1、河北华威酒店水源热泵及生活用水项目水资源论证报告,河北省环境地质勘查院 二一一年一月,1.总论,1.1项目来源 1.2水资源论证的目的和任务 1.3编制依据,1.4取水规模、取水水源及取水地点 该项目取水主要分为两种用途：水源热泵系统循环用水及酒店生活用水。建设单位提出可以满足水源热泵机组正常运行的需水量为冬季136.78m3/h、夏季113.98m3/h，年循环取水规模约34.73104m3/a；年生活用水量为16242.5m3。水源热泵系统循环用水取水水源为浅层地下水，生活用水取水水源为深层地下水。取水地点位于威县县城新区华威酒店内。,1.5工作等级 该项目年夏季取水量为1297.8m3/
2、d，冬季取水量为1516.1m3/d，威县地下水开发利用程度为浅层地下水超采区（详见第3章），论证范围内区域地质环境条件复杂程度为简单（详见第5章），本项目取水及退水对第三者用水影响轻微、对生态影响小（详见第6、7章），根据建设项目水资源论证导则（试行）（SL/Z3222-2005）规定水资源论证工作等级由分类等级的最高级别确定，分类等级由地下取水、取水和退水影响分类指标的最高级别确定，但是由于项目取水量与退水量相同，基本不消耗地下水，最终综合确定本次论证工作等级为三级。,1.6分析范围与论证范围 确定分析范围为：威县全县范围，面积994km2。论证范围为威县县城所在的洺州镇，面积63km2。
3、 1.7水平年 2008年威县统计资料比较齐全，且能够反映威县水资源开发利用现状，因此确定2008年为现状水平年。考虑南水北调中线工程建设情况，规划水平年为2015年。,1.8论证委托书，委托单位与承担单位 委托单位：河北华威酒店有限公司 承担单位：河北省环境地质勘查院 委托书：见附件1。,2.建设项目概况,2.1建设项目及项目性质 建设项目名称：河北华威酒店水源热泵及生活用水项目 项目建设单位：河北华威酒店有限公司 项目性质：新建工程 2.2项目建设的意义及必要性,2.3建设地点及建设规模 河北华威酒店位于威县县城新区团结路北侧、三多大街西侧。项目占地60亩，按四星级标准建设，主要建设内容为
4、新建6层客房楼1栋，建筑面积12784m2；4层餐饮会议楼1栋，建筑面积12110m2；3层娱乐楼1栋，建筑面积6322m2；2层高级客房楼7栋，建筑面积2028m2。酒店总建筑面积33244m2。 酒店客房楼（含高级客房楼）共设有客房188间，总计500个床位；餐饮会议楼设有1个会议室、26个包间及大厅，总共可容纳700人就餐及会议；娱乐设有洗浴及KTV，洗浴可容纳200人，KTV有34个包间共150个座位。,2.4使用的热泵空调类型 水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工业废水、地热尾水等）的即可供热又可制冷的高效节能空调系统，利用热泵机组实现
5、低位能源向高位转移，将水体和地层蓄能分别在冬、夏季作为供暖的热源和空调的冷源。水源热泵是一种清洁能源方式，投资小，费用低，运行可靠，环境效益显著。其中，尤其是以地下水水源热泵应用最为广泛。,2.5项目业主提出的取用水方案 分别从取水水源与地点 、取水方式 、水质要求 、取水量 、用水工艺 这几个方面对业主的取用水方案进行了详细的论述；该项目水源热泵系统取水量为冬季136.78m3/h、夏季113.98m3/h，年循环取水规模约34.73104m3/a；年生活用水量为16242.5m3。,2.6项目业主提出的退水方案 建设项目的退水分为水源热泵系统的回灌水以及生活污水。 水源热泵系统退水方案，据
6、水源热泵用水工艺流程，用水为一水循环过程，使用的水取自于地下水含水层，采用管网直供空调机，经空调能量提取后，对建筑物制冷供暖，然后通过管道入回灌井，直接回灌到地下水含水层，退水量基本等于取水量。 生活用水退水方案为，生活污水通过排污管道及城市污水管网排入污水处理厂。,3.建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析,3.1建设项目所在区域基本情况 3.1.1地形地貌 3.1.2气象水文 3.1.3社会经济 3.1.4区域地质概况 3.1.5区域水文地质条件,3.2水资源状况及其开发利用程度分析 3.2.1地表水资源 地表水资源是指在区域内降雨所形成的径流量。根据邢台市水资源评价（2005.12）
