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总论1项目来源
1.1鑫立源房地产宏源小区建于年,小区位于交XXX XXXX2005XXX河镇(纬度37°54,33〃,经度116°23〃),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号(见附件)
[2005]0652宏源小区现有供暖面积采用地热供暖方式,年月于47350m2,20069小区内开凿了一眼地热井做为供暖热源,井深出水量1190m,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鑫立源房地产开发宏源小区委托,年月对xxx XXXX20094XXX交河镇宏源小区地热井取用水进行水资源论证水资源论证目的和任务
1.2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XXX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建设项目业主提出的取用水方案
2.3建设项目取用水流程
2.
3.1该项目取用水流程为取水井一沉沙罐一储水罐一水源热泵机组一加压泵一用户采暖一循环泵一水源热泵机组浴池退水流程为用户采暖尾水一水过滤等设备一回灌井洗浴退水一沉淀池处理一市政排水管网水源热泵机组可将地热水温度由井口的升高到取水系统45℃50℃,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
2.2o图项目取用水及退水流程图
2.2建设项目的用水要求
2.
3.2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
4.8X104n^,水源热泵机组用水水质要求如下含沙量应小于浑浊度应小于水质中的颗15OOOmg/m3,20mg/I,粒应不大于
0.5mm;酸碱度水源热泵的水源值宜在之间;2PH3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S042200mg/L Fe2+lmg/lo建设项目业主提出的退水方案
2.4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建设项目所在区域水资源状况及开发利用3分析基本情况
3.1论证区概况
3.
1.1属海河流域的黑龙港地区地面开阔,地势平坦,平均海拔XXX
13.米(黄海高程),自然坡降仅为万分之一地理坐标为东经21162,-116°,北纬13面积辖个乡镇、个街办443754-38°xxx IOOGKA123I处、个行政村,总人口万,耕地面积公顷
65755.
66.3X10,气象条件
3.
1.2气候属暖温带大陆性季风气候,四季分明,日照充足,年平均气温多年平均无霜期天平均日照时数小时境内大气降
12.6℃,
1872783.6水年内分布不均,年内降水主要集中在、、月份,占全年降水量的678多年平均降水主要河流水系
72.3%
529.8mmo地处“九河下梢”,河道众多现有河道包括南运河、漠阳新XXX河、清凉江、江江河、老盐河、南排水河、黑龙港河本支、浪东排河、连接河等据《年水资源公报》资料,年各河道无正常2007XXX2007入境水量,只有引黄济淀水量,其中经漠东排河入境水量8942X104m3,主要补给白洋淀,经清凉江入境水量
289.1X104m3,主要输送至大浪淀水库论证区水资源动态及分布特征
3.2浅层地下水资源动态及分布特征
3.
2.1据《年水资源公报》资料,年,平均降水量为2007xxx2007xxx较上年偏少较多年平均值偏少为偏枯年份,
429.2mm,
28.7mm,
100.6mm,地下水位下降,埋深增大其中,中部埋深较大,东部埋深较小,埋深大于的区域出现在寺门村镇、营子镇南部、郝村镇东部,埋深小于9m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7m一年增加总计亏水量其中淡水亏浅层
0.17m,
976.8X10m3,
582.4n xxx地下水等值线图见图
3.1图年浅层地下水埋深等值线图
3.12007xxx深层地下水资源动态及分布特征
3.
2.2据《年水资源公报》资料,第含水组为深层地2007xxx HIxxx下水主要开采层年底全市第含水组平均埋深比上2007HI
54.41m,一年同期减少西北部埋深较小,东部埋深较大,埋深小于的
4.03m50m区域主要在富镇、四营的北部、郝村镇西部一带地区,埋深大于的65m区域出现在以为中心以东的文庙镇、泊镇和五武庄的部分地区,其xxx它乡镇埋深在之间深层地下水等值线图见图50-65m xxx
3.2o图年深层地下水埋深等值线图
3.22007xxx深层地热水状况及分布特征
3.
2.3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XXX全市范围内均有分布,埋深一般为含水组为第含水组,1000-1200m,V其中管陶组地热储层为本地区地热水的主要开采层,热储温度为左50℃右,属于低温型热田,单位涌水量在地热水利用属于刚50-120m7h xxx刚起步,未开始大范围的开采,地热水的静水位埋深为左右,动水10m位埋深小于具备一定的开采潜力50m,区域水资源开发利用现状及存在的问题
3.3区域水资源开发利用现状
3.
3.1据《年水资源公报》资料,年全市水资源利用总量2007xxx2007主要开采地下水,其中浅层淡水利用量为深层
10638.0XlO’n,2344X10W,地下水利用量为从用水类型上看,城镇生活用水量为
8294.0Xl rm
3696.2X10—3,占总用水量的
6.5%,工业用水
1173.0XIOm3,占总用水量的菜田用水占总用水量的农田灌溉用水11%,
1096.0X10/13,
10.3%,占总用水量的其他为林牧渔业用水、农村人畜用水
6586.8X10%,
61.9%,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XXX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,尚有开发潜力水资源开发利用存在的问题
3.
