中，烘干轻轻捣实后，向器皿中往水，砂砾完全饱和，然后再让水自由流尽。流出重力水之体积与砂砾器皿体积之比即为给水度。 2、利用非稳定流多孔抽水试验资料选择前面公式与渗透系数等同时计算。 、疏干漏斗法:利用潜水钻孔抽水刚开始一瞬时，钻孔出水量要消3 耗贮存量(Qc)，而此时径流量(Qg)近乎为零。当抽水到达稳定状态后，钻孔出水量全部由径流量供给。作Q=f(t)曲线，从抽水开始至稳定状态之间的应介于Q=f(t)与Qg=f(t)之间，求出所圈面积，进而换算出钻孔达到稳定状态之前消耗的全部贮存量ΣQc。计算如下式: u=ΣQc/V 3式中V为稳定降落漏斗之体积(m)。 2222V=[π(H-h)(R-γ)]/[4λH(lnR/R)] 0ww 式中:H为抽水前含水层厚度;h为抽水达到稳定状态后孔内水柱0 高度;λ为降落漏斗的形态系数h/H和γ/R值，本次计算查表取值分00 别为0.4和0.96。 4、沿地下水流向布置两以上的观测孔，利用卡明斯基有限差分法计算。 论证区均利用上述四种方法。最后选取论证区给水度为0.12。 (三)降水入渗系数(α) 1、利用降水过程前后的地下水位观测资料计算潜水含水层不同降水量条件下的水位涨幅，从而求得降水入渗系数(α)。一次降水按下式计算。 21 α=μ(h-h??h?t)/X max 式中:α为一次降水入渗系数，h为降水后观测孔中的最大水柱高max 度(m);h为降水前观测孔中的水柱高度(m);?h为临近降水前地下水水位波动速率(m/d);t为从h变到h的时间(d);X为t日内降水max 总量(m)。 2、利用“甘肃省渭河河谷水文地质勘察”中均衡场试验所取得的降水入渗系数(α)与水位埋深(h)的相关方程计算。 -0.6190一级阶地:α=0.2213h -0.3898二级阶地:α=0.2604h -0.451河漫滩: α=0.2648eh -0.0281冲洪积扇:α=0.1455eh 式中:h为水位埋深(m);e为自然对数底数。 降水入渗系数确定结果是:渭河一级阶地为0.12;二级阶地为0.083;河漫滩为0.12-0.13。 (四)地下水蒸发极限深度(H) max 根据潜水水位长观资料计算，包气带以圆砾、卵石为主的河漫滩蒸发极限深度为2m，包气带以轻亚粘土为主的一、二级阶地潜水蒸发极限深度4m。该蒸发极限深度由在天水城市供水勘查时多次反复试验取得，可直接应用。 (五)水文地质计算参数的选取 引用“渭河水文地质勘察”时在天水市区渭河一级阶地均衡场入渗试验资料，并与均衡期内降水资料对比确定。水文地质参数计算及优选结果见表5,1。 22 表5,1 参数计算与优选结果 渗透系数 给水度 降水入渗系数 参数名称 地貌单元 K(m/d) (μ) (α) 河漫滩 0.132 188.80,284.35 0.14 计算值 一级阶地 0.100 二级阶地 45.25,86.30 0.12 0.068 河漫滩 0.120—0.130 180.00 优选值 一级阶地 0.13 0.120 二级阶地 70,80.00 0.083 已有抽水试验资料均为单孔，水位降深较小，求得圆砾、卵石含水层渗系数为188.80,284.35m/d，较本次多孔试验资料求得的渗透系数偏大，所以计算参数的优选中主要利用本次抽水试验取得的数值。 二、地下水可开采量计算与评价 (一)地下水资源均衡计算 地下水资源均衡计算是允许开采量计算与评价的基础,只有在合理正确的均衡结果下,才能求得比较准确的地下水允许开采量。本次均衡期选择有动态监测资料,且较典型的1996年(极枯年)进行，均衡期为1996年元月1日至1996年12月31日。 1、各项补给、排泄量的计算 (1)河谷地下径流流入量(Q)、流出量(Q) 径入径出 采用断面法，利用达西公式计算。