7、成果，威县多年平均地表水资源量为795.4万m3，折合径流深8.0mm。保证率20%、50%、75%、95%的径流量分别为1163.0万m3、143.1万m3、8.0万m3、0.0万m3。不同保证率年径流深及年径流量见表3-1。,3.2.2地下水资源量 地下水是本区工农业生产和生活用水主要水源。根据邢台市水资源评价报告（2007.10）研究成果，威县多年平均地下水资源总量为3037.9万m3，其中矿化度不大于1g/L的地下水资源量为495.7万m3，地下水资源模数为3.05万m3/km2。,3.2.3水资源开发利用程度 1、供水工程现状 2、现状供用水量 3、用水水平分析,3.3区域水资源开发
8、利用存在的主要问题 （1）威县水资源利用效率总体上还不高。工业用水水平与国内外先进水平还有一定差距。 （2）农业灌溉是主要用水大户，农业灌溉全部靠开采地下水为主，目前农业灌溉用水普遍存在水资源浪费现象，毛灌溉定额较高；主要原因是节水水平不高，灌水技术粗放等。 （3）由于地表水资源先天不足，地下水资源就成了维持需水量的主要水源，而由于大面积有咸水区域的存在，使有限的地下水资源供需矛盾更加突出，水资源短缺已经是社会稳定和经济发展的主要制约因素之一。,4.建设项目取用水合理性分析,4.1取水合理性分析 根据国务院及发改委、建设部等部门颁布的法律法规，水源热泵技术是国家鼓励发展的可再生及清洁能源，符合
9、国家产业政策。 建设项目取水用途主要为水源热泵系统用水和生活用水。水源热泵系统需利用地下水作为能源，建设单位附近无可利用的地表水和其它可利用水源，且第四系浅层地下水为微咸水，因此提出的取用浅层地下水作为空调用水、并进行回灌，符合实际需求。该项目位于威县县城新区，供水管网不完善，因此生活用水需取用地下水。综上所述，建设单位提出的取水合理，可合理的开发利用地下水,4.2用水合理性分析 4.2.1建设项目用水过程与需水量计算 1、水源热泵系统用水量核算 根据项目业主所提供的建筑面积、建筑物单位热负荷、单位冷负荷计算出则本项目夏季总制冷负荷为1063.808kW，冬季总采暖负荷为1276.57kW，计
10、算过程见表4-1。 已知水的比热容为4.2kJ/(kg)，水的密度为1.0103kg/m3，根据计算出的所需供热、制冷总负荷，夏季制冷、冬季供暖最大循环用水流量根据水源热泵的工作原理计算得：夏季制冷循环用水量为113.98m3/h，冬季供暖循环用水量为136.78m3/h。 2、生活用水量核算 根据建设单位提供的数据，酒店生活用水量为44.5m3/d，其中客房楼及高级客房楼25m3/d，餐饮会议楼用水量为7m3/d，娱乐楼用水量为12.5m3/d（洗浴11m3/d、KTV1.5m3/d），则年生活用水量为16242.5m3。生活用水的耗水形式主要为蒸发，根据经验值蒸发系数在20%左右，则酒店生
11、活用水年退水量为12994 m3。,4.2.2用水合理性分析 1、水源热泵系统用水合理性分析 拟建项目制冷、供暖负荷按民用建筑节能设计规程（DB13（J）24-2000），并参照有关规范及水源热泵工程的设计经验确定，建设项目总制冷、供热负荷为1063.808kW和1276.57kW，能够满足供热设计要求。 根据酒店各建筑的供热制冷总负荷及营业时间计算的年需水量为34.73万m3，见表4-2。由此设计的年循环用水量是基本合理的。,2、生活用水合理性分析 河北华威酒店按四星级酒店建设，总共设床位500张，年生活用水量为16242.5 m3，则生活用水指标=16242.5 m3/365d500床=0
