建筑工程地暖项目水资源建设投资可行性研究报告.doc

目 录

第一章 总论 1
1.1项目来源 1
1.2水资源论证的目的和任务 2
1.3编制依据 3
1.4取水规模、取水水源与取水地点 5
1.5工作等级 6
1.6分析范围与论证范围 6
1.7 水平年 7
1.8论证委托单位与承担单位 7
第二章 建设项目概况 8
2.1建设项目名称与性质 8
2.2建设地点、占地面积和土地利用情况 8
2.3工程规模及实施意见 9
2.4建设项目业主提出的取用水方案 10
2.5建设项目业主提出的退水方案 11
第三章 建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析 12
3.1区域基本情况 12
3.2水资源状况及其开发利用分析 15
3.3区域水资源开发利用存在的主要问题 19
第四章 建设项目取用水量合理性分析 21
4.1取水合理性分析 21
4.2用水合理性分析 24
4.3建设项目的合理取水量 24
4.4节水潜力与节水措施分析 28
第五章 建设项目取水水源论证 29
5.1 地质、水文地质条件 29
5.2区域地下水资源量及地下水可开采量计算 30
5.3开采后地下水位预测 31
5.4地下水水质分析 35
5.5取水井布设的合理性分析 37
5.6取水可靠性与可行性分析 37
第六章 取水对水资源状况和其它用户的影响 39
6.1项目取水对区域水资源的影响 39
6.2项目取水对其他用户的影响 39
6.3结论 44
第七章 项目退水对水功能区的影响 45
7.1退水系统及组成 45
7.2回灌对地下水水质、水温的影响 45
7.3退水影响分析结论 46
第八章 地下水保护措施 47
8.1非工程措施 47
8.2工程措施 48
第九章 水资源论证结论与建议 50
9.1结论 50
9.2建议 54

附图1 项目地理位置及论证范围示意图
附图2 水源井平面布置图
附图3 钻孔柱状图
附图4 热源井工艺结构图
附图5 正常工况下地下水降深等值线图
附图6 不回灌工况下地下水降深等值线图
附图7 正常工况下地面沉降等值线图
附图8 不回灌工况下地面沉降等值线图
附图9 第一次抽水试验成果
附图10 第二次抽水试验成果
附件1 委托书
附件2 《常德市发展和改革委员会关于柳叶湖旅游度假区行政中心项目可行性研究报告的批复》