水位采用1996年观测水位平均值，水力坡度在等水位线图上量取或利用济姆三角法求得，渗透系数通过抽水试验求得，断面长度在1:2.5万地形图上量测。均衡区地下水流入量、 33流出量分别为6840.40m/d、5900.90m/d。 (2)降水入渗补给量(Q) 雨渗 利用公式Q=P?α?F计算。降雨量为均衡区雨渗(降雨量)(入渗系数)(入渗面积) 内实际降雨量，收集气象站资料;入渗系数的求取方法见本章第一节;入渗面积在1:2.5万地形图上量取，主要地貌单元为河漫滩和一级阶地， 32面积约0.5 km。计算结果是30.60 万m/a。 23 (3)河流入渗补给量(Q)、地下水溢出量(Q) 河渗溢 指藉河河水入渗补给量和地下水向河流溢出量。首先判断补给段或溢出段，然后根据测流资料，计算单长渗漏量或溢出量，再求全段补给量或溢出量。另一种方法是根据沿河钻孔资料，采用达西公式进行计算。两者相互验证。计算公式是: Q,Q 12 λ= ———— γ Q(Q)=365λL 河渗溢 3/m?d);Q、Q—分别为上、下断面式中:λ—为单长渗漏量(m12 3河水流量(m/d);γ—为测流段长度(m);Q(Q)—为河水渗漏河渗溢 3或溢出量(万m/a);L—为渗漏或溢出段长度(m)。 3论证区渭河为河水渗漏补给地下水，补给量为100.00万m/a。 (4)地下水蒸发量(Q) 蒸 根据前人资料，区内潜水蒸发极限埋深(h)砾石取2m、轻亚粘max n取4m。选择柯达夫—阿维扬诺夫公式ε=ε(1,h/h)计算,(式中:0maxε为水面蒸发强度,h为水位埋深,n为待定系数,与包气带岩性有关,n取0 22)。据此可得公式ε=ε(1,h/4)。 0 利用求出的蒸发强度(ε)，代入公式:Q=ε(蒸发强度)?F(蒸蒸 2发区面积)计算。论证区小于极限埋深的面积约0.5Km，计算蒸发排泄 3量198.43万m/a。 2、均衡计算 水量均衡法是全面研究一定区域(均衡区)在一定时间内(均衡期)地下水的补给量、储存量和排泄量之间的数量转化关系平衡的计算。对于一个均衡区地下水系统来说，在补给与消耗不平衡发展过程中，任一时间段?t内的补给量和排泄量之差，恒等于这个系统中水体积的变化量。据此，各分区计算段依照基本水文地质概念模型可建立水均衡方程式: 24 ?hQ,Q=?μA 补排?t Q=Q+Q+Q+Q+Q+„„ 补渗河田径入潜入 Q=Q+Q+Q+Q+„„ 排蒸溢径出开 式中:Q为补给量;Q为排泄量;μA(?h/?t)为单位时间均补排 衡区水体积的变化量;Q为降水入渗;Q为河水渗漏量;Q为田间灌渗河田溉渗漏量;Q为侧向潜流流入量;Q、Q为地下径流流入或流出潜入径入径出 量;Q为潜水蒸发量;Q为地下水溢出量;Q为人工开采量。单位为蒸溢开 33m/d或万m/a。 论证区地下水资源均衡计算结果表明，地下水资源总补给量为 33380.27万m/a，地下水资源总排泄量为413.81万m，均衡差-33.54万3m/a，全区为负均衡状态。这与当时本均衡期区内当时地下水水位动态趋势基本吻合，也与当年因干旱所反映的区域地下水位变化相符，说明均衡计算结果正确。 (二) 地下水允许开采量的计算及评价 1、地下水允许开采量的计算 关于允许开采量的计算主要考虑下列因素:一是各计算区(水源地)的水文地质条件，包括地下水的分布和埋藏特征，开采前后的补、径、排条件等;二是已取得水文地质资料的丰富程度;三是选用各种方法的适用条件。本次采用补偿疏干法进行允许开采量的计算。 补偿疏干法使用的两个必要条件是:?枯水年可以借用的储存量必须满足枯水年连续开采，不能中断;?丰水年能够得到的补给量除了用于当时的开采外，多余的补给量必须能把旱季借用的储存量全部补偿回来，而不是部分补回。即在一个完整的水文周期内满足下式: Q(t+t)?V+V 允丰枯丰补枯补 式中:t、t分别为丰水年和枯水年的时间;V、V分别为丰丰枯丰补枯补 25 水年和枯水年的总补给量。