1、北京市朝阳区汇佳大厦水源热泵空调系统工程水 资 源 论 证 报 告二零零五年四月报告名称： 北京市朝阳区汇佳大厦水源热泵空调系统工程水资源论证报告编写单位： 北京汇佳汉青中水科技有限公司报告编写： 于容朴报告审查： 陈春生总工程师： 俞开昌总 经 理： 孙友峰II报告提交单位： 北京汇佳汉青中水科技有限公司报告提交日期： 2005 年 4 月目 录1 总论 .11.1 编制目的 .11.2 编制依据 .11.3 项目选址及有关部门审查意见 .11.4 利用水源 .21.5 委托书或合同委托与承担单位 .22 建设项目概况 .22.1 项目名称与性质 .22.2 建设地点 .32.3 建设规模
2、.42.4 主要产品及用水工艺 .42.5 建设项目用水保证率及水位、水量、水温等要求、取水地点、水源类型、取水口设置情况 62.6 建设项目废污水浓度、排放方式、排放总量、排污口设置情况 .73 建设项目所在区域地下水资源开发利用现状 .73.1 水文及水文地质条件概况 .73.2 现状供水系统、现状供用水情况及开发程度 .93.3 水资源开发利用中存在的主要问题 .94 建设项目地下水资源论证 .104.1 区域第四系水文地质条件概述 .104.1.1 含水层岩性特征及其富水性 104.1.2 地下水动态特征 11II4.1.3 补给、径流和排泄条件 .144.1.4 水质特征和评价 14
3、4.2 建设项目水资源论证 .154.3 取水量及取水层位对周边水资源状况、地质环境的影响 .154.4 论证取水井布设是否合理，可能受到的影响 .165 建设项目用水量合理性分析 .175.1 建设项目用水工艺需水量计算 .175.2 用水量分析 .186 建设项目退水情况及其对水环境影响分析 .197 建设项目开发利用水资源对水资源状况及其他取水户的影响 .208 水资源保护措施 .209 结论与建议 .219.1 结论 .219.2 建议 .221 总论1.1 编制目的北 京 市 朝 阳 区 汇 佳 大 厦 水 源 热 泵 空 调 系 统 需 利 用 地 下 水 通 过 水源 热 泵 空
4、 调 系 统 来 实 现 夏 季 供 冷 与 冬 季 供 热 。 参 照 国 家 取 水 许可 制 度 实 施 办 法 及 建 设 项 目 水 资 源 论 证 管 理 办 法 相 关 规 定 ，需 要 对 本 地 区 的 水 文 地 质 条 件 进 行 调 查 、 评 价 和 可 行 性 论 证 ， 在 此基 础 上 编 写 水 资 源 论 证 报 告 ， 为 拟 建 水 源 热 泵 空 调 系 统 提 供 安 全 、可 靠 和 长 期 稳 定 的 地 下 热 （ 冷 ） 源 ， 促 进 地 下 水 资 源 的 合 理 利 用 和保 护 。1.2 编制依据（ 1） 汇 佳 大 厦 水 源 热
5、泵 空 调 系 统 方 案 。（ 2） 2002 年 3 月 24 日 ， 水 利 部 、 国 家 计 委 联 合 发 布 的 建设 项 目 水 资 源 论 证 管 理 办 法 (水 利 部 、 国 家 计 委 15 号 令 )。（ 3） 室 外 给 水 设 计 规 范 GBJ13 86。（ 4） 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 GB5749 85。（ 5） 区 域 水 文 地 质 资 料 、 钻 孔 资 料 、 地 下 水 动 态 资 料 等 。1.3 项目选址及有关部门审查意见本 项 目 为 汇 佳 大 厦 水 源 热 泵 空 调 系 统 工 程 。 该 工 程 项 目 位 于 北京
6、朝 阳 区 燕 沙 桥 附 近 。 由 于 其 是 一 种 高 科 技 节 能 环 保 地 温 利 用 方 式2产 品 ， 因 而 经 国 家 计 委 同 意 ， 在 进 行 了 地 下 水 资 源 论 证 的 前 提 下 ，可 采 取 此 方 案 。1.4 利用水源水 源 热 泵 空 调 系 统 是 利 用 地 下 水 （ 低 温 能 源 ） 具 有 恒 温 的 特 点 ，将 其 作 为 传 导 介 质 ， 根 据 空 调 系 统 的 要 求 来 提 取 其 中 的 热 量 或 向 其释 放 热 量 。 因 此 水 源 系 统 的 水 量 、 水 温 、 水 质 和 供 水 稳 定 性 是