12、.089m3/床，即89L/床d，符合河北省用水定额（DB13/T1161-2009）中关于宾馆行业的规定。,4.3节水措施 本项目用水主要为水源热泵系统循环用水及生活用水。 水源热泵系统在运行过程中不消耗循环系统中的地下水。因此建议对项目的供水、回水系统由专人管理、维修，防止跑冒滴漏等现象发生，严禁把水源热泵系统回水偷排至城市下水道管网。 生活用水建议采取以下节水措施： （1）加大节水宣传力度，使顾客认识到水资源的重要性，养成节约用水的习惯。 （2）建议使用节水器具，建少水资源的浪费。,4.4建设项目合理取用水量 经论证，本项目合理的取用水量为36.36万m3/年，其中水源热泵空调系统循环取
13、用水量为34.73万m3/年，生活用水取用水量为16242.5m3/年。,5 建设项目取水水源论证 5.1水源论证方案 作为水源热泵的水，可以是地表水，可以是地下水，也可以是处理后的中水等。 而本项目周围无地表水源、且距离污水水源较远利用成本较高，因此水源热泵系统水源选取第四系浅层地下水。 酒店生活用水应符合生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求，项目附近供水管网尚未完善，无自来水可用；且威县浅层地下水为咸水或微咸水，不符合生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），因此，确定该项目生活用水水源为第四系深层地下水。,5.2地下水取水水源论证 5.2.1取水场地水文地质条件 5.2
14、.1.1含水层分布特征 根据华威酒店1号钻孔揭露的357m地层柱状图，场地内第四系全新统（Q4）、上更新统（Q3）地层厚度在200m左右，中更新统（Q2）及下更新统（Q1）未揭穿。 浅层含水层主要有3个含水层段，自上而下简述如下： （1）埋深7.4-66.4m，含水层有效厚度32.9m；含水层岩性主要细砂层。 （2）埋深98.7-157.1m，含水层有效厚度44.7m；含水层岩性主要为粉细砂层。 （3）埋深159.1-194.5m，含水层有效厚度23.5m；含水层岩性主要为细砂、粉砂及粉细砂层。 深层含水层主要有3个含水层段，自上而下简述如下： （1）埋深196.8-227.8m，含水层有效厚
15、度21.6m；含水层岩性主要为细砂层。 （2）埋深235.0-285.5m，含水层有效厚度29m；含水层岩性主要为粉砂、粉细砂层。 （3）埋深307.9-342.6m，含水层有效厚度16.5m；含水层岩性主要为粉砂、细砂层。,5.2.1.2抽水、回灌试验结果 本项目已经开凿了深层井及浅层井，因此论证单位于2010年12月20日至22日对浅层井进行了抽水试验及回灌试验，对深层井进行了抽水试验。 浅层取水井井深180m，井孔325mm，止水段为028m，静水位埋深10.32m，地面标高33.6m；抽水试验进行了12个小时，水位稳定时间8小时；回灌试验进行了9个小时，水位稳定时间为6小时；抽水试验及
16、回灌试验结果见表5-1、表5-2。 深层取水井井深358m，井孔377mm，止水段为0200m，静水位埋深46.54m，地面标高33.6m；抽水试验进行了12个小时，水位稳定时间8小时；抽水试验结果见表5-3。,5.2.2地下水资源量分析 依据邢台市水资源评价（2005.12）和威县水资源评价（1956-2005）（2009.10）成果，威县全县面积994km2，浅层地下水资源量（M2g/L）为6090.8万m3，资源模数6.13万m3/ km2.a；浅层地下水可开采量（M3g/L）6460.2万m3，可开采模数6.507万m3/ km2.a。深层地下水年允许开采量为3842.3万m3。 本次
17、论证范围为威县县城所在的洺州镇，论证区面积为63km2，根据威县水资源评价（1956-2005）（2009.10）成果，论证区浅层地下水资源量（M2g/L）为133.3万m3，深层地下水年允许开采量为243.53万m3。,5.2.3取水可靠性与可行性分析 单井出水能力分析 根据表5-1可知，项目场地浅层含水层的单位涌水量为7.05 m3/hm，当降深达到6.38m时，单井出水量可达45 m3/h，而本项目水源热泵系统最大取水量为136.78m3/h，根据单井出水量分析则3眼抽水井即可满足项目水源热泵系统用水需求。 根据表5-3可知，项目场地深层含水层单位涌水量为5.24 m3/hm，降深8.5