第一章 总论
1.1项目来源
旅游度假区管理委员会成立于1994年，内设机构20个行政机构、10个事业单位和9个市直派驻单位。是中共常德市委、常德市人民政府的派出机构，代表市委、市人民政府统一领导和管理柳叶湖旅游度假区各项经济、社会事务。
柳叶湖旅游度假区现在党政机关办公用房的整体状况在全市来说处于比较落后的水平，很多单位的办公用房修建年代久远，建筑陈旧，设施老化，已经远远跟不上新时期工作的需要。且与国家计委计投资［1999］2250号文件所规定的党政机关办公用房建设标准相差甚远，远远达不到集办公自动化、通信自动化、楼宇设备自动化为一体的政府办公智能建筑的要求。根本不适应在当前全市经济社会蓬勃发展，改革开放向更深层次推进的大好形势下，建设廉洁高效，强化社会管理和公共服务职能的政府机关的要求。
城市行政中心一直以来对城市的发展都有着重要的战略意义，城市和地区在其发展过程中时刻都会受其主要城市核心的影响。柳叶湖是建设“北部新城、城市新区”的主战场，是建设“旅游大市”的主旗手之一，随着北部新城的建设，柳叶湖旅游度假区内基础设施的不断完善，低碳生态旅游城等大型旅游项目的建成营业，柳叶湖的旅游产业将超常发展（每年要接待上百万游客），发展势头十分迅猛。同时，随着城市建设步伐加快，辖区人口成倍增加（常住人口增至26万），城区的经济社会事务管理和市民对社会管理服务的诉求将大幅增加，游客对景区的要求也将大大提高，因此，为给全区城乡居民和游客提供优质、高效、快捷的社会管理服务环境，柳叶湖旅游度假区亟需建立一个开放式、集约型的行政中心。
柳叶湖旅游度假区行政中心拟采用水源热泵技术，通过抽取地下水实现行政中心办公区域夏季制冷、冬季制热的温控效果。
地温空调系统的取用水方案涉及到地下水开发利用与地下水源的保护，为论证该系统的取水水源的可靠性和取退水方案的可行性，柳叶湖旅游度假区管理委员会委托湖南省常德水文水资源勘测局对该建设项目取用水进行水资源论证工作。
1.2水资源论证的目的和任务
柳叶湖旅游度假区行政中心地温空调系统属于开发利用地下水的建设项目，为加强水资源的宏观调控，促进区域水资源优化配置，实现水资源高效利用和科学管理，保障建设项目的合理用水要求，按照国家对建设项目水资源利用的有关政策和规定，根据区域地下水资源状况及该地温空调系统的设计用水要求，对取用的地下水水源的水量和水质，取用水的合理性和可靠性，取水和退水对其他用水户、地下水水资源及周边建筑物的影响等方面进行综合分析和论证，并提出切合实际的结论及建议，为柳叶湖旅游度假区行政中心地温空调项目取水许可申请和审批提供科学依据。
1.3编制依据
1.3.1法律法规
1、《中华人民共和国水法》（2002年8月29日）
2、《中华人民共和国水污染防治法》（2008年2月28日）
3、《建设项目环境保护管理条例》（国务院令第253号）
4、《取水许可和水资源费征收管理条例》（国务院令第460号）
5、《建设项目水资源论证管理办法》（中华人民共和国水利部和国家发展计划委员会2002年第15号令）
6、《取水许可管理办法》（水利部第34号）
7、《入河排污口监督管理办法》（水利部2004年11月30日）
8、《水功能区管理办法》（水利部2003年7月1日）
9、《湖南省取水许可和水资源费征收管理办法》（湖南省人民政府令第166号）
10、《湖南省实施中华人民共和国水法办法》（2004年5月31日）
1.3.2技术规范
1、《地表水环境质量标准》（GB3838—2002，国家环境保护总局）
2、《生活饮用水源水质标准》（CJ3020—93）
3、《水资源评价导则》（SL/T238—1999，中华人民共和国水利部）
4、《建设项目水资源论证导则》（试行）（SL/Z322—2005）
5、《环境影响评价技术导则》（HJ/T19—1997，国家环境保护总局）
6、《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)，中华人民共和国建设部
7、《污水综合排放标准》（GB8978—1996）
8、《水利水电工程水文计算规范》（SL278—2002，中华人民共和国水利部）
9、湖南省地方标准《用水定额》（2008年3月14日，湖南省质量技术监督局）
10、《地下水质量标准》（GB/T 14848—93）
11、《水文调查规范》（SL 196—97）
１.3.3技术资料
１、《常德市发展和改革委员会关于柳叶湖旅游度假区行政中心项目可行性研究报告的批复》，常德市发展和改革委员会，2012年7月2日
2、《常德柳叶湖旅游度假区行政中心建设工程可行性研究报告》，常德市国家投资项目评审中心，2012年6月
3、《柳叶湖旅游度假区行政中心地源热泵工程勘察报告》，湖南省湘北地质工程勘察院，2013年2月
4、《湖南省水功能区划》湖南省人民政府湘政函〔2005〕5号
5、《常德市武陵区水资源开发利用现状分析报告》2005年
6、《二○一○年常德市水资源年报》，湖南省常德水文水资源勘测局，2011年。
1.4取水规模、取水水源与取水地点
⑴取水规模：该建设项目热泵机组设计最大总取水量为160m3/h，其中单井设计取水量80m3/h。地温空调机组夏季制冷运行时间为5月～9月半，共四个半月，平均每天运行16个小时；冬季制热运行时间为11月～2月，共4个月，平均每天运行16个小时；机组在其他时间段内不运行，日取水量为2560m3/d，年取水量为53.5680万m3。
⑵取水水源：该建设项目取水为卵石（Q4a1）中的孔隙承压水。
项目建设区
⑶取水地点：柳叶湖旅游度假区行政中心抽取地下水用于地温空调项目取水点位于柳叶大道以北、柳溪路以南、柳园路以西、柳泉路以东地段，（见图1.4 建设项目位置图）。