7、影 响水 源 热 泵 系 统 运 行 效 果 的 重 要 因 素 。 考 虑 到 本 地 区 的 区 域 水 文 地质 条 件 、 施 工 难 度 、 经 济 效 益 、 成 本 等 问 题 ， 拟 取 第 四 系 松 散 孔 隙水 作 为 利 用 水 源 。1.5 委托书或合同委托与承担单位北 京 汇 佳 职 业 学 院 委 托 北 京 汇 佳 汉 青 中 水 科 技 有 限 公 司 进 行 汇佳 大 厦 水 源 热 泵 空 调 系 统 利 用 地 下 水 的 水 资 源 论 证 工 作 。委 托 单 位 ： 北 京 汇 佳 职 业 学 院 拥 有 该 项 目 的 所 有 权 ， 是 本 建
8、设 项 目 的 甲 方 。 因 此 ， 其 所 做 的 水 资 源 论 证 委 托 具 有 法 律 依 据 。承 担 单 位 ： 北 京 汇 佳 汉 青 中 水 科 技 有 限 公 司 是 水 利 部 公 布 的 第一 批 具 有 水 资 源 论 证 乙 级 资 质 单 位 （ 水 论 证 乙 字 号 ） ， 是 北 京 市 进行 地 下 水 资 源 勘 察 评 价 、 研 究 与 开 发 利 用 的 专 业 队 伍 ， 因 此 其 做 出的 地 下 水 资 源 论 证 结 论 具 有 可 行 性 。2 建设项目概况2.1 项目名称与性质本 建 设 项 目 名 称 为 汇 佳 大 厦 水 源
9、热 泵 空 调 系 统 工 程 。 项 目 目 的是 为 该 大 厦 提 供 冬 季 供 暖 和 夏 季 制 冷 。2.2 建设地点汇 佳 大 厦 座 落 于 北 京 市 城 区 的 东 北 部 ， 东 三 环 燕 沙 桥 附近 （ 见 图 1） ， 距 市 中 心 近 ， 交 通 便 利 ， 是 办 公 商 务 环 境 一 流的 大 厦 。图 1 项 目 交 通 位 置 图42.3 建设规模汇 佳 大 厦 水 源 热 泵 空 调 系 统 工 程 为 一 次 性 建 设 项 目 ， 大 厦 总建 筑 面 积 约 为 2.1 万 m2， 主 要 包 括 写 字 楼 、 商 业 、 餐 饮 等 。
10、根 据 设 计 部 门 计 算 ， 该 系 统 供 暖 和 制 冷 最 大 负 荷 时 ， 需 提 供160m3/h 的 地 下 水 循 环 量 ， 才 能 满 足 该 水 源 热 泵 空 调 系 统 的 热 能 需求 。2.4 主要产品及用水工艺水 源 热 泵 技 术 是 利 用 地 球 表 面 浅 层 水 源 如 地 下 水 、 河 流 和 湖 泊中 吸 收 的 太 阳 能 和 地 热 能 而 形 成 的 低 温 低 位 热 能 资 源 ， 并 采 用 热 泵技 术 ， 通 过 少 量 的 电 能 输 入 ， 实 现 低 位 热 能 向 高 位 热 能 转 移 的 一 种技 术 。水 源
11、热 泵 机 组 工 作 原 理 （ 见 图 2） 就 是 在 夏 季 将 建 筑 物 中 的 热量 转 移 到 水 源 中 ， 由 于 水 源 温 度 低 ， 所 以 可 以 高 效 地 带 走 热 量 ，而 冬 季 则 从 水 源 中 提 取 热 量 ， 由 热 泵 通 过 空 气 或 水 作 为 载 冷 剂 提 升温 度 后 送 到 建 筑 物 中 。 通 常 水 源 热 泵 消 耗 1KW 的 能 量 ， 用 户 可以 得 到 4KW 以 上 的 热 量 或 3KW 左 右 的 冷 量 。 水 源 热 泵 在 用 水 的过 程 中 只 是 利 用 循 环 水 进 行 热 冷 交 换 ，
12、把 地 下 水 作 为 热 （ 冷 ） 源 ，并 不 消 耗 水 资 源 （ 抽 灌 平 衡 ） 。地 源 热 泵 根 据 对 水 源 利 用 方 式 的 不 同 ， 可 以 分 为 闭 式 系 统 和 开式 系 统 两 种 。 闭 式 系 统 是 指 在 水 源 一 侧 为 一 组 闭 式 循 环 的 换 热 套管 ， 该 组 套 管 一 般 水 平 或 垂 直 埋 于 地 下 或 湖 水 海 水 中 ， 通 过 与 土 壤或 海 水 换 热 来 实 现 能 量 转 移 （ 其 中 埋 于 土 壤 中 的 系 统 又 称 土 壤 源 热泵 ， 埋 于 海 水 中 的 系 统 又 称 海 水
13、源 热 泵 ） 。 开 式 系 统 是 指 从 地 下 抽水 或 地 表 抽 水 后 经 过 换 热 器 直 接 排 放 的 系 统 。 本 工 程 属 于 开 式 系统 。图 2 水 源 热 泵 系 统 工 艺 流 程 图在 制 冷 时 ， 地 下 水 进 入 机 组 冷 凝 器 ， 接 受 排 放 的 热 量 后 水 温6升 高 ， 该 水 通 过 管 道 系 统 回 到 回 灌 井 中 ， 如 此 循 环 不 已 。 在 供 热时 ， 地 下 水 进 入 机 组 蒸 发 器 ， 热 量 被 吸 收 后 水 温 降 低 ， 该 水 通 过管 道 系 统 回 到 回 灌 井 中 ， 如 此