该方法适宜于天水城区河谷潜水现状水文地质条件变化特征。 考虑到天水市城区自1994年起至1997年为连续枯水年或极枯年，降水偏少、河水断流情况。因而，按一年内的补排调节符合实际，通过气象、水文资料分析，每年2至3月是地下水补给量最少的时段，可视为旱季。该时段也是农村和城市供水争水矛盾最为突出的时期。4—9月降水较多，河水流量增大，可看作雨季，此时段是地下水补给最为充沛的时期。通过长观资料发现含水层厚度增加十分明显。10月至翌年1月采补基本保持平衡。 由于枯水年或极枯年补给量较少，可视作旱季抽水无补给来源，完全依靠疏干储存量来维持开采，则通过旱季抽水求得分区储存量μA。然后依据含水层厚度和一般保持植被生长的水位埋深给出最大允许降深值S，则: max Q=μA(S-S)/t 开旱max0 V=Q?t=μA(S-S) 疏干开旱max0 3式中:Q为枯季地下水开采量(m/d);S为旱季开始的水位降(m);开0 3V为旱季末的疏干体积(m)。 疏干 雨季时的补给量可根据旱季延续至雨季开采量资料，求出水位回升速率?S/?t，并认为水位回升与水位下降时的储存量μA是近似相等的。为安全起见,本次计算乘以γ=0.8的修正系数，把补给量分配到全年使用，则全年的补给量(Q)和雨季补给时的补偿体积(V)为: 补补偿 Q=γ?t(μA??S/?t+Q)/365 补雨开 V=μA?t?γ??S/? 补偿雨 若满足Q?Q，V?V，则Q为允许开采量。 补开补偿疏干开 该方法适用于天水市麦积城区含水层呈带状分布，且有不稳定流量河水通过，含水层有一定的储存量和调节空间，枯季地下水补给不丰富， 26 而补给期相对集中的这一河谷孔隙型地下水系统的特点。 (1)疏干计算 利用干扰井群公式计算含水层的厚度及其借用的地下水储存量。具体边界条件的概化遵守所建立的水文地质概念模型。在较充分考虑地下水环境和对已建水源地不受影响的前提下用非稳定流公式(解析法)求取允许开采量。 3疏干时间取渭河有记录以来春季流量小于0.5m/s最长段时间14天。设计地下水位允许降深为各区段含水层厚度的1/3，若超出或过于不足时设计允许降深时重新分配疏干水量再进行计算，同时也考虑取水地段因 2降深过大可能引发北岸山边高矿化水侵入等环境地质灾害问题。0.5Km 33论证区在240m/h(5760m/d)的开采条件下，计算水位降深没有超出含水 3层厚度的1/3，14天产生的地下水疏干量为8.64万m。 (2)补偿计算 由于论证区渭河河谷含水层厚度大，调节能力强。因此在极枯年型内枯水期所借用的地下水储存量必须在进入平水或丰水期得以补偿，否则所计算出的地下水允许开采量是不可靠的。 根据已有资料，经过疏干与补偿计算得出，经过2—3月近14天的 3河水断流(流量小于0.5m/s)后的持续开采，形成的地下水经降落漏斗 3进入补给期后最长2天即可恢复，此时段地下水补给量为9.28万m/a，因此所借用的含水层地下水储存量是较为合理的。据此，求得论证区允 33许开采量为280万m/a，能够满足永生家园210.24万m/a水源热泵开采需要。 2、地下水资源评价 在水均衡的基础上，补偿疏干法计算论证区地下水允许开采量280 3万m/a，典型极枯年中补给量大于排泄量，因此所计算的允许开采量是 27 有保证的。 根据地下水水质分析报告，论证区拟建场地地下水矿化度1487.6— 2+1840.5mg/L，总硬度394.3—580.5mg/L，PH值7.1—7.5，Ca含量97.8 1-2-—150.5mg/L，CL含量82.9—219.0mg/L，SO含量477.6—504.0 mg/L，4 2+Fe含量小于0.020 mg/L，不含硫化物。经与现行国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749―2005)，同时结合国家现行的《地下水质量标准》(GB/T14848,93)作为适宜性评价依据，水质不符合人饮要求，但能满足一般工业用水水质要求。