图1.4 建设项目位置图
1.5工作等级
按照《建设项目水资源论证导则》（试行）（SL/Z322-2005），水资源论证工作等级由分类等级的最高级别确定，分类等级由地表取水、地下取水、取水和退水影响分类指标的最高级别确定。
本项目日取水规模小于10000m3/d。由于地温空调抽取地下水后，及时回灌到地下，属公共建筑取水。同时对第三者取用水影响轻微，取水和退水对生态影响轻微，水质无污染。因此，本项目论证等级为三级。
1.6分析范围与论证范围
根据建设项目的建设地点及取水层位：本项目水资源论证分析范围为沅江干流以北，河洑山以东，大阳山、环柳叶湖以南，马家吉河以西的武陵区江北部分，面积250平方公里。
根据《建设项目水资源论证导则》（试行），地下水取水论证范围应有利于促进区域水资源合理配置，满足建设项目建成区和规划区，一般以覆盖较为完整的或独立的水文地质单元，或不小于地下水水位降落漏斗及其影响的范围为地下取水水源论证范围。
根据建设项目的取水和退水特点，以项目取水形成的地下水降落漏斗及其影响范围为论证范围，依据常德市城区相关报告经验数据，确定项目取水点为中心1.0km半径内区域为论证范围（附图1）。
1.7 水平年
本报告选取2010年为现状水平年，2020年为中期规划水平年，2030年远期规划水平年。
1.8论证委托单位与承担单位
委托单位：柳叶湖旅游度假区管理委员会
承担单位：湖南省常德水文水资源勘测局

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第二章 建设项目概况
本项目为柳叶湖旅游度假区行政中心地温空调项目，总建筑面积22025㎡，办公区域需提供制冷、制热面积11351m2。该建设项目采用水水螺杆式水源热泵机组两台，以满足制冷、制热的要求。
2.1建设项目名称与性质
项目名称：柳叶湖旅游度假区行政中心地温空调项目
项目性质：新建工程
2.2建设地点、占地面积和土地利用情况
柳叶湖旅游度假区行政中心位于柳叶大道以北、柳溪路以南、柳园路以西、柳泉路以东，距沅江河约3km，距柳叶湖约600m。地面标高31～34.50m，地形平缓，起伏较小，自然坡度小于5度，相对高差小于5m，沅江流域下游，属于沅江北西岸低阶堆积平原地貌。(建设项目位置见附图1)
本项目地温空调系统占用的土地面积很少，整个取、回灌水的管网均埋设在地面以下，管网周围主要为建筑物群和水泥路面，土地利用类型单一，主要为公共建筑。
该项目总用地面积28423m2，其中建筑占地面积为5129m2。总建筑面积22025m2，其中地上总建筑面积15648m2，地下总建筑面积6377m2。项目容积率0.55，建筑密度18.05%，绿化率36.00%，停车位200个（其中地下停车位74个，地上停车位126个）。其主要技术经济指标表如表2.1所示。
表2.1 柳叶湖旅游度假区行政中心主要技术经济指标表
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
建筑用地面积
m2
28423

2
总建筑面积
m2
22025

3
其中
地上建筑面积
m2
15648

4
地下建筑面积
m2
6377

5
建筑占地面积
m2
5129

6
容积率

0.55

7
建筑密度
％
18.05

8
绿地率
％
36.00

9
停车数
个
200

10
其中
地面停车位
个
74

11
地下车库停车位
个
126

2.3工程规模及实施意见
本项目地温空调供暖（制冷）建筑总面积为11351m2 。选用水水螺杆式水源热泵机组两台，最大取水量160m3/h。
表2.3 地源热泵主机型号及相关参数
主机型号
数量
单台功率(kW)
制冷量(kW)
制热量(kW)
制冷
制热
制冷
制热
冷冻水
冷却水
热水
热源水
水源热泵机组
2
138
193
1910
1992
12/7
20/30
45/50
18/10
地下水水源热泵空调系统是以地下水作为热泵空调的冷（热）源，地源热泵技术是可利用清洁的再生能源新技术，是极其环保的一种空调形式，具备了环保洁净、节水省地、节能经济、灵活安全、用途广泛、运行可靠等特点，为《可再生能源产业发展指导目录》中第四类“地热能”总序号第74号“地源热泵供暖和/或空调”（ 包括地下水源、河湖水源、海水源、污水源（包括城市污水、工业污水、医院污水）和土壤热泵系统）, 因此，本建设项目符合可持续发展要求和能源产业发展方向，符合国家能源及环保政策，具有广阔的发展前景或在特殊领域具有重要应用价值。