3.2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1排放污水的原因,的地表水水质近年来有恶化趋势,虽然经过治理XXX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地下水为主要的供水水源,现已处于超采状态,地下水漏斗2xxx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地热水资源的开发利用处于起步阶段,存在着地热利用率3xxx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、无害利用建设项目取用水合理性分析4取水合理性分析
4.1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1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;宏源小区是交河镇的重点建设项目,是具有人文价值的现代2xxx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;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,3其循环利用率达到了属于较高水平,同时自动控制系统的使用也最70%,大限度的节约了地热水资源;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4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50%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;宏源小区地热水利用率较高,供暖尾水的温度在之间,520-30℃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,宏源小区的地热水供暖方式、利用效率、尾水及洗XXX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用水合理性分析
4.2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,均属于生活用水供暖用水
4.
2.1小区住宅供暖热负荷计算1计算条件气候条件采用沧州地区的气象数据,室内温度室外20℃,计算温度-9℃,温差为29℃,建筑的传热系数取
0.45w/m
2.℃计算面积取100m2o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》GB50019-2003o计算结果见表
4.1表
4.1采暖热负荷计算表围护结构修正后耗热量供暖室内室外室内外计算温差修基本耗热高度围护结构总的采暖热负传热系数计算采暖热负荷房计算温度差正系数a里修正后耗修正耗热量荷朝向风向温度间名称及热量面积温度编方向号k tntw Ata Q,Xch Xf1+Xch+XF Q“x Q1Qcn Q=Qcn+Qtjhm2w/m
2.℃℃℃℃W W WWW地面
100.
000.
4520.00-
9.
0029.
001.
001305.
000.
000.
001.
001305.
000.
021331.
101331.
101331.10南外墙
30.
000.
4520.00-
9.
0029.
001.
00391.50-
0.
250.
000.
75293.
630.
02299.
50299.
50299.
50.0北外墙
30.
000.
4520.0-
9.
0029.
001.
00391.
500.
101.
1430.
65.
02439.
26439.
26439.261东外墙
30.
000.
4520.00-
9.
0029.
001.
00391.50-
0.
050.
000.
95371.
920.
02379.
36379.
36379.36西外墙
30.
000.
4520.00-
9.
0029.
001.
00391.50-
0.
050.
000.
95371.
920.
02379.
36379.
36379.36小计放大系数为
1.00面积
10.01标2负荷面积指标
28.29W/h.m
22828.
582828.
582828.58总计热量
2828.58W负荷面积指标
28.29W/h.m2-19-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搜集论证区域水文、气象等资料,对区域水资源状况、项目所1在区域地下热水资源状况及开发利用情况进行分析;论证建设项目单位取用水方案和退水方案的合理性,确定2建设项目的合理取用水量;根据论证区的地层结构、水文地质条件、热储层构造等资料,3分析论证区热储层热储量、热水资源量等;按照地热勘查规范和相关技术要求分析、论证、计算,查明地4热田类型、赋存层位、厚度、地热水可开采量等;根据计算成果,分析取水水源的可靠性与可行性;5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6保效益;分析论证地热水的开采对周围其他用户的影响,以及退水7对周围环境的影响;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8措施和建议编制依据、规程规范及参考资料
1.3编制依据
1.
3.1《中华人民共和国水法》年月日中华人民共和12002829国主席令第号公布;74由计算结果可知,论证区的住宅热负荷指标为根据换算公
28.29W/h.m2,式1W=
3.6KJ可知,
28.29W/h.m2=
28.29X
3.6KJ/h-m2=
101.84KJ/h-m2o取水流量计算2计算条件供暖面积为痛,47350计算公式Q=FB/C t-toc r式中F—供暖面积,m2;Qc—热水井取水流量,m3/h;C一热水平均热容量,取
4.1868xl3Kj/m
3.℃;tr一入水温度,℃;取50℃;to一回水温度,℃;取25℃;B一采暖指标,地板采暖指标取
101.84KJ/h・m2计算结果Qc=FB/C-t-Ur=47350X
101.84/
4186.8X25=
46.1m3/h洗浴用水量
4.
2.2根据《河北省用水定额》标准,核算洗浴用水定额为人,40L/d/小区可居住居民500户,人口约为1500人,则洗浴用水量约为60m3/do项目合理取水量
4.
2.3合理取水量包括两部分,一是采暖期供暖用水量,二是洗浴用水量年供暖合理用水量1根据供暖经验,供暖期间,每天的供暖时间为小时依据以上取水12流量计算结果可知,供暖期每天的用水量为一个供暖期按
46.1m3/h=
553.2,120天计,则供暖的年取用地热水量为
553.2m3/dX120d—
6.64X101m3该项o目供暖用水米用循环利用方式,循环利用率为则新取量为总量的70%,30%即可满足项目供暖要求,即年供暖合理取水量为
6.64X101m3X30%=
1.993X10m3o年洗浴合理用水量2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/dX120d=
0.72X10m3o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+
0.72X104m3=
2.713X104m3o节水潜力与节水措施分析
4.3项目取水要安装计量装置,便于管理1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2量漏失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3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、漏现象发生要做好非供暖期水源热泵机组的维护工作,保证设备的水4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5失和水质污染加强物业管理人员和小区居民的节水培训与教育,提高节6水意识,努力建造节约型社区建设项目取水水源论证5水源论证方案
5.1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1区域构造条件、地层组成、含水组划分及热储层条件;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2资源量、单井采出资源量、开采影响范围等;根据计算成果,评价地热井取水的可靠性及可行性;3对地热取水井进行效益分析4地热水取水水源论证
5.2构造特征与水文地质条件
5.