18、9m时，单井出水量可达45 m3/h，而本项目生活用水量为44.5m3/d，因此1眼抽水井完全可满足项目生活用水需求。,回灌能力分析 根据前面所述的单井回灌试验，试验成果见表5-2。从表中可以看出，在回灌量31.8m3/h时，水位升幅稳定在8.7m（埋深1.62m），则回灌井水位升高1m时，回灌能力可达3.66m3/hm；本项目最大回灌量为136.78m3/h，因此5眼回灌井即可满足项目需求。,5.2.3.2可开采量保证程度分析 项目区位于冲洪积平原，地下水较为丰富，浅层含水层单位涌水量为7.05m3/hm，深层含水层单位涌水量可达5.24 m3/hm。根据抽水回灌试验结果，从含水层的供水能力
19、分析，出水量是有保证的。该项目开凿3眼浅层抽水井、5眼浅层回灌井就能满足项目水源热泵系统的取用水及回灌要求，开凿1眼深层井即可满足项目生活用水需求。 论证范围内浅层地下水资源量为133.3万m3，项目水源热泵系统年循环取用水量为34.73万m3。由于地温空调系统是循环利用地下水，仅利用释放或提取地下水的热能，基本不消耗水量（管道损失不大于2），因此浅层地下水资源量是有保证的。 论证范围内深层地下水年允许开采量为243.53万m3，而本项目生活用水量仅为16242.5m3/年，仅占深层地下水年允许开采量的0.7%；因此深层地下水资源量是保证的,5.2.4水源地开采后的地下水水位预测 本项目用水主
20、要为水源热泵及生活用水，整个水源热泵系统用水过程基本可概括为季节性、间断开采、水循环过程，短时期的开采、由于水循环、水位可很快的恢复；而项目生活用水量很小，对区域地下水位影响很小，因此水源地中心点的降深可视为区域水降深。区域水位下降值按区域水位年下降速率预测。 根据地下水现状埋深以及地下水位多年下降速率进行预测。,表5-4 2015年浅层地下水埋深计算表,表5-5 2015年深层地下水埋深计算表,2015年南水北调中线工程完工后，威县县城的工业、生活用水将使用“引江水”，地下水开采量将大幅减少，届时，县城深层地下水水位将逐年回升。,5.2.5地下水水质分析 根据威县多年浅层地下水监测资料，论证
21、区范围内浅层地下水水化学类型以HCO3-CaNa型为主，矿化度一般在12g/L之间；基本满足地源热泵供暖空调技术规程对地下水源水质的要求，水源热泵系统供回水管道使用抗腐蚀性材料，加装板式换热器后，水质可以满足项目要求。 根据威县水务局对威县基地供水站所作的水质检测报告（见附件3），威县县城深层地下水阴离子以氯化物、硫酸盐为主，总硬度为54.0mg/L，溶解性总固体为649mg/L，根据水质检测报告结论，深层地下水水质符合生活饮用水卫生标准（GB/T5749-2006）。,6.取水对区域水资源及其他用户的影响,6.1 项目取水对区域水资源状况的影响 本项目水源热泵系统用水方式为循环使用，即从抽水
22、井开采出地下水后经过地温中央空调机组的循环又通过回灌井回灌地下，开采、循环、回灌在全封闭状态下进行，无水量消耗，也无地面排放，仅仅是地下水温有所变化，对区域水资源不会产生影响。 本项目生活用水量为16242.5m3/年，用水量很小；而论证区深层水年允许开采量为243.53万m3；本项目生活用水量仅占深层水年允许开采量的0.7%，对深层水资源量影响很小。,6.2 对其他用户的影响 本项目用水主要有水源热泵系统循环用水以及生活用水；水源热泵系统设计最大用水量为136.78m3/h，在空调运行后抽水井与回灌井间可实现采补平衡，不会形成大范围的水位下降漏斗；而生活用水量很小对深层水资源量影响很小；经过
23、调查，该项目周围无其他的取水用户，所以也就不会对其他用户造成影响。,6.3 对环境地质影响 在空调运行后抽水井与回灌井间可实现采补平衡，供水井抽水形成降落漏斗后，回灌井即可补充，不会形成大范围的水位下降漏斗和造成水位大幅度下降。建设项目用水造成地面沉降可能性小。,7.退水影响分析 7.1退水系统及组成 本项目退水分为水源热泵系统退水及生活退水两部分。水源热泵退水系统由水源热泵机组、密闭回水管道及回灌井组成，生活退水系统由酒店排污管道组成。 7.2退水情况分析 水源热泵系统地下水开采与回灌，是在同一开采段中进行，开采的地下水经水源热泵进行热量交换作用后，沿着密闭管道由回灌井注入地下水流场。生活退