基本符合《采暖通风与空气调节设计规范》 2+(GB50019第7.3.3条条文说明)水质要求:PH值为6.5—8.5，Ca含 1-2-量小于200 mg/L，矿化度小于3000mg/L，CL含量小于100mg/L，SO4 2+含量小于200mg/L，Fe含量小于1mg/L，HS含量小于0.5mg/L。 2 总之，本次地下水资源评价的量较以往偏小，比较符合近十多年来气象、水文条件的变化，因而是符合现状含水层水文地质条件的。对地下水超采区的评价将结合水位动态、水质等按“导则”进行综合分析论证。 28 6 取水的影响分析 6.1 对区域水资源的影响 拟建项目区位于麦积城区北岸渭河一级阶地前缘，与现状城区供水慕滩—潘集寨水源地距离不足0.8km，取水后对受渭河河流的阻隔，加水源热泵系统运行过程中，开采与注水同步进行，因此，对已建水源之 地水资源水量不产生影响。再者本地源热泵系统取水量与退水量相同，退水水质与原水无变化。综上，地源热泵系统取水对区域水资源及已建水源地无影响。 从区域水文地质条件分析，拟建项目区为第四系含水层水量丰富区， 3单井涌水量3000—5000m/d，并具有微承压性，是较理想的河谷冲洪积含水层。根据本次单、多孔抽水试验资料，发现场地北地段1号、2号由于含水层淤泥质含量偏高，再者抽水设备能力、滤水管孔隙率较低的限制等，出现单井涌水量在降深到含水层厚度1/5时，出水量为60— 380m/h，与以往在该地貌单元抽水出水量比较有偏小的问题。但考虑到含水层厚度较厚的实际，在相对集中的区域内，在井群集中、井间距小的开采条件下，井间干扰(40m井间干扰系数只有0.1)的影响是较小的。经分析，产生单井水量衰减的可能不大。但为防止井群开采状态下此现象的发生，通过计算，施工的取水井35m深第四系非完整井，在大厚度 3含水层分布地区能够满足设计单井出水量60m/h要求，也本适宜场地水 3文地质特征。按照240m/h取水量核算，需要取水井4眼，还需1眼备用井。 3从长期运行安全出发，退水井单井出水量40m/h较适宜，需要退水井6眼，另加1眼备用井。井身结构取水井与退水井相同，便于调节使用。取水与退水井群的布置除考虑井间干扰外，还应该考虑场地实际条件。根据取水与退水场地水文地质条件变化不大的实际，现状井间距按 29 40—50m左右的似等边三角形布置是合理的，共布置取水和退水井12眼，目前已建成9眼，另加3眼取水或注水井。井群具体布置见图7—1。经多次水温观测，施工期间地下水温度15?。 本次抽水试验以查明地层岩性，掌握含水层水文地质特征、求取水文地质参数为目的，在逐个完成单井抽水试验的基础上，经过对9眼井水位的全面恢复，进行了多井抽水试验和干扰抽水试验。 多井抽水试验用1眼井(主井)抽水，其余两眼井观测，主要是求取水文地质参数和判断补给、径流条件，观测井布置分别垂直和平行地下水流向，稳定延续时间达24h，为准确求取水文地质参数提供了依据。 本次施工探采井有9眼，干扰抽水试验分别在2眼、3眼井之间进行，其余作为观测井。目的是求取井间干扰系数，为合理布置取水井群提供参考资料。干扰抽水试验水位稳定时间8h，符合松散层含水层干扰试验要求。 30 7 退水的影响分析 7.1 退水系统及组成 本建设项目退水系统由管道连接的若干注水井组成。根据本次注水试验(表7-1)，在现状水文地质条件下，由于作为主要含水层的圆砾层地下水全充满，当注水井位于抽水井下游时出现轻微的“雍水”现象。 