2.1构造特征
5.
2.
1.1XXX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的东南部,1%13呈西南东北走向,北与献县断凸交界,东南为景县断凸区域构W25IIV25°造图见图
5.1刷/大r/_7总/城沧,凸r6人”、起起/肥/沧////坦东3/凹孔济/a//V舔/徐a r^\J/.7//VM皮/山/起“、凸桥起陷图区域构造图
5.1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第四系平原组厚度为1307mQ4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上第三系明化镇组厚度为2Nm788m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上第三系馆陶组厚度为3Ng
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,直径一般为底板埋深3-4mm,1121m二叠系41121-1210二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,孔隙度在左右由于岩性和物性的影响,导致地层电阻率也很高,地层12%含水层较差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含水组的划分1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,可划分为个含水组,将明化镇组和馆陶组定为含水组,2V馆陶组定为含水组地层与含水组划分见表V
25.1表地层与含水组划分对照表
5.1含水系统代号含水组名称编号底界深度万U-J浅层潜水含水全新统Q4I20-30组上更新统浅层承压含水Q3II140-150第四系组第四系含水中更新统中深层承压含Q22III1200-220石系Q2UJ III水组Q21111300-3202下更新统深层承压含水Qi IV400-430组上第上第三系深层承压含水N22V\770-890上新统N V2含水岩系组N21v1000-13502系深层承压含水中新统NI VI1200-1660组含水组条件2含水组为浅层淡水组,底界埋深含水岩层为不连续分布的I20-30m,粉砂及裂隙粘土层,单井涌水量水位降深5-20m3/h10m含水组有咸水分布含水组,底界埋深咸淡水界面深度II140-150m,含水层岩性以粉砂、粉细砂透镜体状不连续分布,单井涌水量40-70m,40-60m3/ho含水组为中深层承压含水组,底界埋深根据开采现状,III300-320m,又划分为】、两个含水段以上含水组,水质水量较差,只有少量in libin1的农业开采山含水组为以下,水质较好,单井涌水量2200-300m60-100m3/ho含水组为深层承压含水组,底界埋深含水层岩性主要为IV400-430m,中细砂和细砂,水质较好,单井涌水量和含水组是本区60-100m3/h libIV工农业生产、生活用水的主要开采层上第三系明化镇组和馆陶组为含水组,又分为上、下两个含水组,即V明化镇组含水组和馆陶组含水组V1V2含水组为深层承压含水组,底界埋深平均层厚含Vi770-890m,360mo水层以半成岩状的细砂为主,平均厚度隔水层以半成岩的粘土为主,103m,平均层厚257m,最大单层厚度110m计算平均出水量为140m3/ho含水组为深层承压含水组,底界埋深平均层厚V21000-1350m,417m含水层以半成岩状的粉砂为主,平均厚度隔水层以半成岩的粘土为主,78m,平均层厚348m,最大单层厚度170m平均出水量为80m3/ho论证区地热的热储特征
5.
2.2热储层分布特征
5.
2.
2.1论证区主要热储层为第三系的馆陶组,底板埋深左右1211m上第三系是一套砂岩、砂砾岩与泥岩频繁交互叠置的河流相沉积层,它既是下伏碳酸盐岩的保温盖层,本身又是良好的热储层分析范围内的上第三系明化镇组下段和馆陶组地层中,砂层厚度比较大,是可开发利用的热储层⑴明化镇组下段热储层上第三系明化镇组下段为典型的河流相沉积,属太行山水系,其中砂岩为良好的孔隙型热储层该段热储层以明化镇组上段和第四系地层为盖层,明化镇组在华北地区分布广泛,本区明化镇组顶板埋深底板埋深307m,1095m,砂岩单层厚度变化较大,最小最大可达一般为左右,其热储4m,20m,15m层砂岩具有颗粒较粗、胶结疏松的特点该段具的富水性和渗透性一般,地热水储存和流通条件一般单井涌水量约水温左右,水质为40m3/h,50℃型咸水,溶解性总固体大于该层埋深较浅,但其下部可作CL-Na2000mg/Lo为本市热水井的开采储热层⑵馆陶组热储层馆陶组地层在论证区分布广泛,馆陶组热储层与明化镇组下段热储层属连续的继承性沉积,该组地层厚度单层厚度大,储集层厚度多为中26-356m,厚层,岩性为中粗砂岩,含砾砂岩及砂砾岩〜砂岩成份以石英为主,次为长石及暗色矿物,粒度不均,孔隙连通性较好砾岩成份以石英为主,渗透层砂岩连通性较好,储水空间大,砂岩单层厚度大,有利于地热水聚集和保存,是论证区的主要热水层根据论证区现有地热资料,馆陶组中砂岩声波孔隙度本地单井涌水量26%可达水温左右,水质为型咸水,溶解性总固体大于H8m3/h,50℃CI-Na3g/Lo根据地热源温度分级标准《地热资源地质勘查规范》可知,GB11615-89为温水,为温热水,为热水该地热热储层温度为25-40C40-60℃60-90℃左右,属于低温地热资源地下热水赋存于碎屑沉积岩中,属孔隙-裂50℃隙型热储该井热储目的层为新近系馆陶组粉砂岩,其层段为1060-
1119.7m馆陶组热储层含水层,泥质含量低根据成井的抽水试验资料,该地热井含水层较发育,富水性中等,渗透性中等,其单井最大涌水量为H8nr7h s=
43.5m,单位涌水量
2.71m3/ho含水层渗透系数为
0.067-
0.149m/do根据以上分析可知,论证区的管陶组热储层从水温和水量上都可以满足项目取用地热水的要求,水质中的总溶解固体含量虽然较高,但可以满足水源热泵的供水要求,所以,论证区的管陶组热储层可做为该项目开采地热水的目的含水层地温场特征
5.
