淺析地?zé)峥照{(diào)井項目的水資源論證

□孟春麗（河南省鄭州水文水資源勘測局）

0 前言

水是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，它不僅是人類生存的生命線，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的生命線，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前，我國水資源短缺、水環(huán)境惡化和防洪災(zāi)害等問題日益突出。在黨和國家治水方針的指導(dǎo)下，堅持依法治水、科學(xué)治水、加強(qiáng)水資源合理開發(fā)利用、高效利用、優(yōu)化配置、全面節(jié)約、有效保護(hù)的關(guān)鍵是要嚴(yán)格實(shí)施好取水許可制度和做好建設(shè)項目水資源論證工作。

1 地?zé)峥照{(diào)井建設(shè)項目

1.1 概述

地?zé)峥照{(diào)井即地下水地源熱泵系統(tǒng)，也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送到水源熱泵機(jī)組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，由回灌井群灌回地下。它是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng),是一種高效節(jié)能、環(huán)?？煽?、冷暖兩用的中央空調(diào)，是一種高科技技術(shù)。

1.2 特點(diǎn)

地?zé)峥照{(diào)井屬于可再生能源利用技術(shù)、高效節(jié)能，節(jié)水省地、運(yùn)行成本低、環(huán)境效益顯著、運(yùn)行安全穩(wěn)定，可靠性高、一機(jī)兩用，應(yīng)用范圍廣、控制設(shè)備簡單，同時供暖制冷、綠色環(huán)保無污染、分戶計費(fèi)成本低廉、系統(tǒng)可靠，應(yīng)用靈活，使用壽命長、節(jié)省建筑空間。

1.3 工作原理

它根據(jù)可逆卡諾循環(huán)原理，通過輸入少量高品位能源（電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。利用地溫能源，冬天采用熱泵技術(shù)原理，通過熱交換將地下水或土壤中的熱量提出用于室內(nèi)采暖，而夏天則利用地下土壤或地下水帶走熱量，達(dá)到制冷效果。詳見下圖1。

圖1 地?zé)峥照{(diào)工作管理示意圖

2 做地?zé)峥照{(diào)井項目水資源論證時需注意的幾個問題

2.1 項目實(shí)施的必要性

建設(shè)項目利用水資源，必須遵循合理開發(fā)、節(jié)約使用和有效保護(hù)的原則；符合區(qū)域的綜合規(guī)劃和水資源保護(hù)規(guī)劃等專項規(guī)劃的要求。重點(diǎn)分析該地?zé)犴椖拷ㄔO(shè)的必要性和經(jīng)濟(jì)意義。

2.2 分析范圍與論證范圍的確定

在建設(shè)項目水資源論證中,首先要確定分析范圍和論證區(qū)范圍。分析范圍是否合理不僅直接影響到區(qū)域水資源狀況及開發(fā)利用分析成果的質(zhì)量，還會影響到論證工作效率和整個論證報告書的質(zhì)量；論證范圍大小的合理劃分和確定是順利進(jìn)行論證工作的前提和關(guān)鍵因素。論證范圍正確與否決定著論證成果的可靠性。論證范圍的確定是取水水源及取退水影響分析的基礎(chǔ)。分析范圍和影響范圍較易確定，而論證范圍是建設(shè)項目的地下水水資源論證的難點(diǎn)所在。除應(yīng)考慮當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件、取水量和區(qū)域地下水調(diào)查評價成果及水資源論證工作等級等因素，一般應(yīng)覆蓋較為完整的相對獨(dú)立的水文地質(zhì)單元或者不小于地下水水位濺落漏斗及其影響的范圍作為論證范圍。

2.3 項目所在地水資源開發(fā)利用狀況重點(diǎn)分析該區(qū)域地?zé)豳Y源利用情況

水資源開發(fā)利用分析是水資源論證用水合理性分析、取水水源分析和退水影響分析的基礎(chǔ)，一定要綜合分析該區(qū)域水資源開發(fā)利用情況，而不能只分析該項目是否有可靠的水源。其目的就是從總量上和宏觀上分析業(yè)主單位提出的取水水源、取水量是否可行。首先要對項目所在區(qū)域內(nèi)水資源狀況及其開發(fā)利用情況進(jìn)行詳細(xì)分析，并根據(jù)分析情況得出目前該區(qū)域水資源開發(fā)利用過程中存在的主要問題和矛盾，其次應(yīng)重點(diǎn)分析該區(qū)域地?zé)豳Y源開發(fā)利用情況。

2.4 取、用水合理性分析

在計算年總用水量時，一定要按照國家發(fā)布的用水定額來計算。不同地區(qū)用水定額、取用水時間不太一致。下面以河南省為例。河南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2009年8月1日發(fā)布的《用水定額》（DB41/T385-2009）中規(guī)定的“中央空調(diào)”類用水定額中的有關(guān)數(shù)據(jù)見表1。河南地區(qū)空調(diào)運(yùn)行時間為取暖期120d，取冷期160d。

表1 河南省用水定額（節(jié)選）表

由此標(biāo)準(zhǔn)可以計算出該項目年總合理取水量，以此分析業(yè)主提出的用水要求是否合理。

2.5 取、回水可靠性分析

2.5.1 該區(qū)域目的含水層可開采量分析

選用穩(wěn)定流承壓水完整井計算公式（水文地質(zhì)手冊公式2－29）分別計算在不同降深下的單井出水量

式中：Q—單井出水量（m3/d）〔Q′單位 m3/h〕；K—滲透系數(shù)（K=6，經(jīng)驗(yàn)范圍值5-20 m/d）；R—影響半徑（采用西卡爾特脫公式計算：R=10 Sw）；M—承壓含水層厚度（M=30 m）；rw—抽水井半徑（m）〔計算井筒內(nèi)徑采用Φ＝273 mm〕；Sw—降深（m）由此計算出單井涌水量。