表7-1 抽、注水井试验情况表 注水井 抽水井 观测井水位 稳定时间组号 井 号 水位(m)/注入水量水位(m)/ 抽水量(m) (h) 33(m/d)/稳定时间(h) (m/d)/稳定时间(h) 2号 2.11/840/6 / 3.17(3号) 3.0 第一组 1号 / 6.86/1680/8.2 3.10(6号) 4.5 4号 2.00/840/5.5 / 2.95(5号) 5.0 第一组 5号 / 5.49/1050/8.5 3.02(7号) 3.5 4号 1.86/1050/5.0 / 3.33(2号) 4.0 本次现场探采结合井位布置(图7-1)可以看出，第一组试验井群试验，1号抽水井与2号、4号注水井距离分别是36m、40.50m;1号抽水井与3号、5号、6号观测井距离分别为44.20m、62.80m、66.5m。第二组试验井群试验，5号抽水井4号井注水井距离是38m;5号抽水井与7号、2号观测井距离分别为29.60m、40.80m。 注水试验在所施工的7眼探采井之间进行。首先进行的第一组试验，由1眼井抽水向另外2眼井注水，观测抽水井水位和注水井水位，当抽水井水位达到8h以上的稳定延续时间后结束试验，注水井水位稳定时间达到5h以上，周边观测井水位也处于稳定状态，符合有关规范中关于第四系松散层抽水、注水试验要求，即所谓“一对二”。其次选择1眼抽水井向1眼井注水的第二组试验，由于注水量较大，注水井水位上升速率快，受地层岩性及管壁孔隙率等影响出现较轻“雍水”现象，抽水井水位达到8.5h的稳定延续时间后结束试验，注水井水位稳定时间达到5.5h，所选择的2眼观测井水位也处于稳定状态，试验符合有关规范中关于第 31 图7-1 天水永生家园地下水取(注)水井群布置图 32 四系松散层抽水、注水试验要求，即所谓“一对一”。试验过程中，为测定单井的最大注水量，进行了分段控制注水流量，当注水井中形成的“水锥”稳定在试验时自然地下水位以上1m时，认为较为合理，由此产生的“水锥”高度对上部粘性土不构成破坏，也不威胁地面建筑物安全。 在抽、注水试验过程中主要表现出抽水井水位的降低和注水井水位的升高(水锥)，而处在不远的观测井水位与原静水位相差不大，也并不因处于抽水井下游出现水位大幅上升的问题。经对上述现象分析得出，拟建工程区一带含水层透水性良好，尽管在主要含水层在全充满的不利条件下，“一对二、一对一”试验基本能够将所注入的水量全部排泄，在注水井周边30m范围内没有产生水位上升幅度大的问题。因此，拟建工程区水文地质条件是较理想的水源换热系统地下水。 7.2 退水总量、退水处理方案和达标情况 本工程采用的地下水换热系统是将所有从含水层取出的地下水全部 3回注于原含水层系统中，小时最大取水量240m/h。退水量为相应抽水量，水质也不因循环产生污染物，与原取水水质一致。回灌水温冬季一般在5—8?，夏季一般在16—20?。 7.3 退水可能产生问题及应急预案 根据场地含水层水文地质条件，初步计算7眼注水井(另加1眼备 3用井)来满足240m/h的注水量。通过本次抽水、注水试验表明，在当前试验时能够基本满足“一对一”。有经验证明，当在抽(注)一段时期以后，受抽注的影响，井壁管周边地层出现大量细粒物质，从而导致抽注水过程不理想。为有效的防范由于难以全部注入原含水层出现的地表满溢现象和水资源浪费问题，经反复试验及演算，以6眼井作为注水井较为合理，为进一步保证采暖系统注水的安全性，增加1眼备用注水井。 应急预案:一旦出现井口满溢现象，减少注水量或停止运行，及时 33 洗井清理淤井物质。 依据场地岩土工程勘察报告提供的资料，取水、退水场地上部粘性土厚度2—4m，具有非自重湿陷性。地下水位以浸入上部粘土层1m，对上部建筑物具有一定的危害。当地源热泵系统建成运行过程中，注水井水位的上升幅度可能增大，水位进入粘性土的高度增加，也就对地表建筑的威胁更大。通过对场地已建、拟建建筑调查认为，已建和拟建建筑基础持力层均为粘土层以下的卵石，水位的上升对建筑物地基不构成危害。