14、循 环 不 已 。 水 源 热 泵 空 调 系 统 是 一种 高 效 、 节 能 、 节 资 、 冷 暖 两 用 、 运 行 灵 活 且 无 污 染 的 新 型 中 央 空调 系 统 。 它 间 接 利 用 地 下 水 及 地 下 常 温 土 壤 资 源 ， 借 助 压 缩 机 系 统 ，完 成 制 冷 （ 制 热 ） 。 它 取 代 了 锅 炉 或 市 政 管 网 等 传 统 的 供 暖 方 式 ，它 不 向 外 界 排 放 任 何 废 气 、 废 水 、 废 渣 ， 使 人 们 远 离 粉 尘 、 废 气 和霉 菌 ， 是 一 种 理 想 的 “绿 色 技 术 “。2.5 建设项目用水保证
15、率及水位、水量、水温等要求、取水地点、水源类型、取水口设置情况 应 用 水 源 热 泵 时 ， 对 水 源 系 统 的 原 则 要 求 是 ： 水 量 充 足 ， 水 温适 度 ， 水 质 适 宜 ， 供 水 稳 定 。 具 体 说 ， 水 源 的 循 环 利 用 水 量 ， 应 当充 足 够 用 ， 能 满 足 用 户 制 热 负 荷 或 制 冷 负 荷 的 需 要 。 如 循 环 量 不 足 ，机 组 的 制 热 量 和 制 冷 量 将 随 之 减 少 ， 达 不 到 用 户 要 求 。 水 源 的 水 温应 适 度 ， 适 合 机 组 运 行 工 况 要 求 。 例 如 ， 清 华 同
16、方 GHP 型 水 源 中央 空 调 系 统 在 制 热 运 行 工 况 时 ， 水 源 水 温 应 为 1222； 在 制 冷运 行 工 况 时 ， 水 源 水 温 应 为 1830。 水 源 的 水 质 ， 应 适 宜 于 系 统机 组 、 管 道 和 阀 门 的 材 质 ， 不 至 于 产 生 严 重 的 腐 蚀 损 坏 。 水 源 系 统供 水 保 证 率 要 高 ， 供 水 功 能 具 有 长 期 可 靠 性 ， 能 保 证 水 源 热 泵 中 央空 调 系 统 长 期 稳 定 运 行 。 本 建 设 项 目 要 求 在 大 厦 所 在 院 内 钻 取 第四 系 地 下 水 ， 单
17、井 取 水 量 必 须 在 80m3/h 以 上 。 地 下 水 总 抽 灌 量160m3/h。 水 温 要 求 在 1516 ， 对 水 质 无 特 殊 要 求 ， 水 位 应 满 足 现有 水 泵 技 术 能 力 的 要 求 。2.6 建设项目废污水浓度、排放方式、排放总量、排污口设置情况本 建 设 项 目 属 于 水 源 热 泵 空 调 系 统 ， 它 是 利 用 “浅 层 地 （ 热 ）能 ”采 集 技 术 和 成 熟 的 热 泵 技 术 相 结 合 的 成 套 装 置 ， 可 以 实 现 抽 灌平 衡 的 自 封 闭 循 环 体 系 ， 不 产 生 污 水 ， 也 就 没 有 污 水
18、 的 排 放 等 相 关问 题 。3 建设项目所在区域地下水资源开发利用现状3.1 水文及水文地质条件概况北 京 属 于 温 带 大 陆 季 风 气 候 ， 四 季 分 明 ， 春 季 干 旱 多 风 ， 夏 季炎 热 多 雨 ， 秋 季 天 高 气 爽 ， 冬 季 干 燥 寒 冷 。表 1 北 京 市 观 象 台 历 史 气 象 信 息月份平均气温（ ）各月降水量（ mm）平均相对湿度（ %）日照百分率（ %）极端最低气温（ ）极端最高气温（ ）累年最多降水量（ mm）累年最少降水量（ mm）1 3.7 2.7 44 65 18.3 12.9 21.0 02 0.7 4.9 44 65 16
19、.0 17.4 26.3 03 5.8 8.3 46 63 15.0 26.4 40.5 04 14.2 21.2 46 64 3.2 33.0 79.0 0.45 19.9 34.2 53 64 2.6 36.8 119.6 1.86 24.4 78.1 61 59 10.5 39.2 236.3 4.07 26.2 185.2 75 47 16.6 39.5 459.2 26.58 24.9 159.7 77 52 11.4 36.1 297.7 41.09 20.0 45.5 68 63 4.3 32.6 116.3 4.210 13.1 21.8 61 65 3.5 29.2 132.
