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为促进水资源的优化配置和可连续利用,保障建设项目的合理用水要求,
依据《取水同意制度实行方法》和《水利家产政策》,关于直接从江河、湖泊
或地下取水并需申请取水同意证的新建、改建、扩建的建设项目利用水资源,
一定依照合理开发、节约使用、有效保护的原则;吻合江河流域或地区的综合规
划及水资源保护规划等专项规划,依照《建设项目水资源论证管理方法》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。
《取水xx制度实行方法》
《水利家产政策》
《取水xx申请审批程序规定》
《建设项目水资源论证管理方法》
xx水资源公报》
《天津市武清县地下水资源开发地区规划报告》
《天津市武清城市规划区地下水资源检查议论报告》
xx地面沉降及其展望研究》
xx地面沉降防治对策勘查报告》
xx地质环境监测工作报告》《供水管井技术规范》
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项目选址在天津市武清开发区(详见附图1-1)。该项目经武清开发区总企业上报武清区发展计划委员会,武清区发展计划委员会于
2003年7月21日,以计字[2003]175号《关于下达天津全盈制衣有限企业新建生产厂房项目2003年固定财富投资计划的通知》同意项目立项。
该项目地处武清开发区,厂区生产和生活用水采纳自来水,所在地自来水管网建设齐备,供水条件很好。建筑物供暖和制冷因采纳地下水含水层储能,需开凿深井,开采地下水并进行回灌储能。深井开凿地址在厂区院内,因地下储能工程的运转只提取水中的冷热能源,等量回灌,所以,该项目运转过程不增添地下水的开采量。
论证拜托单位:
全盈制衣有限企业论证担当单位:
项目名称:
全盈制衣有限企业
总用地面积17000㎡,一期工程用地958㎡,总建筑面积
㎡(一期),建筑(构)筑物占地面积
㎡(一期),道路、泊车场面积
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㎡,绿化面积
㎡,建筑密度
%(一期),容积率0·73%(一期),绿化率37%(一期)。厂区(一期)东西宽
100m,南北长
。
2·3建设项目用水和污水排放状况
项目为制衣业,耗水量较少,生产和职工生活用水使用自来水,因处武清
开发区,入驻企业均满足"七通一平"要求,供排水不存在问题。废污水排放排入
一致的开发区排污系统。
地下储能工程取用地下水,等量回灌,不产生废水。所以,以下仅限于对地下储能系统涉及到的地下水开采与回灌的地下水资源进行论证。
地下储能技术是把大气的冷热能源以地下水为介质,储蓄在含水层中,供使用时期提取。
它与风能、太阳能相同,是一种低维修,高能效的利用自然能的方法,是
不产生环境污染的"绿色能源"。其工作原理特别简单,在冬天,水从所谓的"热
"中抽出,利用热泵技术开释的热能,为建筑物供热,经过冷却后的水回灌至所谓"冷井"。在夏天,过程正好相反,从"冷井"中抽出的冷水,经热交换器(或
热泵)交换,为建筑物或工艺过程供冷,经过热交换后温度高升的水回灌至"热井
"(见附图3-1)。这类储能方式,可经过一对井或几对井实现,这要视工程所需能
量而定。还有一种形式,即分别于相对较远的对应井群,灌水井群只用于灌水,抽水井群只用于抽水。不一样季节注入水量温度均匀值等于地下水温度,经过必定距离流动,水温凑近常温,可供冷却用水。受水文地质条件的限制,目前多数采纳前者。
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这类装置可代替制冷机组,比老例的水循环制冷成效好,其节能、节水、成效好。
目前国内俗称的"水源热泵系统",与地下水储能系统尚存在必定差异。