2.5.2 地下水資源量計算

中層地下水降落漏斗周邊徑流補(bǔ)給量為Q補(bǔ)=B·I·T。其中B：地下水周邊徑流補(bǔ)給帶的周長，I：水力坡度，為漏斗周邊的平均水力坡度，T：導(dǎo)水系數(shù)取平均數(shù)。

可利用彈性儲存量的計算:含水層自頂板埋深算起的壓力水頭高度為△s。由下式計算可以利用彈性儲存量。計算公式：Q彈儲=μe×F×△s/△t。其中：Q彈儲地下水可利用彈性儲存量單位m3/d；F為計算面積單位m2；μe彈性釋水系數(shù)4×10-3；△s水位變幅；△t計算時間d按連續(xù)抽水10 d考慮。

由此計算出Q補(bǔ)+Q彈儲與設(shè)計出水量比較，在不回水的情況下看該區(qū)域地下水水資源量能否滿足該項目空調(diào)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行10 d。

2.5.3 該區(qū)域地下水水質(zhì)分析

地?zé)峥照{(diào)建設(shè)項目采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848－93）進(jìn)行評價。地?zé)峥照{(diào)系統(tǒng)對水質(zhì)的要求是水質(zhì)澄清、穩(wěn)定、不腐蝕、不滋生微生物、不堵塞、不結(jié)垢死亡率高。堵塞不僅影響機(jī)組的使用壽命，還會影響到地下水的回灌；結(jié)垢會使傳熱效率降低，增加電耗；腐蝕會使系統(tǒng)金屬壁變薄，降低系統(tǒng)運(yùn)行壽命。因此在鑿井及系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)該注意加大對本區(qū)地下水的保護(hù)力度，防止地下水污染。地下水中對系統(tǒng)有害的成分有：鐵、錳、鈣、鎂、二氧化碳、溶解氧、氯離子等，重點(diǎn)分析這些有害成分是否超標(biāo)。

2.5.4 可靠性分析

水資源論證不僅要論證其它用水戶對本建設(shè)項目取水的影響，還要考慮本建設(shè)項目取水對第三者取水權(quán)益的影響，特別是對社會效益、生態(tài)效益產(chǎn)生不利影響的退水要著重進(jìn)行分析論證；對于造成取水影響的，要制定出補(bǔ)償方案。論證可行措施，保護(hù)退水不污染環(huán)境。地?zé)峥照{(diào)井項目用水時封閉式循環(huán)用水，由抽水井造成的水位降深通過回灌得到回補(bǔ)，若完全回灌，不會造成區(qū)域地下水位下降，也不會對周圍其他用戶產(chǎn)生影響。這里重點(diǎn)分析回灌量及回灌水質(zhì)對該區(qū)域的影響。

2.6 保護(hù)措施及建議

地?zé)峥照{(diào)作為一種節(jié)能環(huán)保的設(shè)備特別適合我國夏熱冬冷的地區(qū)使用。但是應(yīng)該注意的是地下水在某種程度上是國家的一種戰(zhàn)略資源，大規(guī)模開發(fā)一旦出現(xiàn)地面沉降和裂縫、地下水水位持續(xù)下降，形成區(qū)域性地下水降落漏斗；地下水地質(zhì)環(huán)境問題后果就無法彌補(bǔ)，所以特別應(yīng)引起政府部門的重視，加大監(jiān)管力度，嚴(yán)格審批地?zé)犴椖拷ㄔO(shè)；根據(jù)水質(zhì)不同，用源水進(jìn)行處理；回灌水質(zhì)應(yīng)好于或者等于地下水水質(zhì)，保證回灌后不會引起區(qū)域性地下水污染；在地?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計和施工中應(yīng)考慮地下水資源的保護(hù)，不使上層受到污染的含水層和下層水質(zhì)相對較好的含水層串通；大力加強(qiáng)該技術(shù)研究，從本質(zhì)上解決地下水回灌、污染和健康技術(shù)問題。

3 地?zé)峥照{(diào)項目水資源論證的必要性

水資源論證是連接水資源論證制度與取水許可制度的紐帶，建設(shè)項目水資源論證的審查意見成為審批取水許可申請的技術(shù)依據(jù)。對建設(shè)項目本身而言，水資源論證報告書是建設(shè)項目建設(shè)單位進(jìn)行水資源、水環(huán)境保護(hù)設(shè)計的重要參考條件，對建設(shè)項目設(shè)計施工具有一定的指導(dǎo)意義，并對建設(shè)項目工程竣工后的水資源管理工作有著重要的指導(dǎo)作用。采用先進(jìn)科學(xué)的分析方法，通過對新建項目取水、用水、退水及其他相關(guān)環(huán)節(jié)的論證，保證建設(shè)項目在建設(shè)和運(yùn)行期有安全可靠的水量和水質(zhì),確保建設(shè)項目經(jīng)濟(jì)和社會目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),達(dá)到水資源得到高效利用和有效保護(hù),保障水資源可持續(xù)利用目的。因此，必須本著科學(xué)性、公正性、合法性、規(guī)范性的原則，本著嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、認(rèn)真的態(tài)度對待水資源論證報告書的編寫工作。