20、5 311 4.6 7.4 57 62 1.06 21.4 43.4 0812 1.5 2.8 49 62 15.6 19.5 16.3 0据 北 京 市 气 象 台 历 史 气 象 信 息 资 料 （ 见 表 1） ， 本 区 累 年 最 多降 水 量 为 459.2mm， 集 中 在 7 月 份 ； 累 年 最 少 降 水 量 为 0mm， 集中 在 11 月 至 3 月 份 ； 7 月 份 平 均 降 水 量 最 高 为 185.2mm， 1 月 份平 均 降 水 量 最 低 为 2.7mm， 后 者 仅 为 前 者 的 1.45%（ 见 图 3） 。图 3 北 京 市 各 月 平 均
21、降 水 量 图北 京 的 月 平 均 气 温 七 月 份 最 高 26.2 ， 极 端 最 高 气 温 39.5 。一 月 份 最 低 ， 月 平 均 气 温 -3.7 ， 极 端 最 低 气 温 -18.3 （ 见 图 4） 。图 4 北 京 市 各 月 平 均 气 温 图本 区 河 流 属 于 海 河 流 域 北 运 河 水 系 ， 有 坝 河 及 其 支 流 亮 马 河 和北 小 河 。 亮 马 河 在 西 坝 村 北 汇 入 坝 河 ， 北 小 河 在 东 坝 东 三 岔 口 汇 入坝 河 。 坝 河 发 源 于 北 京 北 郊 ， 自 西 向 东 流 至 通 县 汇 入 温 榆 河
22、， 全 长24 公 里 。本 区 地 处 永 定 河 冲 洪 积 扇 中 下 部 地 区 ， 永 定 河 冲 洪 积 平 原 的 二级 阶 地 上 。 第 四 系 厚 度 150m 左 右 ， 为 永 定 河 冲 洪 积 物 。 第 四 系 岩性 主 要 为 互 层 的 粘 土 、 粘 质 粉 土 、 砂 质 粉 土 、 粉 细 砂 、 细 砂 、 中 粗砂 、 砂 含 砾 、 砂 砾 石 层 ， 沉 积 韵 律 较 清 楚 。 含 水 层 富 水 性 具 有 自 上而 下 由 好 变 差 的 规 律 。3.2 现状供水系统、现状供用水情况及开发程度本 区 区 域 上 属 于 第 四 系 地
23、下 水 严 重 超 采 区 。 近 几 年 由 于 自 来 水管 网 的 建 设 发 展 ， 本 项 目 附 近 的 自 备 井 和 农 业 井 已 经 停 用 或 报 废 ，对 缓 解 本 区 的 地 下 水 资 源 亏 损 起 到 一 定 作 用 。 但 是 由 于 近 几 年 连 续干 旱 降 雨 减 少 ， 永 定 河 不 放 水 。 本 区 区 域 上 地 下 水 补 给 量 大 大 减 少 ，地 下 水 资 源 趋 于 连 续 亏 损 状 态 。3.3 水资源开发利用中存在的主要问题（ 1） 由 于 过 量 开 采 易 导 致 地 下 水 位 连 续 不 断 下 降 ， 应 注 意
24、 开采 量 的 控 制 同 时 加 强 回 灌 。 地 源 井 应 做 到 100%的 回 灌 ， 实 现 只 取热 不 耗 水 。（ 2） 开 采 地 下 水 过 程 中 对 地 下 水 水 质 的 污 染 ， 应 注 意 在 开 采10时 加 强 对 地 下 水 水 质 的 保 护 ， 尽 量 避 免 多 层 水 的 混 抽 和 混 灌 。4 建设项目地下水资源论证4.1 区域第四系水文地质条件概述4.1.1 含水层岩性特征及其富水性本 区 区 域 位 于 永 定 河 冲 洪 积 扇 上 ， 第 四 系 广 泛 分 布 ， 其 沉 积 厚度 主 要 受 古 地 形 和 新 构 造 运 动
25、及 河 流 堆 积 作 用 控 制 ， 各 处 不 一 。 其大 致 分 布 规 律 如 下 ： 第 四 系 厚 度 自 西 向 东 逐 渐 增 厚 ， 岩 性 由 粗 变 细 ，层 次 由 少 变 多 ， 地 下 水 类 型 由 潜 水 转 变 为 承 压 水 ， 现 根 据 含 水 层 岩性 及 结 构 特 征 、 富 水 性 不 同 ， 大 致 划 分 如 下 （ 见 附 图 1 水 文 地 质图 ） ：（ 1） 单 层 砂 卵 、 砾 石 含 水 层主 要 分 布 在 西 部 ， 含 水 层 岩 性 特 征 为 单 一 的 厚 层 砂 卵 石 、 砂 砾石 组 成 ， 局 部 有 粘