2.4建设项目业主提出的取用水方案
该项目设计采用“抽灌分离”方式，设计施工取水井2眼，回水井4眼，单井最大取水量80m3/h，日取水量为2560m3/d，年取水量为50. 8896万m3。其中ryj-1、2、3、4为抽灌结合井，设计井深60m，井直径1100mm，固井深度35m； RYJ-5、6为回灌井，设计井深40m，井直径1000mm，固井深度15m。取水层水温16～18℃，取水井与回灌井比例为2：4。（井位置布置图见附图2）。
图2-4 “抽灌分离”方式系统取水和退水示意图
2.5建设项目业主提出的退水方案
为了保证回灌水在含水地层中有较长的传导途径，以确保抽水井出水水温保持基本恒定，充分发挥水源热泵机组工作效率，该项目采用“抽灌分离”的方式，自行封闭循环体系，既不消耗地下水资源，又不产生废污水，最大限度地保护了水资源。
回灌水（退水）通过中层水回灌井进行回灌，回灌分为无压（自流）回灌和加压（正压）回灌，该项目退水为地温空调回水，根据地温空调设计，该项目回水井设成有压回灌，将井加设法兰、密封井口，即可保证回水不会从井中外溢，又可以在外力的作用下使水井透水层畅通，尽量使其全部回灌，为了确保回灌井的回灌能力，必须科学管理利用抽水井、回水井，如定期洗井、调配使用备用井和抽、回井的互换等，以确保灌采比不低于95%，热源井结构见附图4。