能效高:
因为木系统可以利用地下水进行储热和储冷,系统制冷系数咯高于压缩式水冷机组,一般COP值可达
,制热时COP值可达
。
环保性能好:
因为以电为动力源,无任何排放物,环保性能优胜。
一机多用:
即可冬天供热又可夏天供冷,也可供应生活热水,夏天供冷还可省去冷却
塔。
投资与其余方法持平,运转花费较低:
与电冷空分配燃油锅炉、溴化锂空分配燃油锅炉及溴化锂直燃式空调等方式比较,其投资持平,但运转花费仅为其余方式的一半。技术成熟,自动化控制水平高,运转和保护简单。
3·3地下水储能系统与一般水源热泵系统的差异
地下水储能系统经过地下水作为介质收集和储蓄能源,重视能源的储蓄和地下水资源保护,系统运转过程中,保持地下水采补均衡,对环境不产生影响。因所使用的井均为灌采两用井,为此,特别重视成井技术和成井质量。地下水不受气温变化的影响,温度比较稳固,储能成效明显。夏天储蓄的水温高于原含水层水温,冬天储蓄的水温低于原含水层水温,反季节利用,大幅度提
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高系统供暖和制冷成效,从而达到节能的目的。而利用地表水的水源热泵,因地表水受气温影响明显,能源储蓄成效较差。同时,受地表水体的限制,使用有必定限制性。目前,国内许多地区利用地下水作为水源的热泵系统,只采不灌,不重视成井技术和成井质量,不重视能源的储蓄,更不重视水资源和环境的保护。这在水资源严重缺乏的我国,是不一样意的。为此,许多地区水资源管理部门严格限制这类水源热泵系统的发展。天津市因水文地质条件较差,地下水超采简单引起环境地诘问题,采纳地下水作为介质的水源热泵系统,必要采纳采灌并举的方法,使地下水来灌均衡,同时也起到储能的作用。
3·4地下储能系统经济效益比较
管井灌采地下水应用于冷暖空调的试验研究"曾对目前采纳的几种冷暖空调系统的经济效益进行了解析比较,其结果以下:
固定设备投资:
地下储能系统每万平方米投资为195万元。与其余空调设备比较(比较条件:
建筑面积l万㎡,室内温度冬天保证18-22℃,夏天24-28℃)(详见表3-1)。
运转花费比较:
冬夏两季与其余空调设备对比较,电价按
,燃油
,人工费
,管井灌/采均衡。冬天运转11小时,夏天运转11小时。(详见表3-2)。
从上表解析,三种空调均匀年运转xx
,而使地下储能仅
。是其余均匀运转费的42%。即每年均匀节约运转费
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,8年之内即可回收投资。从以上比较可以看出,地下储能空调系
统投资小,运转花费低。它的先期投资比其余种类空调系统节约14%左右的花费,运转花费连其余空调的一半都达不到。别的,使用地下储能占地面积也只
有一般中央空调的,关于寸土寸金的城市就明显是更为合理的选择。从最近几年关投产的几处地下储能工程看,初投资与上述几种方式的空调系统基本持平,但运转费低于其余系统的一半,有的项目仅为其余系统的三分之一。
利用地下水进行地下储能的技术最早出此刻中国,上世纪六十年代初,为了缓解地面沉降和解决工厂的储能问题,北京、上海和天津采纳了地下水人工回灌措施。储能利用多数采纳单井回灌方式,每年冬天或夏天,需用冷能或热能的工厂,用管井回灌的方法,将冷水或热水灌入含水层储蓄起来,在每年生
产需用冷能或热能时再抽取使用。目前上海市有储冷井400余眼,冬灌冷水约
200万立方米。储热井130余眼,夏灌热水600万立方米。天津市九十年代中期有回灌井78眼,年回灌量170万立方米,目前回灌量己降低。江苏省无锡、苏州、常州一带地下水回灌规模也较大。因为成井技术及回灌技术存在必定问题,回灌井出现物理拥堵、气相拥堵、生物化学拥堵,以致回灌规模难于扩
大。储能系统的正常运转,回灌是要点的环节,而地下水水质至关重要,地下水的化学成分、气体含量以及细菌和悬浮物及砂的含量,明显影响回灌成效。
