华府万国大饭店“地温空调”地下水源的水资源论证

【摘要】建设项目水资源论证是水资源管理发展的主流方向，具有重要实际意义。本文通过对水文地质资料、抽水试验成果等分析计算,对朝阳市华府万国大饭店“地温空调”项目取水水源的合理性、可行性和可靠性进行了论证, 为地下水源水资源论证提供了新的素材。

【关 键 词】朝阳市城区；“地温空调”系统；水资源论证

【ABSTRACT】The study on the water resources demonstration of construction project is the is the major developing direction of the management of water resources, and has important practical significance. By analysis and calculation of the hydro geologic information and pumping test results, this article demonstrate the rationality, the feasibility and the dependability of water-fetching source of the construction project of water source heat pump air-condition of the Huafuwanguo Hotel in Chaoyang city, which offer a new material for the underground water resources demonstration.

【KEY WORDS】Chaoyang City, the System of Water Source Heat Pump Air-condition, Water Resources Demonstration

中图分类号： P641.8 文献标识码： A 文章编号：

随着社会的快速发展，传统的石油，天然气，煤炭等能源日益枯竭，能源价格也愈来愈高，开发新能源、减少排污量、让环境更美好是社会发展和进步的根本所在。“节能减排”已列入国家长期发展的控制性指标任务，其理念已经成为空调设计和运营管理的重中之重。人们不得不舍弃效率较低的传统供冷和采暖方式，采用更节能、更环保的空调设备，“地温空调”已成为国家和地方政府积极倡导和鼓励的室温调节系统。朝阳市华府万国大饭店为解决室温调节问题，于2010年在其建筑周围建水源井，采用“地温空调”循环系统以满足该饭店室温调解需要，为此华府万国大饭店在其建筑物周围打井取水用于地温空调系统。

为查明该建设项目地温空调取水的合理性、可行性和可靠性，为是否满足室温调节需水要求提供技术支持，论证如下：

项目简介

华府万国大饭店位于朝阳市新华路一段1号（凌凤大桥西北侧），空调使用面积37500m3，含餐饮、客房、洗浴等。其“地温空调”循环系统设备为4台天加牌水源螺杆热泵机组（TESD150.1BW2R），每日工作10小时，其额定每日所需地下水水量为：4*49.6 m3/h *10h=1984m3。取水水源类型为第四系砂砾卵石孔隙潜水，取（注）水井布设在其饭店建筑物周围，设2眼取水井、4眼注水井及1眼备用井。取水方式为凿井，通过取水井抽取地下水经地温空调机组进行能量交换取后，再由注水井注回到附近原含水层中。

取水水源论证

1）水文气象及水文地质

论证区域位于半干旱大陆性气候带，冬季寒冷，夏季炎热，春秋多风，四季分明。该区域多年平均气温为9.0℃，多年平均降水量为473.5mm，最大年降水量为1994年的763.7mm，最小年降水量为1981年的273.4mm，年降水量主要集中在6、7、8、9月份，占年降水量的78%以上。

建设项目区地貌单元属大凌河冲积平原，受河流及山麓斜坡堆积的作用，第四系沉积厚度较大。第四系沉积物上部为黄土、粘性土和砂土等，厚度9.7-11.0m，下部为黄褐色圆砾、卵石，此层厚27.0-28.8m，砂砾石分选较好，无胶结，透水性能良好，水量丰富。

建设项目所处地质单元地下水主要为地下水径流补给、大气降水入渗补给。地下水径流补给包括大凌河上游河谷地下径流补给及山前侧向地下水径流补给，根据观测建设项目论证范围内地下水位年变幅一般在3.5m左右。

本区地下水排泄方式主要有人工开采及向下游径流排泄两种方式。区内地下水埋藏较深，均在蒸发极限深度以下，地下水蒸发消耗较少。

建设项目区所在水文地质单元的第四系孔隙潜水属重碳酸钙型水,矿化度820mg/L，总硬度438mg/L，PH值7.4，为无色、无味、透明，水质较好。

2） 单井抽、注水试验

本次抽水试验选取2号井取水井做为试验抽水井，选择3号和5号注水井为试验注水井。抽水试验采用稳定流量实抽法，抽水流量为102m3/h，取水井水位下降值0.36m；同时，在出水管道上安装了分水控制阀门及超声波流量计，分别向3号和5号水井注水，实测3号井的回注水量为47m3/h，孔内稳定水位上升值为1.0m；5号井的回注水量为55m3/h时，孔内稳定水位上升值为1.68m。抽水稳定时间8小时，抽水时水位非稳定时间20分钟，水位恢复时间20分钟；注水稳定时间7小时45-50分钟，注水时水位非稳定时间30-35分钟，水位恢复时间30分钟左右。