2.
2.2地热田属沉积盆地传导型地热田,其热源来自地壳深部,区域大XXX地热流是其恒定热源,在地壳深部呈平均分布,当进入地壳上部后,在基岩凸起与凹陷构造格局的制约下,热流重新分配布局,在正向构造与负向构造的交接部位,热流方向发生偏转,不再保持完整的垂直向上,有从凹陷部位向凸起部位倾斜的趋势,从而导致热密度《取水许可和水资源费征收管理条例》年月日22006415国务院令第号发布;460《建设项目水资源论证管理办法》年月日水利部、国家32002324发展计划委员会令第号发布;15《取水许可申请审批程序规定》年月日水利部令第号发41994694布;《河北省建设项目水资源论证管理办法》河北省水利厅年520033月日起施行;1《河北省取水许可制度管理办法》河北省人民政府令[第号;620075《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7水利厅年月日200451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;《浅层地热能勘察技术规范》;67《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;在凸起部位的相对加大,而在凹陷部位相对减弱为了解本井段的地温特性,在钻井过程中,对井口温度进行了系统的观测并且在完井后对地热井进行了物探测温工作凿井过程中井口泥浆温度如下700m处的温度为25℃;800m处温度为26℃;900m处的温度为28℃;1000m处的温度为29℃;1100m处的温度为31℃;1200m处的温度为
31.5℃完井后进行了井内测温工作,从0-700m井段温度为
33.97-
33.98℃;700-1100111井段的温度为
33.98-
45.14℃;成井后井口温度为45度,地温梯度为
3.27℃/100m根据《地热资源评价办法》公式采用地温梯度推算法确定热DZ40-85⑫储温度、/11At计算公式为卜国+%t=d—式中热储温度,℃;t—d一热储埋藏深度,m;取
1190.37m;h一常温层埋藏深度,m;取25m;根据测井计算地温梯度确定;2=
3.27℃/100m,C/100m,Ah常温层温度,℃;取to—15℃计算结果At327t=d—h——+r=
1190.37-25x^+15=
53.1℃Ah100通过计算,该井的热储层热储温度所以,可以保证宏源小
53.1C,区地热井井口温度在以上,可满足水源热泵的使用要求45℃单井采出热量、单位可采热储量及开采影响范地热井热储含水层、523E滤水层及止水位置根据成井资料,宏源小区的目的热储含水层、滤水层及止水位置表目的热储含水层、滤水层及止水位置
5.2见表.
5.2热储层滤水管层止水名称位置m厚度m位置m长度m位置m方法
102624.
7103092.
02103112.7固扎胶胶馆陶组1055皮伞
1056105710.
411.361058根据表计算可知,宏源小区地热井热储层厚度为
5.
247.8mo简单抽水试验为求得地热动力参数,对宏源小区地热井进行简单抽水试验,其试验结果见表
5.3o表宏源小区地热井抽水试验成果表
5.3项目试验结果抽水试验区段m热储含水层累计厚度m
47.8试验类型放喷抽水抽水降低次序S1S2水位降深S m
7.
843.5抽水涌水量Q m3/h50118单位涌水量q m3/h
6.
412.71抽水时间h1016稳定时间h812渗透系数K m/d
0.
1490.067影响半径R m
30.
