某地热项目取水对水资源的影响论证

耿华 张霞 王亚娟

（1.济源市水土保持监测站，河南 济源 459000；2.驻马店市杨庄滞洪区水务中心，河南 驻马店 463000；3.新蔡县水利建设工程质量监督站，河南 新蔡 463500）

0 概况

该地产地热供暖项目位于某县西城区紫气大道与志元路东北角，主要用于解决小区住户冬季取暖问题，完善城区供热基础配套设施建设。项目建成使用后，将会极大地改善当地居民的取暖需求，提高居民生活品质。小区共建有15栋住宅楼，建筑面积115 188 m2，设计供暖面积80 632 m2，小区容积率2.40，绿化率40%，设计入住996户。

该小区于2016年3月打好1号地热井，井深1 700 m，出水温度58.50℃，抽水量95 m3/h。该井主要为了探明新近系热储层位和热储资源量。2016 年10 月打好2、3 号地热井，井深分别为1 288.97 m、1 399.30 m，出水温度44.68℃、53℃，水量88 m3/h、85 m3/h。该小区供热站房建成后，为了解决用户集中供暖需求，于2016 年11 月15 日开始对该小区集中供暖。由于前期小区入住率较低，入住户数不到100户，本着节约能源可持续利用地热资源的目的，前期分别采用（开采层位1 113.20～1 369.25 m）、2号地热井作为回灌井（回灌层1 128.26～1 288.97 m）。入户温度可达到20℃，供暖效果明显。

1 工作等级与水平年

1.1 工作等级

1.1.1 地下取水分类等级的确定

①开发利用程度：根据《河南省水利厅关于公布河南省地下水超采区范围的通知》，该县除乡镇外全部乡镇属于深层承压水一般超采区，分类等级为一级；②地下水取水量：项目设计取用深层新近系馆陶组热储层地热水量为0.17 万m3/d，用于小区地热生活供暖。项目取用深层地热水仅提取热水中的热能后全部回灌到同层，不减少深层承压水的水量，符合《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》要求。项目分类等级三级；③水文地质条件：项目取用新近系馆陶组热储，取热不取水。项目位于某凹陷区内，区内热储属于沉降盆地传导型，热储地质条件中等，分类等级为二级。

综合确定地下水取水分类等级为一级。

1.1.2 用水合理性分类等级的确定

①用水系统：项目用水系统为地热供暖工艺用水，分类等级为三级；②生产用水比例：项目地热水全部用于地热供暖系统交换提取热能，用于小区住户生活供暖使用，分类等级为三级。综合确定用水合理性分类等级为三级。

1.1.3 取水影响分类等级的确定

项目取用热储层位为深层热储1 100～1 700 m，系统取热不取水。对第三者取用水影响轻微，取水不涉及水功能区，论证级别为三级。

1.1.4 退水影响分类等级的确定

项目退水主要为用户终端系统地暖管放水损失量，年退水量约144 m3（0.05 m3/h，1.20 m3/d），主要污染物为SS。全部退入污水处理厂进行处理。项目退水对水生态影响轻微。分类等级定为三级。地热水经过供热系统被提取热能后全部又通过回灌井回灌，整个过程中不存在水量消耗，设计回水量与设计取水量一致70 m3/h，年回水量为20.16万m3。

综合以上分析，确定本工程水资源论证工作等级为一级。

1.2 水平年

论证现状水平年一般选取与进行水资源论证时较接近的年份，并避免特枯或特丰水年。该县2015年降水量680.10 mm与多年平均降水量715.80 mm 较接近，且最接近建设项目建设时间，故论证选取2015年为现状水平年。

2 取水对区域水资源影响分析

2.1 水资源分析论证范围及影响

2.1.1 分析范围

以建设项目取用水有直接影响关系的区域为基准，结合取用水总量控制和水功能区限制纳污控制要求，统筹考虑流域与行政区域水资源管理要求，确定分析范围。综合确定分析范围为县域全境，面积约为1 248 km2。