1号取水井和6、7号注水井在本次论证中没有进行取注水试验，但各取水井与注水井位置距离较近，处于同一水文地质单元，且安装水泵型号、成井工艺、结构相同，所以1、6、7号与2、3、5号取注水井取注水效果基本相同。

建设项目取、注水井布置示意图

通过抽水试验成果可计算影响半径R，其计算如下

R=2 Sω √ HK=62.0m

式中：R—影响半径（m）

K—渗透系数（301m/d，根据朝阳幅水文地质图查得）

Sω —抽水孔稳定水位降深值（0.36m）

H —含水层厚度（24.6m）

3）取、注水可靠性分析

华府万国大饭店“地温空调”系统水源井安装的取水设施供水能力为100m3/h，进行的抽水试验单井出水量为102m3/h，若2眼取水井同时抽水可满足4台机组运行需水量；同时考虑到地下水的回注补给因素，能够保证建设项目的取水量。

在注水实验中，单井注水量分别为47m3/h和55m3/h，回注率100%，回注井的水位上升值分别为1.00m和1.68m，水位上升值在允许的范围内，实验结果表明该地段含水层回注地下水效果较好。布设4眼注水井，在正常情况下回注率能够达到100%，另外预留的1眼备用井提高了注水的保障程度。因此，建设项目“地温空调”系统机组运行时，其回注水量能够完全回注。

4） 地温空调实际需水量计算

由于地温空调系统实际需水量计算较为复杂，其计算结果简述如下：本建设项目1台天加牌水源螺杆热泵机组在朝阳城区不同季节（制冷或制热）最大需水量为48m3/h，与机组额定需水量49.6 m3/h相当。4台机组用水总量为192 m3/h。业主安装2台潜水泵，实际出水量为204 m3/h，能够满足4台机组用水要求。

取注水对周边的影响

水源中央空调系统在运行过程中采用气水分离技术，实行封闭等量实时取水及退（注）水，开发利用地下水资源只是从地下水中提取（释放）能量的方式来实现制冷制热的目的，不用氟利昂等其他制冷剂，没有化学污染，没有废气废水排放，既不污染也不消耗地下水资源。2003年辽西工程勘察院提交的《朝阳市宏达房地产有限公司上海城“地温空调”水资源论证报告》中专门对“地温空调”系统取水和注水水质进行了化验，二者化验结果基本一致，说明“地温空调”系统在正常运行时不会对水质产生明显影响。

在抽注水试验过程中，取水井降深较小，只有0.36m，影响半径62.0m，建设项目影响范围内没有其他供水水源，不会对其他取水户产生明显影响。

另外，根据本建设项目成井报告、岩土工程报告和取注水试验结果综合分析，取、注水水位扰动不在附近建筑物地质持力层深度所在范围，且最大影响半径范围内无其它主要建筑和取水水源，因此“地温空调”系统取水对周围建筑物无明显影响。

4、结论

1）建设项目水源工程位于大凌河谷冲洪积平原一级阶地，第四系水文地质条件较好。本区地下水埋深11.0-14.0m，第四系厚度38-40m，含水层厚度24-30m左右。岩性以圆砾、卵石为主，储水条件、透水性和富水性均较好。根据抽、注水试验结果分析，建设单位采取2取、4注、1备用的取、注水运行方式能够满足水源热泵空调系统需水要求，所取水量能够完全回注到原来的含水层中，且该区水质亦符合要求。

2）华府万国大饭店水源热泵中央空调系统不消耗水资源，不污染水环境，不会给周边取水用户用水带来明显影响，用水工艺是可行的。水源地按设计标准取水后，对附近其他用水户没有明显影响，不易引起塌陷、沉降等问题，对周围建筑物不会产生明显影响。