138112.237水温5050通过对抽水试验原始数据的整理,编制了、、、及水Q=ft S=ft q=ft T温等五条曲线,见附件=ft4从、动态历时曲线上可以看出,抽水初期动水位下降迅速,波Q=ft S=ft动幅度大,涌水量也大经计算,曲度值因此确定属于对数型曲线,n=2,Q=fs其涌水量方程为Q=a+blogS即Q=
31.308+
53.1851ogS单井采出热量计算
523.3根据宏源小区成井资料,宏源小区地热井凿至馆陶组,出水水温为1XXX单井最大涌水量为其用途为冬季供热和洗浴,供暖期每年天45℃,118m3/h,120按天计算热水井供暖用水开采年的采出热量120100公式Q=12000Q C t-t wr w w o式中Qw一热水井开采100年的采出资源量,kJ;Q采一热水井日采量m3/d,取2832m3/d;Cw—热水单位体积平均热容量,kJ/m
3.℃,其值为
4.1868xl3kj/m
3.℃;t-热水平均温度,°C,取井口温度45℃;wt一地层常温带温度,C,本区取15℃;计算结果Q=12000Q Ct-t wr ww o=1200028324,186810345T5X X XX=
4.269x112kJ2洗浴用水年用水量为
0.72X10/3,按最大出水量连续取水计,全年折合约3天,则洗浴用水开采100年的采出热量公式Q=300Q^.Ct-t www o式中Q”一热水井开采10年的采出资源量kJ;Q采一热水井日采量m3/d,取2832m3/d;C“一热水单位体积平均热容量kJ/n.℃,其值为
4.1868xl3kj/m
3.℃;tw—热水平均温度℃,取井口温度45℃;%—地层常温带温度℃,本区取15℃;Q=300Q Ct-t wr wwo二300x2832x
4.1868x13x45T5=
0.106xl012kJ热储层单位面积可采热储量计算
5.234计算公式Q=R mCt-t rE ro式中Qr—热储层单位面积可采热储存量,kJ/m2;热储层地热采收率,按规范规定,大型沉积盆地的新生代砂岩当孔隙度RF—大于20%时,地热采收率定为
0.25;m—利用热储层厚度m,本区馆陶组利用热储层厚度取
47.8m;t,一热储层地热平均温度,C,取井口温度45℃;t0—地层常温带温度,C,本区取15℃;C—热储层平均热容量,kJ/nA℃,按下式计算C^p xCxl-|+p xCx|;c cw wPc一岩石的密度,kg/mL取
2.lx IO25kg/m二Pw一水的密度,kg/m3,取
0.9805xlO3kg/m3;C—岩石的比热,kJ/kg-℃,取
0.879kJ/kg.℃;cC一水的比热,kJ/kg-℃,取
4.1868kJ/kg-℃;w一热储层岩石的孔隙度,砂岩热储层平均孔隙度,取26%C=
2.1xlO3xO.879xlO3xl-26%+
0.9805x103x
4.1868x26%=2381kJ/m
3.℃Q=
0.25x
47.8x2381x45-15=
0.854xl06kJ/m2论证地热井开采影响范围的确定
5.
235.5按照热储层可采热储量与地热井开采年所放总热量保持均100衡的原理,计算热水井在定流量开采时的热田面积2832m3/d计算公式F=2Q.式中F—热水井开采100年影响范围的地热田面积,nQw—热水井开采10年所排放的总热量,kJQ,一热水井热储层单位面积可采热储存量,kJ/m2口
4.269+
0.106xlO12_in62F==
5.18x10m
0.854xl06即根据圆面积公式,可得开采影响区半径为F=
5.18km2,
1.284km,即1284m根据以上计算可知,论证井开采地热形成的影响范围为
5.18km2,只占论证区面积108km2的
4.8%,所以,在论证范围内的热储量完全可以满足论证井的开采要求地下热水资源量及可采资源量计算方法
5.
2.
4.1采用静储量计算方法,即总储量等于容积储量与弹性储量之和即Wj=Wr+WtWr=eV二Wt sFH式中Wj一地下热水静储量,m3Wr一地下热水容积储量,m3Wt—地下热水弹性储量,m3V一热水层有效体积,m3F一热储层面积,m2自热储层顶板算起的水头高,H—m一热储层弹性释水系数S一热储层的孔隙度e计算参数
5.
2.
4.2水头高度1根据水在不同温度下密度的变化,用公式n1p-Es-mjL i=l换算井底压力式中PgP\……Pn一井内不同标高的测温点与其水温相对应的水的密度小,……氏一水面与各测温点的标高根据钻井测温资料,将井内不同埋深的测温点换算成标高,并查出不同温度热水的密度,结果见表
5.4表不同水温密度变化表
5.4水位埋深
10700800900100011001190.37m水位标高
3.8-
686.2-
786.2-
886.2-
986.2-
1086.2-
1176.57m
37.
140.
343.
646.
850.
153.1测温℃热水密度
993.
646992.
212991.
432990.
208988.
030987.113通过计算,分别将抽水试验时的静水位按水温时的密度,4℃,换算成井底压力水柱高度即静水位井底压力水柱高度为10m尸=-;垢+回2”1+=--
0.98713+
0.99997-
1176.57+
3.8=
1165.2弹性释水系数2因本次简易抽水试验不能满足求弹性释水系数的要求,该值参考《河北省献县城关地热田地热普查报告》的成果,取值为
2.05X10,论证区地热水量计算成果论证区馆陶组容积储水量1根据储量计算公式,将地热储热层馆陶组进行地热水的储量计算地热储层的分布面积为108km2,有效含水层平均厚度78m,孔隙度取26%o论证区馆陶组容积储水量为Wr=108X106X78X26%=
21.9X108m3地下热水弹性储量2论证区内馆陶组热储层平均厚度顶板至静水位高度为191m,
1165.2-191=
974.2m,平均释水系数为
2.05X10甘,所以论证区的地下热水弹性储量为Wt=108X106X
974.2X
2.05X10-3=
2.16X108m3所以,论证区的地热水静储量为Wj=
21.9X108+
2.16X108=
24.06X108m3o地下热水可采资源量3根据目前的提水工具及经济条件,确定地下水最大开采降深为假120m,定论证区热储层边界为隔水边界,地下水位区域下降时的弹性储量为120mW弹储=108X IO,x120X
2.05X10,=
0.2657X108m3地热水水质地热水因深埋在地下,因此几乎不含细菌和有机物的污染,是清洁的水源可作为医疗保健用水和生活洗浴水根据宏源小区地热井地热水资料,对本区地热水水质进行评价该井地热水水样由山东省水环境监测中心德州中心进行检测化验热水中主要阳离子为K+、Na+,含量1878mg/L,主要阴离子为CL-,含量2341mg/L;其次为SO2,含量715mg/L,按水化学类型定名为CI—Na型水4热水溶解性总固体为按溶解性总固体分类为咸水,值5310mg/L,PH
8.0,为弱碱性水,总硬度(CaCCh计)460mg/L,属硬水水质检验结果参见表
5.4o表宏源小区地热水水质检验结果
5.4项目单位检验结果色度度DL浑浊度度清臭和味无肉眼可见物无pH
8.0总硬度mg/L460铁mg/L
0.23钙离子mg/L152铜mg/L DL锌mg/L DL示挥发性酚类mg/L DL硫酸盐mg/L715氯化物mg/L2341溶解性总固体mg/L5310氟化物mg/L
1.0汞mg/L DL镉mg/L DL示铭(六价)mg/L DL铅mg/L DL硝酸盐(以氮计)mg/L
0.05氧化物mg/L DL根据化验结果可以看出,该井地热水水质中溶解性总固体和硫酸盐指标较高,离子浓度也较高CL-另外,本区地热水出水温度左右,可以调节为微温浴水()45℃37〜38℃和高温浴水(43〜45℃)微温浴水对人体有镇静作用,同时还有改善体质、增强抵抗力和预防疾病的作用地热取水可靠性分析热储量分析
5.