第三章 建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析
3.1区域基本情况
3.1.1自然地理
1、地型地貌
常德市位于湖南省的西北部，西洞庭湖之滨，沅江和澧水的中下游，东南靠益阳市，西连怀化市及张家界市，北与湖北省荆州市接壤。常德市城区位于市域中南部，东径111°30′， 北纬29°02′，常德市素有“湘西门户”之称，是湘西北的政治、经济、文化、科技、交通中心。
常德城区属平原岗地类型：江北城区、武陵镇及近郊地形平坦，为河湖冲积平原；德山、河洑及东北角的梅家冲(白鹤山)和西南角的乡公嘴为低丘岗地。江北城区地势西北高，东南低，武陵镇则由南向北倾斜，德山除樟木桥一带为垅岗平原，地势较为宽平外，其它均属平顶块状岗地，地形起伏变化较大。平原区为本区最主要的地貌类型，是由河流阶地组成的冲积平原，地势低平，相对高差较小，河汊湖沼密布，易受洪水和内涝威胁。
常德城区在大地构造上位于杨子台内的二极构造单元——江南古陆和汉江至洞庭湖盆地的交接地带。拟建项目位于洞庭湖中断坳之常德新断坳构造地质单元。区内新构造运动以断块性活动为主，各构造单元以断层为边界，各断块沿着边缘断层抬升或下陷，这种抬升或下陷呈整体性，且速度极为缓慢，场地内及临近地段，未发现大的构造活动断裂带，地层及地质构造较简单。
2、水文气象
常德市属季风气候区、气候温和、四季分明、光热充足、雨量集中、春季气温多变，严寒期短、暑热期长。多年平均降雨量1434.5mm，最大年降水量2020.4mm，最小年降水量927.0mm，主要集中于5～9月，历年平均气温为16.7℃，极端最高气温为40.1℃，极端最低气温为-13.2℃，日照时数约1660h，无霜期271d，冬季主导风向NNE，夏季主导风向WS，平均风速2.1m/s，年静风率31%左右。
项目区地下水为孔隙承压水，赋存于圆砂及砂卵石层中，以粉质粘土为相对隔水顶板，与沅江、柳叶湖有水力联系，水量丰富，埋深一般3～9m，汛期河水补给地下水。项目区域距沅江约3km，距柳叶湖约600m，地下水含水层水量丰富，水位高低随沅江及冲柳水系（穿紫河和柳叶湖等）水位涨落而变化，年最大变幅近3.5m，汛期当沅江及冲柳水系水位高时，地下水位可升至距地面1.5m处。
3、河流水系
流经常德市的沅江和项目地东北侧的柳叶湖-占天湖水系，是常德市区主要的地表水体。沅江是常德市生产、生活用水的主要水源和城区排水受纳水体，多年平均流量2100m3/s，年平均水位29.56m，历史上易发洪水，历年实测最大洪峰流量为29100m3/s，最高洪峰水位为40.58 m。区内尚有马家吉河、三闾港、渐河等三条主要支流，有柳叶湖、占天湖等较大的湖泊以及星罗棋布、大小不一的沟港湖塘，水资源丰富，水面广阔。柳叶湖、占天湖总水面面积近1334公顷，是常德市重要的地表水量调蓄湖泊，又是传统的养殖和开发建设中的乐园和观光水体,柳叶湖位于项目地东面,最近水域距场地约600m,水面高程约为29.5m,水深约2～10m。常德市江北城区三闾河、穿紫河等内河纵横分布，连通着柳叶湖-占天湖和沅江。常德市投巨资修建了城区防洪圈，可抵御沅江百年一遇的洪水，并修建了大型电排站以及时排降高洪期柳叶湖及城区内河积涝水。
3.1.2区域社会经济发展状况
武陵区（本报告中武陵区指不包含德山开发区的江北区域）行政面积250km2，2010年人口为44.29万人，其中农业人口8.44万人，非农业人口35.85万人。
2010年全区国内生产总值465.49亿元，其中第一产业10.19亿元，第二产业为308.18亿元，第三产业为147.11亿元。
武陵区是常德市党、政、军首脑机关所在地，是全市政治、经济、文化的中心，素有“鱼米之乡”之称。自古为巴楚咽塞之地，水运发
达，历史悠久。交通四通八达，有207、319国道，长张、常吉高速，还有1804等多条省道。石长铁路横穿市区，常德桃花源机场能起降波音737客机。
3.2水资源状况及其开发利用分析
3.2.1水资源状况
1、降水量
项目区地处亚热带季风性湿润气候区，春湿秋燥，冬冷夏热。春夏之交多梅雨，天气沉闷，湿度较大。七、八月份在西太平洋副热带高压的控制下，天气炎热。秋季极地气团势力增强，天气晴朗少雨。根据水文部门统计，全区多年平均降水量为1398.5mm，2010年降水量1669.4mm。降水量在时空分布上不均匀。从时间上看，一是年际变化大；二是年内分布不均，2010年4～9月降水量为1119.0mm，占多年平均的67.0%；三是暴雨强度大，从地区分布上看，大致由东南向西北递增，一般山地偏多，丘岗平原偏少。
2、地表水资源量
地表水资源量是指地表水的动态水量，即河川径流量。武陵区区域内多年平均地表水资源量1.835亿m3， 2010年地表水资源量为2.310亿m3 。（以上地表水资源量均不包含沅江过境客水的可利用量）
3、地下水资源量
地下水资源量是指与降水、地表水有直接补排关系的地下水量，武陵区区域内多年平均地下水资源量为0.5201亿m3，2010年地下水资源总量0.5545亿m3。
4、水资源总量
本地区水资源总量指当地的地表水资源量和地下水资源量之和减去重复计算量。则多年平均水资源总量为1.835亿m3，2010年水资源总量为2.310亿m3。
5、水质状况
⑴地表水质现状
常德水环境监测分中心对沅江常德段常年水质进行监测，共监测32个因子，从监测结果看，除粪大肠菌群、总磷、氨氮等因子有超标现象外，其它监测项目常年保持在Ⅲ类水质以上，与湖南省水功能区划的要求相符合，属水质保护良好的水体；柳叶湖水质为Ⅲ类；穿紫河接纳城市部分污水，水质污染严重，劣于Ⅴ类水质，水体呈黑色，并有臭味。
⑵地下水质状况
随着社会经济的发展，常德开采地下水用于生产、生活的企业单位逐年增加。从历年对地下水水质监测结果看，有氨氮、铁、锰等物质出现超标现象，一般不宜作为生活用水，主要作为生产冷却水，洗矿水。
3.2.2水资源开发利用状况分析
水资源的开发利用形式分为两类：一类是地表水的开发利用；二类是地下水的开发利用。按其用途分又可分为农业用水、工业用水和人畜饮用水。
1、农业用水量
根据2010年水资源公报，农业用水的开发利用按不同的农业用途和灌溉定额进行推算。水田双季稻450～500 m3/亩，单季稻350～400 m3/亩，菜地（旱地）380～550 m3/亩。2010年武陵区水田用水3675万m3，旱地用水703万m3，菜地用水374万m3，共用水4753万m3。
2、工业用水量
根据2010年水资源公报，工业用水量用工业增加值计算，2010年国有及规模以上工业用水量24474万m3，规模以下工业用水量2722万m3，共计27196万m3，其中地下水816万m3。
3、林牧渔畜用水量
根据2010年水资源公报，鱼塘补水定额650 m3/亩，大牲畜用水35升/头·日，小牲畜用水25升/头·日，2010年林果草场灌溉用水量31万m3，牲畜用水55万m3，鱼塘补水13万m3，共计98万m3，其中地下水11万m3。
4、城镇公共用水量、居民生活用水量、生态环境用水量
根据2010年水资源公报，城镇公共用水量为1553万m3，居民生活用水量3248万m3（其中地下水296万m3），生态环境用水量为2万m3，三项合计3248万m3，其中地下水296万m3。
5、现状年实际用水量
现状年2010年全区用水情况（详见表3.2.2）。
表3.2.2 2010年（现状年）武陵区用水情况统计表
序号
耗水用途
用水量（万m3）
地表水
地下水
总计
1
农业用水
4753