26、土 夹 层 。 八 宝 山 、 公 主 坟 以 南 含 水 层 主 要 埋 藏在 50m 以 上 ， 厚 度 1030m 之 间 ， 西 薄 东 厚 ， 第 三 系 半 胶 结 风 化砾 岩 是 它 的 底 板 。 八 宝 山 以 北 ， 即 古 城 、 西 黄 村 、 廖 公 庄 、 闵 家 庄一 带 ， 含 水 层 埋 藏 在 150m 以 内 ， 厚 度 20100m 之 间 ， 西 薄 东 厚 ，廖 公 庄 、 闵 家 庄 是 凹 陷 的 中 心 ， 沉 积 最 厚 ， 水 井 单 位 涌 水 量 大 于3000m3/d， 透 水 性 好 ， 渗 透 系 数 300500m/d。 第
27、四 系 冰 积 泥 砾 层构 成 它 的 相 对 隔 水 底 板 。（ 2） 多 层 （ 23 层 ） 砂 卵 、 砾 石 含 水 层分 布 于 海 淀 、 八 里 庄 、 广 安 门 以 东 ， 大 屯 、 天 安 门 、 小 红 门 以西 地 带 ， 含 水 层 由 23 层 砂 卵 、 砾 石 层 组 成 ， 与 粘 性 土 互 层 ， 单层 厚 度 1020m， 累 计 厚 度 1545m 不 等 ， 其 底 板 埋 深 一 般80100m， 单 井 出 水 量 20003000m3/d， 透 水 性 较 好 ， 渗 透 系 数200300m/d。 第 三 系 砾 岩 、 砂 页 岩
28、构 成 它 的 隔 水 底 板 。（ 3） 多 层 砂 砾 石 （ 45） 层 及 少 数 砂 含 水 层分 布 于 大 屯 、 天 安 门 、 小 红 门 以 东 ， 南 湖 渠 、 六 里 屯 、 左 安 门以 西 地 区 ， 含 水 层 由 45 层 砂 砾 石 及 少 数 砂 层 组 成 ， 与 粘 性 土 互层 ， 单 层 厚 度 一 般 小 于 10m， 累 计 厚 度 3045m， 含 水 层 底 板 主 要是 第 三 系 砂 页 岩 ， 埋 藏 深 度 100200m, 主 要 含 水 层 一 般 埋 藏 在100m 以 上 ， 单 井 出 水 量 10002000m3/d，
29、渗 透 系 数100200m/d。 本 项 目 所 在 地 区 属 于 此 类 含 水 层 岩 性 结 构 特 征 。（ 4） 多 层 （ 45 层 ） 砂 及 少 数 砾 石 含 水 层分 布 在 南 湖 渠 、 六 里 屯 、 左 安 门 以 东 地 区 ， 含 水 层 由 45 层或 更 多 的 砂 层 及 砂 含 砾 石 层 组 成 ， 呈 层 状 或 透 镜 状 分 布 于 粘 性 土 之间 。 单 层 厚 度 一 般 小 于 10m， 累 计 厚 度 和 主 要 含 水 层 埋 藏 深 度 各地 不 一 ， 变 化 较 大 ， 一 般 3060m， 埋 深 150m 以 上 ， 单
30、 井 出 水 量5001000 m3/d， 渗 透 系 数 50100m/d。4.1.2 地下水动态特征地下水动态主要受大气降水、农田灌溉入渗、地表水体渗漏、人工开采、侧向径流补给、侧向排泄、垂直蒸发等因素影响。由于浅层承压含水层组是本项目现今的主要开采层，故只阐述浅12层承压水水位动态特征。本区第四系地下水位动态长期观测孔位于朝阳区太阳宫乡(见附图 1)。从北京市朝阳区太阳宫乡冰棍厂 49 号地下水动态长期观测孔水位动态曲线图 （图 5）和水位资料来看（表 2） ，本区地下水位动态具有如下特征：图 5 地 下 水 位 动 态 曲 线 图表 2 朝 阳 区 太 阳 宫 乡 1995 2004
31、年 地 下 水 水 位 资 料年度(年) 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004水位(米) 28.81 29.19 29.18 28.91 28.81 28.82 28.71 28.39 28.17 28.09从多年地下水位动态变化曲线（图 5）来看，地下水水位在 99 年以前保持在相对平衡的状态。96 年和 97 年降雨量较大导致地下水位较高，99 年以后出现了连续干旱，地下水补给量减少，地下水位持续北 京 市 朝 阳 区 太 阳 宫 乡 冰 棍 厂 49号 地 下 水 动 态 长 期 观 测 孔 动 态 曲 线 图27282930