2.
5.1根据以上计算结果可知,论证区的热储面积为单位面积热储量108km2,为热储层储量为该地热井为单井采水,
85.4X104kj/n,
92.23XI kj按最大出水量和开采100年计算,单井采出热量为
4.375X1012kJ所采热量o占论证区热储量的论证区的地热储量完全可以满足项目的供热要求
4.7%地热水量分析
5.252根据对论证区地热水水量的分析计算可知,论证区的地热水静储量为
24.06X108m3o开采条件下120m降深弹性可开采量为
0.2657X108m3,论证井的合理取用水量为开采年的取水量为义
2.713XI m3/a,
100271.310n,占论证区弹性可采储量的所以,弹性储量可以满足该井的取水量要求10%,可靠性分析根据对该地热井的地热储量和地热水量的分析可知,项目所取热10《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002;《河北省用水定额》试行;1112《供水水文地质勘察规范》GB50027-2001;《采暖通风与空气调节设计规范》13GB50019-2003参考资料
1.
3.3《水利志》;1XXX《年水资源公报》;22007xxx《宏源小区地热井完井报告》3《河北省献县城关地热田地热普查报告》4取水规模、取水水源与取水地点
1.4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.SXIO m3o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交河镇宏源小区内的东南角,与供水泵xxx房相邻论证工作等级
1.5该建设项目取水规模约为
4.8xl04m3/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现状水平年
1.6量占论证区热储量的开采年的水量只占论证区弹性可采储量的
4.7%,100无论是热储量还是地热水资源储量均可满足项目的取用水需求同时,10%,该井的地热水质经过两年的运行可知基本没有变化,水质较稳定单一目前宏源小区热水井附近还没有进行地下热水开采,因此,不存在xxx井间距影响,该地热井的开采具有较好保障,地热资源开发利用具有可持续性综合以上热量、水量及水质分析,该地热井取水可靠地热取水可行性分析成井基本情况
5.
2.
6.1交河镇宏源小区委托景县钻井对该地热井进行了凿井施工,XXX XX成井情况见表成井柱状图见附件
5.5,3表宏源小区成井情况一览表
5.5井号宏源小区地热井施工井队景县钻井XX井别地热开采井纬度37°54733〃坐标井位宏源小区经度116°23〃地面局度孔口高度
13.2m
13.8m开工日期完工日期设计钻井深度设计成井深度1500m1500m实际钻井深度1210m实际成井深度
1119.7m型铁塔钻塔类型A钻机类型TSJ-2000泵室管长度
208.56m供水方式水源井、130KW100KW泥浆泵类型动力类型TBW-1200/7B电动机5・成井结构宏源地热井的成井结构数据见表完井试验综合成果见附件
5.6,4O表成井结构数据表
5.6钻井结构井管类型成井套管滤水管类型规格0-210m上部
0273.1mm X
8.89mm铜
139.7X
6.98mm,规格下部钻孔口径
139.7mm X
6.98mm480mm网间距为井管长度铜网型
1190.374m孔隙率为
0.6mm,200-1210钻孔口径变径位置
208.56m13%为锥形体长度
1.58m245mm测井资料宏源小区地热井成井后,进行了物探测井,具体见表
5.7表物探测井情况表
5.7测井时间测井项目测量井段资料质量梯度
2.5m0-1210m合格自然电位合格0-1210m自然伽玛合格700-1210m井温合格700-1210m井斜0-1210m合格方位角合格0-1210m声波800-1210m合格可行性分析根据宏源小区地热井的成井方式和物探测井结果,成井工艺合理,结构稳定,成井的各项指标均为合格,出水量和水温等地热参数稳定,符合小区的用水要求,可以保证井的正常使用同时,所取的地热水经过水源热泵与水处理设备的处理,可以满足小区的供暖与洗浴需求,取水是可行的开发利用方案及效益分析
5.3开发利用方案该项目针对地热水出水温度偏低的实际情况,加装了一套水源热泵机组,实现了二次加温和地热水的循环利用,循环利用率为水源热泵本身70%o基本实现废气、废水、废渣零排放,所用电力,相对于燃煤供暖,可以减少温室气体、、烟尘等的排放70%S02经济效益分析532通过投资回收期分析,对投资锅炉与投资地热井进行对比,在供热相同的情况下,投资方案基本数据见表
5.8投资方案基本数据表
5.8初始投资(万年费用(万残值目年收益(万元)寿命(年)元)元)(万元)方白、地热井及水源热泵机组(A)
200104.