4753
2
林牧渔畜用水
87
11
98
3
工业用水
26380
816
27196
4
城镇公共用水
1553

1553
5
居民生活用水
2952
296
3248
6
生态环境用水
2

2
合计
35727
1123
36850
根据上表统计结果可知，2010年武陵区用水总量（3.685亿m3）区域自产水资源量2.310亿m3，按照湖南省沅江水量分配方案中分配给常德市的水量为13.0119亿m3 (其中江北城区水量为4.08亿m3)。武陵区取用沅江客水作为补充水量的需求完全能得到满足，且补充取水量对沅江干流沿线及下游用户取用水影响不大，区域用水量能得到很好的保障。
3.2.3区域地源热泵系统的利用及分析
在常德市城区，因地下水铁、锰等物质出现超标现象，一般不宜作为生活用水，地下水的开采一直处于静置状态。从2005年后，随着浅层地热能开发在我国及常德的不断发展，市区也先后有海晟物业公司华能超市、常德市质量技术监督局检测综合大楼、亮万家家居广场、共和大酒店等单位率先采用水源热泵空调项目，采用抽灌分离方式，取水量20～200 m3/h，鉴于全部回灌水，地下水资源消耗量极少，区内开发利用地下水资源的潜力大。为了保障空调机组的正常运行及延长使用寿命，对于中层水宜进行前期水质处理，降低超标离子含量。
3.3区域水资源开发利用存在的主要问题
沅江流域水资源量和水能资源丰富，但开发程度均较低，不到15%。区域水利化程度和水能资源开发程度还不能适应经济社会发展对水资源开发利用的要求，并存在以下主要问题。
1、流域内水资源丰沛，时空分布不均，流域内水旱灾害频繁。
2、区域经济发展迅速，水资源利用效率低，用水水平低，浪费严重，水资源开发利用效率日益不能满足经济社会的发展要求。
3、沅江常德市武陵区河段属于沅江下游，由于沿岸工业生产污水排放以及常德市区城镇居民生活污水的长期排放，水体污染状况在加剧，已经开始影响经济社会可持续发展。
4、区域地下水开发利用水平低，现处于初步开发阶段，节能减耗的取用水项目不多，地下水开发利用率不高，管理水平偏低。
5、规范机井施工工艺。为了避免袭夺浅层水，在施工项目机井时，一定做好封闭止水工作，止水位置根据测井曲线解释成果合理选择，并选用优质的粘土球等止水材料，严禁按照已往浅层水机井的全孔投砾工艺；止水位置以上管材必须使用合格的井壁管，严禁使用过滤管；地层判定以测井曲线为依据，严禁凭经验、靠感觉进行地层判定及井管安装。
6、水质超标需处理。区域地下水水质有多个因子超过地温空调机组设备要求的限值，进行水质处理是有必要的，进入热泵机组循环之前进行处理，降低超标离子含量，减少腐蚀等不良作用，确保空调机组正常运行。
7、抽水回灌能力应保障。地下水源热泵运行后，多见回水井的回灌能力下降，影响设备的正常运作，因此，在空调系统运行期间，必须科学管理利用抽水井、回水井，如定期洗井、调配使用备用井和抽、回井的互换等，以确保灌采比不低于95%，保护生态环境，节约地下水资源。