管井回灌因为地下水化学成分和物理成分常常引起物理拥堵(气相拥堵、悬浮物拥堵、砂堵)、化学拥堵(氢氧化铁积淀、碳酸钙积淀、金属滤水管和井管腐化生成的铁质积淀物)、生物化学拥堵(铁细菌和硫酸还原菌造成的拥堵)等。
假如井水纯净度达到二万分之一的话,人眼已没法察看到悬浮物,一个4
万㎡的居民住所区,制热工况每小时需要井水127立方米(井水温度18℃),
全天总水量为3048立方米,不过在7天的时间里将有1立方米悬浮物被灌入井内,势必以致系统运转瘫痪,没法正常工作。黑龙江电力局住所工程
2004年12月xx回灌发生问题,截止
2005年4月,在该住所楼的后边形成1米厚面积1平方公里的积水冰场,造成了很坏的影响和经济损失。
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荷兰IF技术股份有限企业从事地下水储能技术研究和开发多年,在汲取中国地下水回灌技术经验的基础上,针对我们难于解决的上述几方面问题进行研究,逐渐得以解决,创立出荷兰式地下储能技术。上世纪九十年代在荷兰、比利时、挪威等国推行地下储能工程近二百项,均为大型储能工程。该项技术是最早采纳对井,互为灌呆井,对成井技术、回灌技术进行研究和改进,实现地下水灌采均衡。利用地下含水层储能,并与热泵、热交换器联合使用实现建筑物冷暖空调。
近几年来,在受荷兰地下储能技术的影响,天津市进行多项地下储能工程试验和建设,获得了长足的进展。但就目前我们的技术水平来讲,与荷兰地下储能技术尚存在必定的差距。
在灌/采井构造、施工机械、施工工艺、设备选材和回灌技术等方面均需改进和提升,目前仍处于探究阶段。
4·地区地下水资源及其开发利用现状
4·1自然地理与地质大要
武清区地处华北平原东北部,全区地势平坦,自北西向南东咯有倾斜,地面坡降00,地面高程在3·0-
。境内河流纵横,洼淀许多。主要河流有:
北运河、北京排污河、永定河、青龙湾河等,除青龙湾河外其余河流均从西北流向东南,汇入海河后经市里到塘沽入海。较大的二级河流有十余条,较大的洼淀有大黄堡洼等。
该区为温带季风型大陆性天气,春天干旱多风、夏天酷热多雨、秋天明朗气爽、冬天严寒干燥,四时分明。年均匀气温
,无霜期185-210大左右。年降水量均匀为578mm,7-9月降水占整年的70%以上;多年均匀蒸发量为12OOmm。
武清城市规划区包含杨村镇、徐官屯乡和东蒲洼乡京福公路以东地区,是
木区政治、经济、文化中心,全区地势平坦,地面高程在2·0-
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,一般为3·0-
。位于京津之间,交通便利,工业集中,商业发达。
武清区位于宝抵断裂-蓟运河断裂以南三级构造单元冀中勘陷东北端的武清凹陷中。武清区的绝大多数属于积聚平原区的冲积平原亚区。主要由永定河、北运河搬运积聚而成,表层岩性以粘性土为主,兼有冲积的细砂、粉细砂。南部和东南部边沿地区属海积冲积平原,主要由近代海浸和河流冲积而成,地形平坦,河间凹地许多,表层岩性以黏土、亚黏土为主,兼有河泛积聚砂类土和粉细砂,地面高程106·0-
,区内第四纪地层复杂多变,堆积厚度一般在400m左右,岩性纵横
向变化大。下伏第三系亦广泛分布且连续,与上覆第四系呈平行不整合接触。
基岩:
第三系以下为中生界(Mz)。
4·2含水岩组的划分及水文地质特色
城市规划区700m以上地层划分为六个含水层组:
第1含水组:
为潜水及微承压水层,底界埋深在19-25m左右。主要为第四系崭新统,岩性以粉细砂为主,局部有细砂和中细砂。
在木区南部"有咸水分布区",第1含水组以下至第11含水组顶板(一般埋深60-80m)尚存在咸水亚组。
第二含水组:
底界埋深在180-2OOm左右,为承压淡水,含水砂