32、1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005水 位 标 高 （ 米 ）时 间 （ 年 ）年 平 均 水 位 （ 米 ）下降。19952004 年地下水位累积下降了 0.72m，下降速率 0.15m/年，近期比早期下降快，显示出近年来地下水位随时间有不断加速下降的趋势。从年内变化曲线（图 6）来看：地下水位在 5 月份以前总体呈现上升趋势，到 5 月份达到年内水位最高值 28.09m；5 月份至 9 月份地下水位持续下降，9 月份达到年内水位最低值 27.46m；9 月份以后至年末 12 月份地下水位逐渐回升。地下水位基本
33、上呈周期性变化，与年内地下水的开采和降水量的分配相呼应。在 15 月份，虽然降水量少，但地下水的开采量也较小，地下水位处在高水位恢复期；57月份由于生产生活用水量的增加导致连续大规模开采地下水，加上干旱，致使地下水位持续降低。汛期降水侧向径流补给存在滞后效应，到 9 月份以后地下水位回升才显现出来，加之农业开采量减少，至 12月末地下水位持续回升。图 6 水 位 动 态 曲 线 图从以上地下水动态资料分析，近几年地下水位大幅度下降的主要2004年 朝 阳 区 太 阳 宫 乡 地 下 水 位 动 态 图27282930水 位 标 高 （ 米 ）时 间 （ 月 ）1 52 3 4 6 7 8 9
34、10 11 1214原因是由于天气连续干旱，降雨量减少，地下水补给量大大减少,而北京城市建设高速发展，为了满足日益增长的工农业用水和居民生活用水的需要，地下水开采量较大所致。本区 150m 以上含水层地下水水位逐年下降，属于地下水超采区。4.1.3 补给、径流和排泄条件本 区 第 四 系 孔 隙 水 的 补 给 ， 主 要 来 自 大 气 降 水 入 渗 、 灌 溉 水 回归 、 地 表 水 体 （ 主 要 是 坝 河 水 ） 渗 漏 补 给 和 地 下 水 的 侧 向 径 流 补 给 。由 于 受 酒 仙 桥 和 东 坝 地 区 等 地 下 水 降 落 漏 斗 的 影 响 ， 地 下 水 流
35、向 较 为 复 杂 ， 浅 层 承 压 水 的 流 向 总 趋 势 是 流 向 西 北 ， 局 部 则 流 向 东北 。 地 下 水 位 埋 深 具 有 随 含 水 层 埋 藏 深 度 增 加 而 由 浅 变 深 的 规 律 ，本 区 承 压 水 水 位 埋 深 为 2228m， 局 部 较 浅 或 较 深 ， 可 小 于 22m或 大 于 28m。人 工 开 采 （ 包 括 工 业 、 农 业 和 生 活 饮 用 ） 是 地 下 水 的 主 要 排 泄方 式 ， 其 余 部 分 通 过 侧 向 径 流 补 给 酒 仙 桥 等 地 区 地 下 水 。4.1.4 水质特征和评价本 区 地 下 水
36、 的 水 化 学 类 型 主 要 为 HCO3 Ca Mg Na 型 水 。水 中 的 NO3-含 量 很 少 ， 总 硬 度 190.17240.2 mg/L(以 CaCO3 计 )，矿 化 度 为 270316mg/L， pH 值 7.677.98。本 区 地 下 水 无 色 无 味 ， 物 理 性 状 良 好 ， 且 五 毒 成 分 均 未 超 标 ，水 温 1516 ， 水 质 符 合 水 源 热 泵 空 调 系 统 的 要 求 。4.2 建设项目水资源论证汇 佳 大 厦 位 于 永 定 河 冲 洪 积 扇 的 中 下 部 ， 属 第 四 系 多 层 承 压 含水 层 分 布 区 ，
37、其 周 边 含 水 层 岩 性 特 征 为 多 层 砂 砾 石 及 少 数 砂 层 和 多层 砂 及 少 数 砂 砾 石 层 ， 含 水 层 富 水 性 由 西 向 东 逐 渐 变 弱 。 以 往 钻 孔抽 水 资 料 表 明 ， 地 下 水 位 埋 深 2228m， 含 水 层 有 45 层 ， 单 层厚 度 小 于 10m， 累 计 厚 度 3050m 不 等 ， 岩 性 以 粗 砂 、 粗 砂 含 砾 、砾 石 为 主 （ 见 附 图 2） ， 储 水 条 件 、 透 水 性 和 富 水 性 均 较 好 。 根 据附 近 水 文 地 质 资 料 ， 降 深 5m 时 单 井 出 水 量
