浅层地热能勘查评价

南阳市城市规划区浅层地热能调查评价项目水文地质勘探孔（白河南）报告南阳金地建筑基础工程有限公司二○一二年八月南阳市城市规划区浅层地热能调查评价项目水文地质勘探孔（白河南）报告编写：屈小军杨小勇审核：郭东升总工：郭东升经理：王长虹参加工作人员：王长虹郭东升杨小勇屈小军杨俊伟薛连亮张智陈军曹建华徐继炎提交单位：南阳金地建筑基础工程有限公司提交日期：二○一二年九月目录一、目的任务 (1)二、工作质量评述 (1)（一）施工工艺 (1)（二）钻探方法 (1)（三）物探测井 (2)（四）下管、填砾、止水 (3)（五）洗井及抽水 (4)三、地质及水文地质特征 (5)四、水文地质参数计算 (8)五、回灌试验 (9)六、结论与建议 (9)（一）结论 (9)（二）建议 (10)附图：序号图名1、南阳市城市规划区浅层地热能调查评价项目水文地质勘探孔（白河南）综合成果图 1:200附件：序号表名1 井管排列表2 管材产品质量证明书3 抽水试验数据记录4 水质化验分析单5 凿井工程验交单一、目的任务受河南省地质矿产勘查开发局测绘队委托，南阳金地建筑基础工程有限公司在南阳龙湾温泉旅游度假有限公司院内进行南阳市城市规划区浅层地热能调查评价项目水文地质勘探孔（白河南岸）的施工，设计单孔井深165.00米。

主要目的任务：查明白河南岸地下含水层富水性、导水性、回灌能力及地下水渗流场、温度场、水质及包气带特征等水文地质条件。

施工均满足“南阳市城市规划区浅层地热能调查评价”项目水文地质勘探孔设计书、《供水管井技术规范》（GB50296-99）要求。

二、工作质量评述（一）施工工艺在接到任务后，我公司积极组织人力物力进行施工，于2012年7月18日进驻工地，20日开始钻进，24日一径钻探至设计孔深，24日进行测井，26日扩孔钻进至设计孔深，26日下入井管，27日至28日进行投砾并采用压风机、潜水泵联合洗井，29日至31日进行抽水试验并回灌试验。

28SHAANXI GEOLOGICALNEWS陕西省大中型城市浅层地热能调查评价项目成果及规划文/刘建强陕西省地质调查院以公益性地质基金项目开展了全省十一个地级以上城市（西安市、咸阳市、渭南市、宝鸡市、杨凌示范区、汉中市、安康市、商洛市、铜川市、延安市、榆林市）及其远期规划区的浅层地热能调查评价工作。

该项目从2013年8月开始，目前已完成全部工作，取得的主要成果包括以下方面：◎查明了研究区200米以浅地层岩性特征，对与浅层地热能开发有关的地质环境特征进行了分析。

◎根据实验室测试、现场热响应试验，首次系统查明了研究区200以浅岩土体热物性，定量化给出了不同地层、岩性的热导率、比热容热学参数和；通过施加不同功率热、冷负荷来研究不同地层和岩性组合的热响应特征，定量化给出各分区的传热系数。

◎查明了区内的浅层地温场，划分出了研究区的变温度、恒温带和增温带，分析了一个自然年的地温变化规律。

◎综合分析区内水文地质条件，获取了地下水位埋深、单位涌水量、回灌率、渗透系数、水质等重要参数，评价了含水层回灌性能、地下水结垢性和腐蚀性，为地下水地源热泵开发提供基础数据。

◎运用层次分析法对研究区地下水地源热泵、地埋管地源热泵开发利用适宜性按照适宜、较适宜和不适宜进行了三级划分。

地下水和地埋管地源热泵在关中5地市、汉中市均以适宜为主；商洛市、安康市地下水地源热泵在河谷区适宜--较适宜，地埋管地源热泵较适宜为主；陕北3市地埋管地源热泵较适宜为主，地下水地源热泵不适宜。

◎计算了研究区的200米以浅层热容量、换热功率、供暖/制冷潜力，结合现状供暖/制冷需求，进行了潜力分析。

我省11个大中型城市浅层地热能的热容量为1560万亿千焦/℃，冬季换热功率为4430万千瓦（相当于每年冬季的120天节约用电1276亿度），供暖面积为6亿平方米；夏季换热榆林市第一人民医院地下水地源热泵系统使用情况调查29功率为7090万千瓦（相当于每年夏季的90天节约用电1531亿度），制冷面积6.9亿平方米。

目前，我国第一部有关浅层地热能开发的行业标准《浅层地热能勘查评价技术规范》，面向全国广泛征求修改意见。

据中国地调局水环部韩再生介绍，该《规范》是中国地质调查局受国土资源标准化委员会水文地质工程地质环境地质分技术委员会委托编制完成的行业标准。

目前完成的征求意见稿，明确了有关浅层地热能的概念和术语，首次系统提出浅层地热能资源计算评价的方法，特别是在其核心技术——区域浅层地热能资源量的评价方法上作了有益探索；分别规定了区域浅层地热能调查和地源热泵工程浅层地热能勘查工作的目的、任务、基本工作内容、工程控制程度以及质量要求；对地源热泵工程浅层地热能勘查，提出了地下工程、水源井施工和质量要求、井群设计、水质评价和处理方法等；对区域浅层地热能调查、资源评价、资料整理和报告编写提出了要求。