1737.8830年以上0锅炉房()B
120104.
1771.025100备注供水面积()按元/收取取暖费
4.735x14n,22n地热井投资方案(A)年费用包括水资源费、电费、人工费、维修费、管理费等,根据经验供暖成本可按8元/n计锅炉房投资方案(B)年费用包括燃煤费、电费、人工费、维修费、管理费等,若间断性供暖成本为元/15nT=[-lg1-IoXi/R/lgl+i]d式中:一动态投资回收期,元Td一初始投资,元L年净收益,元利率,取R—i—10%o在地热井项目投资中:地热井Td=[-lg1-IoXi/R/lgl+i]二[-lg l-200xl0%/
66.29/lg1+10%]二年
3.9锅炉房Td=[-lg1-IoXi/R/lgl+i]=[-lg l-120xl0%/
33.145/lg1+10%]二年
4.9两种投资相比,虽然地热井加水源热泵机组的投资远高于锅炉房投资,但地热井投资回收期仍小于锅炉房投资回收期,而且投资回收期后地热井每年净收益万元,锅炉房每年净收益万元,两者相差万元
66.
2933.
14533.145另外,地热井的使用寿命远大于锅炉,由此可见,投资地热井的效益远远高于投资锅炉房的效益根据相关资料显示,地热开发利用还具有良好的生态效益,有数据表明,每燃烧1吨煤将产生30kg SO,9kg氮氧化合物,7kg煤尘,300kg灰渣,而2利用地热资源将不会存在有毒物质、废弃物产生的问题,很好的解决了燃煤取暖的环境危害问题,是具有推广前景的清洁能源在做好水资源有效保护、科学开采及合理利用的前提下,利用地下热水资源对改善生态环境及提高人民生活水平是非常有益的建设项目取、退水影响分析6取水影响分析
6.1项目所取水为上第三系的地下热水,根据研究资料,地热取水可能造成地震、地面沉降、地热水资源衰减、地热水有害成分污染及热污染等问题根据已有研究成果表明,埋深小于的地下水开采会引起地面沉降,600m以下新近系热储及基岩热储的开采造成的地面沉降不明显一般可通600m过回灌维持热储压力,以减缓地面沉降该井由于单井取水,年取水量为
2.731X10m3,取水量较小,加之项目周边无同层地热开采,所以项目取水对深层水文地质条件的改变影响轻微,不会诱发地震等地质灾害同时,项目的供暖尾水采取同层回灌方式,洗浴退水也经过处理后排放至城镇排水管网,对周边环境影响不大宏源小区的地热井为交河镇的第一眼地热井,项目取水为上第三系馆陶组地热水,该层水资源在该井成井前尚未开采,不存在水源袭夺问题,所以,现状条件下,项目的取水对于其它用水户不会造成影响根据以上的计算分析可知,项目取水在最大涌水量的前提下,开采年,其取水影响面积为100只占论证区面积的如果取水流量按正常计算,其取水影响范
5.29krM,
4.9%围还会缩小退水影响分析
6.2项目退水组成及水量
6.
2.1宏源小区退水主要包括两部分,一是供暖尾水,二是洗浴退水其中年供暖尾水量为岛经过过滤等设备处理后全部同层回灌至回灌井
1.993103,洗浴年退水量经过沉淀池生化处理后,
0.72X10nA通过小区的管道外排至交河镇排水管网退水水温对环境的影响
6.
2.2该项目的供暖尾水进行回灌处理,不外排,不涉及水温对环境的影响问题洗浴退水集中在供暖期,洗浴退水在沉淀池生化处理时水温会得到有效的降低,再通过小区的排水管道排入镇排水管网过程中会与其它城市生活污水混流,可以进一步的降低水温,因此,其余热不会对环境产生热污染退水水质对环境的影响
6.