第四章 建设项目取用水量合理性分析
4.1取水合理性分析
4.1.1建设项目取水符合国家产业政策
柳叶湖旅游度假区行政中心地温空调项目建设符合国家相关法律法规、相关产业政策的规定，符合流域的综合规划及相关专业规划，现状水平年和运行期取水水质符合区域水功能区划目标要求，取水具有合理性。
4.1.2建设项目取水符合有关规划
已有的《沅江流域规划》对于常德市的地下水开采给予了充分保证，在历次的常德市水资源开发利用规划中，地下水赋存量大，开发利用率低，本项目取水后就地全封闭加压回灌，项目取水不会影响流域规划的实施。
4.1.3建设项目取水的合理性
1）地温空调制冷制热工作原理
“地温空调”的专业术语为“地源热泵”。它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的系统，即地下土壤热交换器地源热泵系统、地下水热泵系统、地表水（湖水、河水、海水及污水）热泵系统。通常行业内也将土壤、地下水和地表水这些低品位的热能称之为浅层地能（一般温度低于25摄氏度）。地源热泵技术在北美和欧洲已非常成熟，据统计，在美国地源热泵系统占整个供暖空调系统的20％。
浅层地下水具有冬暖夏凉四季恒温特点，接近于当地全年大气平均温度，几乎不受大气温度和地球内部温度影响。地球内部温度很高，正常情况下打井深度每增加100m水温升高2.5℃左右,温度梯度越大说明地热资源距离地面越近，越具有地热开采价值。为了获得较低水温，水井不宜太浅也不宜太深，实践证明地下5至30m深度水温最凉。30m以内的浅层地下水能够保持低温恒温特点的原因在于热量总是向上蒸腾，冷气总是向下沉淀，来自太阳和来自地球内部的热量能向大气释放。天然冷气地温空调经过一个夏季运行吸收的室内热量全部被回灌井周围土壤吸收，经过一个冬季又能恢复到原始地温，地温能源是可再生的天然能源。
本项目采用的是地下水热泵系统。工作原理如下图：

冬季制热以地下水为吸热热源，把水中的热量收集起来，经过能量转换，将热量释放到用户端，实现供热；夏季制冷以地下水为排热热源，把用户端的热量收集起来，经过能量转换，排放到地下水中去，实现制冷。制冷时，井水为机组的排热源。制冷剂在蒸发器内吸热蒸发，制取7℃冷水，送入房间使用，制冷剂再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器，由井水带走热量并排至井中。制热时，井水为机组的吸热源。制冷剂在蒸发器内吸取井水的热量蒸发，井水回灌井内。正如水通过水泵能从低处向高处流动一样,热泵系统就是能够把能量从温度低(低品位能量)传递到温度高(高品位能量)的设备系统.它是以花费一部分高质能为代价,从自然环境中获取能量,并连同所花费的高质能一起向用户供热,从而有效地利用了低水平的热能。
2）地温空调系统优势及特点
地温中央空调是一种新型节能、环保、经济可靠的空调方式，利用地温能源，冬天采用热泵技术原理，通过换热器将地下水或土壤中的热量提出用于室内采暖，而夏天则利用地下土壤或地下水带走热量，达到制冷效果，并可提供生活用水，是当代最经济的中央空调主机。地温中央空调系统主要有以下优势及特点 ：
①一机三用：地温中央空调在制冷、供暖的同时，可供卫生热水。
②高效、经济、节能。
③无污染：供热时省去了锅炉房，没有燃烧过程，避免了排烟污染；制冷时省去了冷却塔，避免冷却塔噪音及污染，既不消耗水资源，也不会对其造成污染，地下水能量总体不变。
4.2用水合理性分析
地温中央空调机组以水源为载体，吸收或向其释放热量，从而达到供暖或制冷的作用。
本项目采用“抽灌分离”的方式循环用水，通过2眼抽水井抽取的地下水经过热泵系统能量交换后，经4眼回灌井回灌到地下含水层中，除温度变化外，地下水与外界不发生物质交换，整个过程既不消耗水资源，也不会污染环境，最大限度地保护了水资源；而且“抽灌分离”方式可确保回灌水在地层中有较长的传导途径，热交换相对充分，有利于抽水井的出水水温基本恒定，充分发挥水源热泵效益。用水方案是合理的。
4.3建设项目的合理取水量
4.3.1 冷热负荷复核计算
根据项目提供的暖通计设成果，行政中心办楼空调总冷负荷1702KW，总热负荷1135KW。按照《中央空调设计手册》建筑面积冷/热负荷法估算法。该项目的建筑面积为11351m2，属行政办公楼，冷负荷指标取151 W/m²，热负荷指标取100 W/m²。计算建筑负荷见(表4.3.1)。