该《规范》适用于区域浅层地热能调查评价和地源热泵工程浅层地热能的勘查评价，可作为浅层地热能资源开发中设计书编制、勘查工程布置、浅层地热资源评价、报告编写和审批的依据。

由于各地区地质和水文地质条件的复杂性和多变性，导 致各地区岩（土）层的导热性和水文地质参数差异巨大，在 一个地区能成功应用的地下换热系统，在另一地区往往并不 适用。

目前，由于一些水源热泵工程承包方不了解各地区地 质、水文地质条件和回灌工艺，盲目承包水源热泵系统工 程，导致出现了许多不该出现的问题，如抽取的地下水回灌 不下去，不仅浪费了宝贵的地下水资源，还造成了不良的生 态、环境和经济后果。

191 更多资料请访问……地学之旅有利于含水层储能的水文地质条件：含水层分布平缓、地下水流速缓慢，储水容积大； 含水层中地下水热交换速度缓慢，温度变化小； 地下水中不含有害气体和化学成分； 回灌水源的水质和水温满足储能要求； 深层含水层以储热为主，浅部含水层以储冷为主； 含水层具备灌得进、存得住、保温好、抽得出等条件； ……192 更多资料请访问……地学之旅供暖：夏灌冬用供暖：夏灌冬用 制冷：冬灌夏用制冷：冬灌夏用193 更多资料请访问……地学之旅严寒地区供暖：夏灌冬用在寒冷地区，只在冬天利用热泵从地下提取热 量，容易打破区域热平衡，致使土壤或地下水温度有 可能逐渐降低，导致热泵系统效率降低或能耗增大； 土壤冻结的影响：水份冻结会释放大量潜热，在 吸收同等热量的情况下，土壤降低的温度幅度小，因 此对换热器的传热有利；194 更多资料请访问……地学之旅夏热冬暖地区制冷：冬灌夏用在南方夏热冬暖地区，只在夏天利用热泵 向地下释放热量，容易打破区域热平衡，致 使土壤或地下水温度有可能逐渐升高，导致 热泵系统效率降低或能耗增大。

195 更多资料请访问……地学之旅其他地区：供暖——夏灌冬用 其他地区：制冷——冬灌夏用冬季供热负荷>夏季供冷负荷：土壤或 地下水温度有可能逐渐降低； 冬季供热负荷<夏季供冷负荷：土壤或 地下水温度有可能逐渐升高；196 更多资料请访问……地学之旅二、浅层地热能勘查的主要目的和内容区域浅层地热资源调查： 1、目的：实施浅层地热资源开发利用适宜性 评价。

学术论坛河南省邓州市浅层地热能评价探讨周称称，杨小双，王丽满（河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院，河南 郑州 450001）摘要：邓州市位于南阳盆地西南部，湍河沿岸，区内浅层地热能资源较丰富。

通过对邓州市浅层地温能的调查评价，可知邓州市地下水源热泵较适宜区总面积202.79 km 2，地下水源热泵形式可利用的浅层地热能资源量11.40×1012 kJ/a，折合标煤38.91 ×104t/a，实际应用后可减排二氧化碳95.61×104 t/a。

地下水源热泵较适宜区可利用资源量与含水层富水性关系密切。

邓州市地埋管适宜区面积为409.63 km 2，地埋管形式可利用的浅层地热能资源量22.59 ×1012kJ/a，折合标煤77.10 ×104t/a，实际应用后可减排二氧化碳 189.43×104t/a。

地埋管适宜区浅层地热能的单孔换热功率与松散土体厚度、换热孔周围土体热导率、温度有关。

关键词：邓州；浅层地热能；评价浅层地热能是指地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至 200 m 埋深），温度低于 25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源。

浅层地热能分布广，储量大，利用价值大。

通过热泵技术进行采集利用后，可以为建筑物制冷、供暖，较常规供暖技术节能50%到60%，运行费用降低约30%到40%。

不但可以满足制冷、供暖需求，同时也直接降低了排放的污染量，有利于保护环境。

邓州市地处中原腹地，位于南阳盆地西南部，地处武汉、西安、郑州大三角和南阳、襄阳、十堰小三角中心部位，是承南启北、连结东西的轴心。

2010年河南省地质调查院开展了河南省城市浅层地热能研究，调查了河南省主要城市浅层地温能分布特点和赋存条件；对浅层地温能开发利用适宜性进行了分区；计算评价了全省浅层地温能资源量与开发利用潜力；研究了开发利用对地质环境的影响[1-2]。