24、水经各级排污管道排入城市污水管网最终进入污水处理厂。,7.3退水总量、主要污染物排放浓度和排放规律 本项目退水总量为36.0294万m3，其中水源热泵系统退水量为34.73万m3，生活用水退水量为12994 m3。 根据水源热泵系统用水工艺以及运行原理可知，空调用水在密闭管道中，制冷（热）过程中不添加任何化学药剂，也不与污染源接触，退水基本上不存在污染物。生活退水主要污染物为BOD以及COD，且污染物浓度较低，一般可达到污水综合排放标准（GB8978-1996）。 根据水源热泵系统运行时间可知，其退水规律一般为季节性、间歇性排放；而生活用水退水排放规律为全年排放，每天不定期排放。,7.4退水处
25、理方案和达标情况 水源热泵系统退水基本为原水质，为达标排放，对地下水水质产生明显影响的可能性很小。生活污水主要污染物为BOD以及COD，经化粪池处理后一般可达到污水综合排放标准（GB8978-1996），经城市排污管道排入污水处理厂。,7.5退水对水功能区和第三方的影响 从水源热泵系统取水、用水和退水过程分析可知，地下水仅在在密闭环境下进行能量交换，除水温发生变化外（进口温度16左右，极端情况下：回灌温度夏季21、冬季11；一般情况下，水温温差仅有35），基本不消耗水量，由于用水系统的水上部分为全封闭管路，所以无污染，出水口与进水口水质变化不大。由此可知地温空调系统的回水水质与地下水水质基本没
26、有差别。经过对邢台市天厦嘉园、邢台翰都大酒店、时代广场等住宅、酒店的水源热泵机组的走访调查发现，水源热泵运行期间，回灌水的温度在水位以下2328m可以恢复正常；井距在30m以上抽水井的水温度变化很小。另外利用地温空调系统制冷、供热，在国内外已运行多年，按地下水恒温设计的夏季、冬季的最大需水量，均能满足要求。因此，地温空调系统回灌水对地下水温度场影响不大。 本项目生活污水经排污管道及城市污水管网直接进入污水处理厂，不对外排放，因此生活污水对水功能区和第三方无影响。,8 水资源保护措施 8.1 工程措施 8.2 非工程措施 9.建设项目取水和退水影响补偿建议 由取水的影响分析可知，取水对周边其他用
27、户无影响，所以不存在取水的补偿问题。 退水为空调冷（热）循环水，循环系统是一个封闭的环境，采用密闭管道直接回灌地下水运动场中，不会对地下水资源数量产生明显影响，不产生污染物，退水直接回灌于地下水环境中，因此，退水对周边用户无影响，不存在退水补偿问题。,10.结论与建议 10.1结论 10.1.1取用水的合理性 10.1.2取水水源的可靠性与可行性 10.1.3取水、退水方案 10.1.4取水、退水影响 10.1.5水资源保护措施,10.2建议 1、严格按照国家有关凿井的技术规范要求进行凿井，重视成井工艺，提高止水封隔技术，遵循“谁开采，谁保护”的原则，严防地表污水进入地下含水层。 2、酒店内生
28、活垃圾等地面污染物的存放要远离供水井和回灌井，以免通过降水入渗对地下水造成污染。 3、井口应高于地面，并在井口设置泵房。 4、须加强退水的管理，确保回灌的数量和质量。回灌井要做好过滤，消毒工作，确保回灌水不污染地下水。 5、定期对采水和回水水质及地下水位进行监测，以防止工程用水活动导致地下水污染及地下水量的变化 6、坚持节约用水、不浪费水，坚持杜绝跑、冒、滴、漏等浪费现象。 7、对项目的抽水量和回灌水量进行监测，保证水源热泵系统抽出的水量全部回灌至地下。 8、采用抽水井和回灌井周期互换。由于空气进入含水层中形成气泡，阻碍水的运动，以及氧化和生物的作用，长时间回灌可能引起回灌量的减少。建议在次工程中，抽水井和回灌井进行经常的互换使用，以保证回灌井能够保持长期使用。 9、建议到南水北调中线工程完工且城市供水管网完善后，将酒店生活用水水源置换为南水北调水。,