2.1.2 取水水源论证范围

根据Visual Modflow数值模型预测结果，某房地产在1 采2 灌模拟条件下，地热供暖系统运行120 d开采井水位降深达到最大，降深为21 m，地热水开采产生的影响范围最大为800 m。按照该房地产开采井和回灌井布置点位，结合预测结果，房地产地热开采回灌后，回灌井水位降深在最近的小区景苑名城规划开采点位产生的水位变化值为不到1 m。其余规划小区地热开采井和回灌井都在项目水位影响范围之外。

综合确定项目论证范围以开采井、回灌井影响半径外扩500 m 所圈定的范围作为论证范围，面积4 km2。取水影响范围与论证范围一致，面积4 km2。

2.1.3 退水影响范围

项目取用深层热储用于集中供暖，深层地热流体经过系统循环后同层回灌。自来水退入市政管网。故地热回水影响范围与取水影响范围一致，面积4 km2。自来水不考虑其退水影响范围。

2.2 区域水资源可利用量及其配置方案的影响

房地产地热集中供暖取用新近系馆陶组地热流体，井深1 400～1 700 m。项目取水与全封闭回灌同时进行，坚持采灌同层，用水过程中严格遵循取热不取水、依灌定采原则。而某县城区工农业和生活地下水开采层位为350 m 以浅。地热开采井取用热储层位之上均采取止水措施，因此，项目取用深层地热流体对区域水资源影响轻微。根据《中华人民共和国水法》、《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》深层承压水原则上作为应急和战略储备水源。项目取用深层地热水仅提取热水中的热能后全部回灌到同层，不减少深层承压水的水量，符合最严格水资源管理制度的要求。

2.3 对水生态的影响

项目取水为深层地热水，不影响某县浅层和中深层地下水资源量，取水同时全部回灌。因此，项目取水不会导致项目区河段内鱼类和水生生物群种的灭绝，对生态环境影响甚微。

2.4 对水功能区纳污能力的影响

项目取水过程中，降水量和地表径流很难通过深厚的地层对目标含水层进行垂向补给，补给比重较小，因此，项目的取水对该区河段径流过程影响甚微。项目取水回灌全封闭进行不外排，因此不会改变河道自净能力，不影响水功能区的水质现状。

2.5 取水对其他用户的影响

根据实地调查，在新城区范围内位于新区实验中学分布有1 眼地热井，2005 年12 月开始抽取地热水，开采深度1 100 m，开采热储层位为新近系明化镇组，单井取水量为50 m3/d 用于学生洗浴。与项目地最小距离为1 km。该井已于2017 年6月29 日前被封停。项目取水为1 100 m～1 700m的新近系馆陶组地热水，与新区实验中学所取热储不是同一层位，新区试验中学地热井封闭后，项目取水不存在水源袭夺问题，现状条件下，城乡示范区内没有其他用水户与项目取用热储同层位，因此项目的取水对于其他用水户不会造成影响。

2.6 取水对地面沉降的影响

根据地热研究资料，地热长期取水可能造成地面沉降影响。埋深＜600 m 的地热水开采会引起地面沉降，600 m 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。通过加压回灌可缓解地面沉降。根据多项国内研究结果，水源热泵抽水回灌多年尚未出现建筑物的过大沉降和变形问题。为避免长期开采发生地质灾害，确保水安全，建议建设单位实时观测开采和回灌数据，确保回灌井100%同层回灌。县政府应加强监管力度，对地热开采井周边的建筑（构）筑物进行动态沉降观测。

3 结语

该房地产地热供暖工程在开发利用过程中，实现全封闭同层回灌，不会对周围取水户及生态造成影响，不会造成地下水资源量的减少，而且项目循环用水仅发生热交换，回灌后没有导致地下水恶化，回灌停止后水中离子含量有逐渐恢复的趋势，在密闭的回灌系统中，回灌水质不会对回灌井热储产生伤害（采灌井同层）。但系统长时间不运行其水中铁离子、硫酸盐浓度会升高，建议对回灌井进行周期性的再生回扬处理并定期观测供水井、回灌井水质变化情况。