浅层地热能勘查评价
韩再生;冉伟彦;佟红兵;刘志明
【期刊名称】《中国地质》
【年(卷),期】2007(34)6
【摘要】利用热泵技术开发利用浅层地热能正在快速发展,为了保证浅层地热能的合理开发和可持续发展,必须进行勘查评价.区域浅层地热能调查查明区域浅层地热能资源数量、质量以及分布规律,进行开发利用区划,为浅层地热能可持续利用提供依据.地源热泵工程浅层地热能勘查为地下换热系统提供可靠的利用浅层地热能的依据.浅层地热能利用环境评价和经济评价是勘查中的必要内容.浅层地热能资源计算评价方法是本文首次系统提出的.
【总页数】7页(P1115-1121)
【作者】韩再生;冉伟彦;佟红兵;刘志明
【作者单位】中国地质调查局,北京,100011;北京地质勘察技术院,北京,102218;北京地质勘察技术院,北京,102218;中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北,石家庄,050061
【正文语种】中文
【中图分类】P314.1
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3.河北省平原区浅层地热能开发利用前景及勘查评价方法探讨 [J], 李郡;张志刚;朱振伦
4.行业标准《浅层地热能勘查评价规范》的编制和应用 [J], 韩再生
5.我国首部《浅层地热能勘查评价技术规范》即将出台 [J],
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浅层地热能调查评价方法分析①作者：陈功懋来源：《科技创新导报》2019年第25期摘 ; 要：目前我国对于浅层地热能的开发应用力度较大，重视程度较高，发展前景广阔。

就全国大部分省市来说都在不遗余力地发展浅层地热能事业。

本文将针对浅层地热能的调查评价方法进行分析，主要从浅层地热能的相关概念以及自身特点和发展现状出发分析进行浅层地热能调查评价的必要性，并作出方法分析。

关键词：浅层地热能 ;调查评价 ;方法分析中图分类号：TK521 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章編号：1674-098X（2019）09（a）-0112-021 ;浅层地热能的相关概念和特点分析浅层地热能是地热能源的一部分，主要是在地下200m以上的深度存在其温度较为稳定略高于当地平均气温的3℃～5℃，是一种清洁可再生的能源储量丰富。

浅层地热能具有以下特点：（1）分布范围广。

浅层地热能是在地表范围内接近于均匀分布的，也就是说基本上每块区域都蕴藏着浅层地热能。

在地下水，地下土壤以及大江大河中都可以采集到浅层地热能资源。

因此在进行调查评价时可以就周边地区进行浅层地热能资源的勘探，不需要跨地区进行调查，也不需要大规模的开采调查在小范围内查验即可。

这种特点也免去了资源分布不均所带来的时间和效益上的损失。

减少大规模投资所进行的人力物力的支出。

（2）贮存量丰富。

由于我国地大物博的特点，我国浅层地热能的储藏量也是十分丰富是发电量的上千倍，因此对于浅层地热能进行调查评价可以有效节约电力资源的输出，减缓我国目前资源利用紧张的问题。

因此浅层地热能的调查利用可以开辟我国能源发展的新道路。

（3）能源稳定性好持续性较高。

由于浅层地热能分布在地下，因此很大程度上可以避免受到地表温度和环境变化的影响导致能源供应的不稳定状态。

因此浅层地热能在冬季的能源温度要高于地表，夏季的能源温度要低于地表。

附录A 计算方法（资料性附录）A.1浅层地热能热容量计算采用体积法计算浅层地热能热容量，应分别计算包气带和饱水带中的单位温差储藏的热量，然后合并计算评价范围内地质体的储热性能。

a)在包气带中，浅层地热能热容量按下式计算：R S WAQ Q Q Q …………………………………………（A.1）1(1)S SS Q C Md …………………………………………（A.2）1W WW Q C Md …………………………………………（A.3）1()AAA Q C Md …………………………………………（A.4）式中：Q R ——浅层地热能热容量，kJ/℃；Q S ——岩土体中的热容量，kJ/℃；Q W ——岩土体所含水中的热容量，kJ/℃；Q A ——岩土体中所含空气中的热容量，kJ/℃；ρS ——岩土体密度，kg ／m 3；C S ——岩土体骨架的比热容，kJ ／kg ·℃；φ——岩土体的孔隙率（或裂隙率）；M ——计算面积，m 2；d 1——包气带厚度，m ；ρW ——水密度，kg ／m3；C W ——水比热容，kJ ／kg ·℃；ω——岩土体的含水量；ρA——空气密度，kg ／m 3；C A ——空气比热容，kJ ／kg ·℃；b)在饱水带中，浅层地热能热容量按下式计算：WS R Q Q Q …………………………………（A.5）式中：Q R ——浅层地热能热容量，kJ/℃；Q S ——岩土体骨架的热容量，kJ/℃；Q W ——岩土体所含水中的热容量，kJ/℃。

Q W 的计算公式如下：2Md C Q W WW……………………………………………（A.6）式中：d 2——潜水面至计算下限的岩土体厚度，m 。

Q S ——计算公式参照A.2中计算式，但厚度采用d 2。

A.2地下水方式换热功率计算适用于取得地下水循环利用量后，计算换热功率，公式如下：q h Q Q n …………………………………（A.7）51.1610hw ww Q q TC ………………………………（A.8）式中：Q q ——为评价区地下水换热功率，kW ；Q h ——为单井换热功率，kW ；n ——为计算面积内可钻孔数量；——为土地利用率。