38、41.783.3m3/h， 预 计本 项 目 所 在 地 降 深 约 6.4m 时 ， 即 可 满 足 建 设 项 目 要 求 的 单 井 出 水量 最 大 80m3/h 的 供 水 量 需 求 。根 据 上 述 对 本 区 域 地 下 水 水 质 监 测 资 料 分 析 ， 本 区 地 下 水 水 质符 合 水 源 热 泵 系 统 的 用 水 要 求 。综 上 所 述 ， 本 区 的 水 文 地 质 条 件 可 以 满 足 汇 佳 大 厦 水 源 热 泵 空调 系 统 建 设 项 目 的 供 水 水 源 要 求 。4.3 取水量及取水层位对周边水资源状况、地质环境的影响水 源 热 泵 空 调
39、 系 统 在 使 用 过 程 中 所 抽 取 的 水 量 将 实 时 回 灌 到含 水 层 中 。 由 于 抽 灌 井 距 离 较 近 ， 所 以 水 井 使 用 时 消 耗 的 水 资 源 量会 得 到 及 时 的 补 给 。 本 区 水 文 地 质 条 件 较 好 ， 水 井 使 用 时 自 身 水 位降 深 不 大 ， 附 近 又 进 行 等 量 回 灌 ， 水 位 降 深 将 减 小 ， 并 且 本 系 统 为封 闭 运 行 ， 使 用 过 程 中 水 质 基 本 上 不 会 变 化 ， 所 以 对 周 边 水 资 源 状况 、 地 质 环 境 产 生 的 影 响 不 大 。 对 井
40、附 近 地 温 有 5 的 影 响 。164.4 论证取水井布设是否合理，可能受到的影响依 据 本 系 统 用 水 量 的 大 小 、 水 文 地 质 条 件 及 汇 佳 大 厦 建 设 工 程设 计 平 面 图 ， 初 步 设 计 在 大 厦 的 南 、 北 、 东 三 侧 各 布 置 两 眼 井 共 六眼 井 ， 井 距 大 于 30m（ 见 附 图 3） 。 在 这 六 眼 井 中 ， 两 眼 抽 水 井 ，四 眼 回 灌 井 。这 样 布 设 水 井 即 减 少 井 间 抽 水 彼 此 影 响 程 度 ， 又 使 回 灌 水 在 地层 中 有 较 长 距 离 的 热 传 导 途 径 ，
41、 减 少 了 对 抽 水 井 温 度 场 的 影 响 ，以 提 高 水 源 热 泵 的 热 功 效 应 。由 于 向 地 下 回 灌 比 取 水 要 困 难 ， 因 此 ， 设 计 打 六 眼 井 ， 两 眼 取水 ， 四 眼 回 灌 ， 即 抽 水 井 与 回 灌 井 的 数 量 比 为 2 4。 在 回 灌 时 ，为 避 免 回 灌 井 对 抽 水 井 “热 贯 通 ”影 响 ， 保 持 抽 水 井 水 温 恒 定 ， 抽灌 井 间 要 保 证 足 够 距 离 。 根 据 本 区 的 水 文 地 质 条 件 ， 参 考 国 内 有 关研 究 成 果 ， 通 过 具 体 工 程 实 践 ，
42、认 为 一 般 抽 、 灌 井 间 距 要 大 于30m 才 可 满 足 换 热 需 求 。 这 样 抽 、 灌 井 间 距 较 短 ， 在 同 样 的 场 地 上 ，不 仅 能 最 大 限 度 的 增 加 布 设 井 数 ， 而 且 可 增 加 单 井 回 灌 量 。设 计 井 深 100m 左 右 ， 孔 径 800mm， 取 水 层 为 5090m。 这 样可 以 尽 可 能 的 揭 露 含 水 层 ， 以 增 加 出 水 量 和 回 灌 量 ； 而 大 的 井 孔 孔径 ， 增 厚 了 填 砾 厚 度 ， 增 大 了 地 下 水 流 向 井 的 过 水 断 面 ， 提 高 了 透水 性
43、 能 ， 而 且 降 低 了 井 内 出 砂 率 。根 据 本 区 的 水 文 地 质 条 件 ， 使 用 桥 式 滤 水 管 成 井 新 工 艺 有 比 较好 的 效 果 。 桥 式 滤 水 管 是 一 种 带 有 桥 形 孔 眼 的 滤 水 管 材 ， 它 在 发 达国 家 早 已 被 广 泛 使 用 。 八 十 年 代 地 质 矿 产 部 开 始 引 进 推 广 ， 并 取得 令 人 满 意 的 效 果 ， 被 誉 为 理 想 的 水 井 过 滤 器 。 根 据 国 内 外 的 使 用经 验 ， 桥 式 滤 水 管 与 其 它 类 型 的 滤 水 管 相 比 具 有 以 下 优 点 ：（
44、 1） 桥 形 孔 口 的 特 殊 结 构 使 得 砾 石 不 易 阻 塞 孔 眼 。 据 德 国 诺尔 德 公 司 试 验 ， 传 统 的 滤 水 管 填 砾 后 孔 隙 率 要 降 低 40%， 而 桥 式滤 水 管 仅 下 降 10%； 所 以 桥 式 滤 水 管 有 较 高 的 过 水 能 力 。 水 井 经洗 井 除 砂 后 可 获 得 清 洁 无 砂 的 水 源 。（ 2） 滤 水 管 的 特 殊 孔 形 结 构 起 到 了 增 强 滤 水 管 机 械 强 度 的 效果 。（ 3） 重 量 轻 ， 其 规 格 与 性 能 均 能 满 足 粗 、 细 颗 粒 含 水 层 成 井之 用