2.3该项目的供暖尾水直接进行回灌,不外排,不涉及对周边环境的影响问题洗浴退水由于不经过特别的处理,其水质与源水水质基本无变化,矿化度依然较高,但洗浴退水在外排过程中会与小区的生活污水进行混合,可以有效降低退水的矿化度,根据小区的人口数和《河北省用水定额》中关于生活用水定额的标准可以推算,生活污水量为洗浴退水的倍,混合稀释后2-3可使退水的矿化度低于达到《污水综合排放标准》2000mg/l,GB8978-1996的要求,在进入交河镇污水管网后,还会与其它污水进行进一步的混合,降低退水矿化度,所以,项目的洗浴退水不会对周边的环境造成较大影响水资源保护措施7工程措施
7.1在地热井开采的同时,要在原取水井附近钻凿一口同深度的回灌井,用处理后的供暖尾水同层加压回灌,以保证地下热水资源储量,同时,应做好回灌尾水的水质监测与保护工作,以保证回灌水的回灌效果非工程措施
7.2安装计量设施,按量取水,合理开发利用地下热水资源1及时更新、检修设备,保证水源热泵机组的正常工作,保证项目用2水的循环使用率,同时对输送管道进行定时的检查,防止管道产生水量漏失做好供暖尾水的回灌水量、水质及动态监测工作,建立尾水回灌的3监管机制,保证尾水的密闭和同层回灌尾水不得直接排放,以防止产生周边环境产生危害保证洗浴退水在外排后不对周边环境造成热污染及水质污染,加强4洗浴退水的监测和管理工作在条件许可的情况下,尽可能的提高地热水的利用循环率5和退水的回收再利用,最大限度的保护地下热水资源建立安全责任制,设备管理要有专人负责6项目取水只用作小区地板采暖和洗浴使用,不可用于其他用水7建设项目水资源论证结论及建议8取用水合理性分析
8.1:立源房地产宏源小区所取地热水用途为小区供暖XXX XXXX和居民洗浴用水,属于清洁能源利用,具有节能环保的生态效益,符合国家有关产业政策同时也符合“加强城市水资源的统一规划和管理,重点加强地下水资源开发利用的统一管理”和“优先考虑和安排城市用水”的原则配套的水源热泵技术实现了地热水的循环利用,最大限度的节约地下热水资源项目取水采用深机井方式,经过实际检测和运行,成井工艺合理,出水量、水质稳定,可满足项目的取用水需求,取用水合理取水水源的可靠性与可行性
8.2通过对论证区地层、水文地质条件及地热地质条件的分析,论证区的热储层条件较好,热储厚度为地温梯度为热储层温度为
47.8m,
3.27℃/100m,可保证地热井出水温度达到以上单位面积可采热储量为
53.1℃,45℃
85.4X10]KJ/m2o论证井最大取水量条件下开采100年的影响面积为
5.29km2,项目开采年的取热量占论证区热储量的
1004.9%经过计算,论证区的地热水静储量为开采条件
24.06X108nA下120m降深弹性可开采量为
0.2657X108m3,论证井的合理取用水量为
2.713开采年的取水量为占论证区弹性可采储量的X IOm3/a,
100271.3义10,n,所以,地热水的弹性储量可以满足该井的取用水需求10%,该井的地热水质经过两年的运行情况分析,基本没有变化,水质较稳定单一论证区域内的地下热水资源具有较好的开发利用潜力,开采具有可持续性,该项目的取水具有可靠性根据宏源小区地热井的成井方式和物探测井结果,水源井成井工艺合理,结构稳定,成井的各项指标均合格,可以保证井的正常使用同时,项目的取用水流程合理,取水是可行的取、退水的影响及补偿
8.3经分析,该项目取用地热水不会对深层地质和周边环境造成较大的影响,也不会对其他用户造成影响退水中供暖尾水回灌处理,不外排,洗浴退水经过深沉池生化处理和有效的混合后,外排时水温和矿化度在排放过程中也可符合相关标准,不会对周边环境造成较大影响,不涉及补偿问题取用水方案及合理取用水量
8.4项目取水主要供小区供暖及洗浴用水,所取水经水源热泵二次加温后循环利用,节约了地下热水资源,取用水方案合理地热井成井深单井涌水量经抽水试验分
1190.7m,50-118m3/h,析水量、水温、水位稳定,根据项目供暖规模、常住居民人数和《河北省用水定额》计算可知,项目年合理取用水量为
2.713X14m3建议
8.5水行政主管部门和地矿管理部门应进一步做好地下热1XXX XXX水资源开发利用规划和监管工作;加强开采井的污染防护,确保地热井水质不受污染;2由于地热水有一定的腐蚀性,利用过程中对供暖设备和管3道应注意防腐,做好设备的检修和维护工作;对回灌井做好卫生防护和监管等工作,保证供暖回水同层加压回灌,4以保证地下热水资源的科学合理利用;建议安装动态监测装置,在开采过程中应加强水位、水质等项目的5长期观测,系统的积累取水资料,为科学、合理地开发利用区域地热资源提供可靠依据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,确定现状水平年为年2007分析范围和论证范
1.7E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,确定以行政区XXX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108km%分析范围及论证范围图见图
1.Io图L1分析论证范围图论证委托书、委托单位与承担单位L8论证委托书见附件1委托单位:立源房地产开发宏源小区XXX XXXX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号11305017水论证乙字第号11304005建设项目概况2建设项目名称及项目性质
2.1项目名称及法人代表
2.
1.1名称鑫立源房地产开发宏源小区法人代表曹俊刚XXX XXXX建设项目性质
2.
1.2项目性质为新建工程建设地点、占地面积和土地利用情况
2.2建设地点交河镇泊富路北侧、东固路东侧XXX占地面积工程总建筑面积为宏源小区平面布
4.735X14m2置不意图见图
2.1o总投资工程总投资万元4392居民楼居民楼综合楼一口一综合楼居民楼绿地居民楼居民楼居民楼地热井图宏源小区平面布置图
2.1JIAi。
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