取水、退水场地为绿地花园，地表除硬化的路面及景观装饰外无其它较重的载荷，地下水上升后局部地面可能出现轻微开裂或下沉现象，便于处理。应急预案:出现较大面积地面沉陷关闭附近注水井，经洗井清淤处理后，并经检验合格后重新投入运行。 34 8 水源保护措施 8.1 工程措施 1、受地下水含水层厚度薄的影响，在取水与回灌过程中由于井群集中，为防止不造成回灌水位上升幅度大或溢出，必须多考虑回注井的数 ”的抽注井比例适宜于本场地量。通过模拟计算优化各井水位，以“4/6 地下水含水系统取水。 2、地下水换热系统注水井与抽水井可实行调节交换使用。实践证明，在一定距离外，对地下水水温不产生明显影响的情况下，通过合理调换使用即可保证节约能源，又能延长水井使用寿命的作用。 8.2 非工程措施 1、非工程措施主要是加强水位、水温、水量、水质的监测，积累资料，指导地下水换热系统合理运行。建议实行日观测制度。 2、与水资源管理、环保监测等部门密切联系，了解和掌握区域水资源变化状况。 35 9 结论与建议 9.1 取用水的合理性 本建设项目采用的地下水换热系统对开采出的地下水通过合理的热循环后全部回注于原含水层中。拟建场地第四系含水层富水性、透水性 3000—3000m/d， 渗透系数为180m/d，为良好的较强，单井涌水量达2 地下水换热系统含水层。经水温多点观测表明，测温期间(九月份)地下水温度保持13—14?。通过水资源评价，论证区拟建场地一带地下水 33可开采资源量280万m/a，能够确保采暖系统240m/h最大需水要求，水质基本符合《采暖通风与空气调节设计规范》要求，适宜于第四系完整管井进行开采或回注。因此，本工程取用水是合理的。 9.2 取水水源的可靠性与可行性 本地下水换热系统水源为河谷冲积含水层，含水层厚度25—26m，岩性以卵石为主，分选性好，富水性、透水性强，补径排条件优越，并显示微承压性。上游地下径流和河水的侧向渗入完全能够保证取水水源 3的正常开采。已评价场地开采资源量达280万m/a，并在有力等量回灌水的补给作用下更加保证了取水水源是可靠的、可行的。 9.3 取用水对水资源状况和其他取用水户的影响 由于对市区超采区自备水源进行了关闭，周边单位生产、生活用水均由市政供水系统供水。因此，现拟建场地取水及回注对水资源和其他取水用水户无影响。 9.4 取水方案、退水方案 1、取水方案:已建和拟建单井深35m取水井4眼，井距40—72m， 33发散布置于取(注)水井群中，设计单井开采量60 m/h，可满足240 m/h地下水换热系统用水需要。为保证取水量，应增加1眼备用井。 2、退水方案:根据场地可布置井位区含水层水文地质条件，保证合 36 理有效的回注，单井深35m取水井6眼，井距不小于40m，设计单井退 3水量40 m/h，各井的回灌量结合实际观测合理控制。为确保顺利退水，应增加1眼备用井。 9.5 建议 1、由于本建设项目采暖面积大，相应地下水换热系统取水量、注水量较大，受水文地质条件的限制，开采井及注水(回灌)井井群分布密度大、数量多，在后续工程建设及运行井群施工中结合场地条件及含水层水文地质特征合理调整布置取水(回灌)井;增加取水、退水备用井。 2、受本次论证对区域水文地质条件只能依据前人资料分析，再者，主要含水层受沉积环境以及对基底侵蚀深度的不一致性控制，含水层厚度、岩性组成、富水性及透水性即发生变化。根据所施工井点的实际含水层特征合理选择取水或退水井。 2、加强对取水地下含水层动态监测，按照《采暖通风与空气调节设计规范》要求并结合有关地下水动态监测规范做好监测工作;地下水水质受动态有一定变化，设备安装前重新采集水样进行化验，以便更好的满足设备运行要求; 3、水源井的施工要符合现行国家标准《供水管井技术规范》(0296)及《供水水文地质钻探与凿井操作规程》(CJJ13); 4、做好设备运行过程中取水、退水应急预案，发现问题及时解决。 37