45、 。经 过 近 几 年 实 验 及 工 程 实 践 证 明 ， 此 技 术 可 以 极 大 的 提 高 井 的使 用 寿 命 ， 也 得 到 了 水 源 热 泵 空 调 用 户 的 认 可 。5 建设项目用水量合理性分析5.1 建设项目用水工艺需水量计算汇 佳 大 厦 总 建 筑 面 积 约 为 2.1 万 m2。冬 季 采 暖 最 大 热 负 荷 约 为 1800KW， 夏 季 空 调 最 大 冷 负 荷 为3000KW。根 据 制 冷 供 暖 负 荷 计 算 热 源 水 最 大 循 环 总 量 为 160m3/h。185.2 用水量分析水 源 热 泵 系 统 的 用 水 过 程 主 要 是
46、 通 过 抽 水 井 把 地 下 水 抽 取 到 水源 热 泵 中 ， 水 源 热 泵 系 统 提 取 完 水 中 热 （ 冷 ） 的 能 量 后 ， 再 把 水 回灌 到 地 下 。根 据 本 地 区 的 水 文 地 质 条 件 、 以 往 所 做 的 抽 灌 试 验 及 场 地 情况 ， 本 工 程 设 计 了 两 抽 四 灌 六 眼 结 构 相 同 的 井 ， 这 样 单 井 出 水 量 达到 80m3/h 时 ， 两 眼 井 抽 水 即 可 达 到 本 用 水 工 艺 最 大 循 环 量160m3/h 的 需 求 。 为 了 保 证 用 水 量 ， 要 求 单 井 出 水 量 达 到8
47、0m3/h， 单 井 最 大 回 灌 量 40m3/h。 参 照 以 往 的 工 程 经 验 ， 单 井 自然 回 灌 量 一 般 可 达 到 符 合 当 地 含 水 层 单 井 出 水 能 力 的60%80%， 这 样 根 据 本 项 目 的 抽 灌 井 设 计 ， 抽 取 的 水 可 以 回 灌 到 地下 ， 不 消 耗 水 资 源 量 。本 项 目 单 井 抽 水 达 到 最 大 需 水 量 80m3/h 时 ， 水 位 降 深6.4m。 在 最 大 循 环 量 时 单 井 承 担 回 灌 量 为 40m3/h， 根 据 以 上 对 地层 回 灌 能 力 的 分 析 ， 是 可 以 回
48、灌 到 地 层 中 去 的 。 另 据 收 集 到 的 顺 义天 竺 东 郊 农 场 西 南 的 国 门 路 大 饭 店 水 源 热 泵 井 （ 见 附 图 1） 的 运行 结 果 来 看 ， 其 单 井 抽 水 量 为 60m3/h， 单 井 回 灌 量 为 40m3/h， 回 灌比 为 66.7%， 实 际 运 行 结 果 见 表 3。该 项 目 运 行 一 年 回 灌 效 果 一 直 不 错 ， 单 井 回 灌 量 保 持 在40m3/h 左 右 。 其 所 在 地 区 的 水 文 地 质 条 件 比 本 项 目 所 在 地 区 差 ，说 明 了 本 项 目 所 设 计 的 单 井 回
49、灌 量 是 有 保 证 的 。综 上 所 述 ， 本 项 目 在 运 行 过 程 中 可 以 达 到 抽 灌 平 衡 。 这 样 在 从地 下 抽 取 地 下 水 时 ， 同 时 又 有 水 回 灌 到 地 下 ， 因 为 抽 灌 井 间 距 较 小（ 不 小 于 30m） ， 这 样 降 低 的 水 层 压 力 就 可 以 及 时 得 到 补 充 ， 减 小单 独 抽 水 时 的 水 位 降 深 ， 水 力 坡 度 ， 对 保 护 水 井 周 边 的 地 层 有 好 处 ，能 合 理 的 保 护 地 下 水 资 源 。表 3 回 灌 试 验 结 果 统 计 表项目 井号 静止水位 （m ） 动水位（ m） 提水量（ m3/h） 回灌量（ m3/h） 水位升高 （m ）1 39.80 45.80 602 39.82 45.62 60抽水井 3 39.86 45.76 604 39.70 33.30 30 6.405 39.75 34.05 30 5.706 39.81 31.61 30 8.207 39.80 33.36 30 6.448 39.82 33.42 30 6.40回灌井9