层厚度为20-5Om,岩性以细砂、粉细砂为主。
第三含水组:
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底界埋深在290-300m左右,为承压淡水,含水砂层厚度为
20-40m,岩性
以细砂、粉细砂为主。
第四含水组:
底界埋深在370-400m左右,为承压淡水,含水砂层厚度为
40-60m,岩性
以中细砂、细砂、粉细砂为主。
第五含水组以下主要为上第三系上新统明华镇上段,由灰、灰绿色砂岩、
泥质粉砂岩和灰黄、棕红色泥岩构成,因为缺乏资料,目前将第V含水组底界埋深划定为5OOm左右,而5OOm以下统称为VI含水组。
规划区内,除局部地区地表5-15m存在浅层淡水外,一般地区埋深70-
1OOm以上均为咸水。以北运河为界,东部咸水底界一般为70m左右,西部一般在80-gOm左右,矿化度大于5g/L,目前还没有开发利用。因为长远混杂开采,目前城市规划区深层地下水水位为混杂水位,已形成以杨村镇为中心的地区水
位下降漏斗,漏斗中心水位已超出75m。第11含水组井单井出水量30-50m7/h,第111含水组井单井出水量50-80m'/h,第IV含水组井单井出水量50-80m'/h。水化学种类主要为HCO,-Na型水,矿化度500-10OOmg/L。
4·3地下水补适排条件
规划区深层地下水的补给主要包含:
浅层水向深层水的越流补给及北部地下水侧向流入。
武清区深层地下水的整体流向为自北向南,地下水径流畅达。深层地下水的排泄主要为人工开采,因为规划区多年的大规模强力开采,深层地下水超采严重,已形成大范围的水位漏斗,其流向指向漏斗中心。其漏斗中心水位已超出75m。武清城市规划区的下降漏斗与天津市北辰区的下降漏斗连成一片。
深层地下水排泄的另一方面为地下水向境外的流出量。因为地下水水位下降漏斗的影响,地下水的流场发生变化,减少了向境外的流出量,在武清区南
部地下水向境外的流出量要小于境外处下水向境内的流入量。4·4地下水动向
(1)浅层水
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武清区浅层地下水动向主要受气象要素和开采强度的严格控制。在北部、
中手下浸透-蒸发-开采型,在南手下浸透-蒸发型。水位埋深一般小于4m,全淡区地下水第
1、11含水组广泛为串层开呆,故浅层与深层水位大体呈同步起落。
5-6月
为低水位期,8-9月为高水位期,年变幅3m左右,南部咸水区(包含规划区范
围)水位动向主要受气象要素影响,雨季水位上升,旱季下降,年变幅lm左
右,基木保持天然动向特色。年际间水位变化呈多年补排均衡。
(2)深层地下水水位动向
深层地下水水位动向主要受开采控制,属开采动向型。规划区11I-IV组深
层地下水水位变化幅度较小,年变幅一般为2-3m-I1组地下水因为开呆井及开呆
量相对较小,其水位动向峰谷明显,一般低水位期出此刻2月或
6、7月份。11组及以下深层地下水水位午际动向均表现为逐年下降,年平
均降幅为0·5-lm,最大为3m,自1908年以末年均水位下降1·5m左右(详见附图
4-
1、4-
2、4-
3、4-4)。从地下水位动向曲线图可以看出,深层地下水水位在逐年下降。但因为自
2003年4月开始的城市规划区水源替代工程,将逐渐改变深层地下水水位的下降状态,2-3年后,水源替代工程完成后,城市规划区深层地下水位将逐渐上升。
4·5地下水水质
(1)浅层地下水水化学特色及水质议论
武清区浅层地下水水化学种类自北向南或自西北向东南表现较明显的水均分带性,即地下水化学种类由HCO,-Ca·Na、HCO,-Na·Ca型弓
HCO,·ClmNa·Ca+ClHCO·,-Na,在东部的大黄堡及上马台一带为Cl·S04-Na型,
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