表4.3.1 冷负荷、热负荷估算表
建筑物
面积
冷负荷指标
W/m2建筑面积
热负荷指标
W/m2建筑面积
冷负荷
（kw）
热负荷
（kw）
办公室
11351
151
100
1714
1135
4.3.2 水源热泵机组选用
目前常德市主要采用几种机组及工况见表4.3.2-1，节水能力均相差不大。
表4.3.2-1 主流机组样本工况进出水温差对照表
机组
工况
指标
数值
温差（℃）
约克系统
制冷
进出水温度
18/29℃
11
制热
进出水温度
15/7℃
8
富尔达系统
制冷
进出水温度
18/29℃
11
制热
进出水温度
18/10℃
8
克莱门系统
制冷
进出水温度
18/29℃
11
制热
进出水温度
15/7℃
8
我市主要采用约克水源热泵机组，主机性能参数见表4.3.2-2。
该项目建筑总冷负荷为1714kw，两台YSDBCAS35CJE-HP型水源热泵机组机组在水温为16～18℃，供回水温度7～12℃时制冷量为2426kw。略大于冷负荷，符合要求。
该项目建筑总热负荷为1135kw，一台YSDBCAS35CJE-HP型水源热泵机组在水温为16～18℃，供回水温度40～45℃时制热量为1227kw。小于热负荷，符合要求。
该项目选用两台YSDBCAS35CJE-HP型水源机组，其中，夏季制冷时，采用两台机组，冬季制热时，采用一台机组，符合要求。
表4.3.2-2 约克水源热泵机组技术参数表
机组型号
制冷性能
制热性能
制冷量
kw
输入功率
kw
COP
满载
电流A
蒸发器
冷凝器
制冷量
kw
输入功率
kw
COP
满载
电流A
蒸发器
冷凝器
水流量
L/S
水压降
水流量
L/S
水压降
水流量
L/S
水压降
水流量
L/S
水压降
Kpa
Kpa
Kpa
Kpa
YSCACAS
25CGE-HP
917
127
7.22
221
44
68
23
14
957
194
4.93
337
23
20
44
39
YSDACAS
35CIE-HP
1079
153
7.05
265
52
62
27
16
1100
229
4.8
398
27
19
52
52
YSDBCAS
35CJE-HP
1213
168
7.22
292
58
40
30
22
1227
252
4.87
438
30
11
58
63
YSEAEXS
45CKE-HP
1301
184
7.07
318
62
100
32
20
1377
277
4.97
481
32
30
62
56
YSEXEXS
45CLE-HP
1371
190
7.22
330
66
105
34
22
1518
306
4.96
532
34
31
66
62
YSEYEYS
45CME-HP
1519
204
7.45
354
73
103
37
23
1674
329
5.09
572
37
30
73
68
YSEZEZS
45CNE-HP
1670
215
7.77
373
80
106
41
24
1720
331
5.2
575
41
32
80
68
YSFXFXS
55COE-HP
1758
242
7.26
419
84
106
43
24
1966
397
4.95
690
43
31
84
70
YSFYFYS
55CPE-HP
1899
256
7.42
442
91
102
47
25
2128
419
5.08
726
47
30
91
71
YSFZFZS
55CPE-HP
2110
271
7.79
468
101
80
52
22
2163
416
5.2
721
52
23
101
63
4.3.3 用水量计算
地温空调系统的需水量根据热力学定律，可以从以下公式中获得。
1）夏季供冷时：
水流量GY=0.86（QL＋N）／△TY
公式中：
GY：水源水量，m3/h；
QL：水源中央空调系统主机制冷量，kW
N：水源中央空调主机电功率，kW；
△TY：水源水进出水源中央空调主机温差，℃；
2）冬季供暖时：
水流量GY =0.86（Qr—N）／△TY
公式中：
GY：水源水量，m3/h；
Qr：水源中央空调系统主机制热量，kW
N：水源中央空调主机电功率，kW；
△TY：水源水进出水源中央空调主机温差，℃；
按照热力学定律公式计算地温空调所需的水量。结果见表4.3.3。
表4.3.3 地温空调所需的水量
建筑物
机组选型
制冷量/输入功率（kw）
水源水流量（m3/h）
机组选型
制热量/输入功率（kw）
水源水流量（m3/h）
型号
数量（台）
型号
数量（台）
办公室
YSDBCAS
35CJE-HP
2
1714/336
160
YSDBCAS
35CJE-HP
1
1135/252
95
根据以上计算, 项目区地温空调项目夏季供冷时最大取水量为160m3/h，夏季制冷期日最大取水量为2560m3/d；冬季供暖时取水量为95m3/h，冬季供暖期日最大工作取水量为1520m3/d。
考虑项目区主要属夏热冬冷，采用以上计算所求制冷工况下机组运行所需的水量为取水井合理取水量。本建设项目取水量为160m3/h时，完全能够满足空调用水。确定建设项目的合理取水量为2560m3/d，年取水量为53.5680万m3。
4.4节水潜力与节水措施分析
⑴　项目取水要按装计量装置，便于管理。
⑵