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北京浅层地温能勘查开发利用情况调查经济快速增长，能源形势日趋严峻，节能减排呼声日益高涨。
作为重要的新型能源，浅层地温能的利用和开发已经成为实现可持续发展的一个重要途径。
近年来，我国浅层地温能开发迅速，但勘查评价滞后一直就是制约浅层地温能发展的瓶颈。
浅层地温能资源家底不清，给城市的专项规划和管理工作造成被动；缺乏勘查评价的技术标准，为浅层地温能资源无序开发带来隐患；因为缺乏长期监测数据，开发利用后地质环境变化无从得知……2006年4月28日，北京市地勘局向北京市政府提交了《北京市浅层地温能开发利用现状、问题与对策战略研究》成果的报告。
报告得到北京市政府的高度重视，北京市财政局同意开展浅层地温能资源地质勘查工作。
三年项目周期结束，2009年8月7日，“北京市平原区浅层地温能资源地质勘查”成果报告会在京召开。
由北京市地质勘察技术院、水文队、地调院、勘察院联合实施的这一项目，查明了北京平原区6400平方公里范围内3米～150米的浅层地温能资源特征和分布规律，研究评价了浅层地温能的资源量，并进行了开发利用方式适宜性区划，成果内容居世界科学前沿，总体达到国际领先水平。
一年前，在举世瞩目的第29届奥林匹克运动会期间，北京市地勘局地质勘察技术院实施的奥运村再生水热泵冷热源系统工程，让41.3万平方米的奥运村真正实现了制冷供暖零排放、无污染，也实现了中国政府向世界的“绿色奥运”的承诺。
2009年8月7日，“北京市平原区浅层地温能资源地质勘查”成果报告会在位于北京西四环的地质大厦召开。
历时3年，由北京市财政出资，北京市地勘局承担，北京市地质勘察技术院、水文队、地调院、勘察院联合实施的这一项目，查明了北京平原区6400平方公里范围内3米～150米的浅层地温能资源特征和分布规律，研究评价了浅层地温能的资源量，并进行了开发利用方式适宜性区划，成果内容居世界科学前沿，总体达到国际领先水平。
为使地质工作成果更好服务于首都经济发展，北京市地勘局邀请国土资源部和全市10余家委办局参加成果报告会暨交接仪式，向其介绍项目取得的最新进展，并无偿地与相关政府部门、研究机构成果共享，回报社会，希望藉此大力推动浅层地温能健康有序发展，有效缓解北京化石燃料紧张和环境压力巨大的问题。
广东地质GUANGDONG GEOLOGY浅层地温能资源的调查评价与开发利用邓高(广东省地质建设工程勘察院，广州 510080)摘要介绍浅层地温能的概念与利用原理和调查评价的主要内容，分析了广东省浅层地温能开发利用潜力，并提出调查、区别和开发示范工作建议。
关键词浅层地温能地源热泵调查区划开发开发利用浅层地温能资源，既符合国家节能减排的政策，也经济实惠。
中北部的一些省市（如天津、北京、沈阳、成都等）正在开展浅层地温能资源开发利用。
据最新调查，应用浅层地热能进行供暖和制冷的地源热泵项目在我国已经超过2 500个，建筑面积已超过1亿m2。
而我们广东省无论是浅层地温能的调查评价还是地源热泵的开发利用均远远落后于全国其他省市。
究其原因，除了政策的支持力度和引导不够外，人们对浅层地温能的认识存在偏差与不足也是制约浅层地温能资源开发利用的重要原因。
本文试图就浅层地温能的概念与利用原理、调查评价、开发利用，以及浅层地温能资源在广东省开发利用前景进行阐述和探讨，希望能抛砖引玉，为促进我省浅层地温能资源的开发利用有所帮助。
1 浅层地温能的概念与利用原理1.1 概念浅层地温能是指蕴藏在地表以下一定深度（一般小于200 m）范围内岩土体、地下水和地表水中，具有开发利用价值的低于25℃的热能。
也可以理解为：赋存于地表以下200 m岩土体和地下水中，因该范围内温度与地表气温存在常年温差而形成的能量，可以理解为一种势能或位能。
正是由于这一温度差的存在，我们才能把它变成供暧、制冷的热冷源。
浅层地温能与传统地热能的区别在于温度、空间分布和利用方式等方面的不同。
由于浅层地温能的温度大大低于传统地热的温度，所以不能直接利用，它需要热泵来提温（供暧）或降温（制冷），而传统地热能可以直接利用于供热或发电等，传统地热能只本文2011年3月收到，4月改回。
分布于地热田中，而浅层地温能分布于广大地区。
1.2 利用原理浅层地温能被利用的实质是冬、夏两季地层中比较恒定的温度与外界空气的温度存在较大的反向温差。
邯郸市城区浅层地温能开发利用现状及存在问题分析介绍了邯郸市城区浅层地温能开发利用的基础条件和开发利用现状，同时也分析了在开发利用工程中存在的问题，对邯郸市合理开发浅层地温能资源提供了基础。
标签：地温能开发热泵系统1前言浅层地温能是指地表以下一定深度范围（一般为恒温带至200m埋深）内，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。
浅层地温能的温度一般高于当地平均气温3～5℃，温度比较稳定，分布广泛，开发利用方便。
作为清洁可再生能源，浅层地温能的利用摒弃了使用传统燃料的很多副作用，比如排放大量二氧化碳、二氧化硫、粉尘等燃烧产物，严重污染环境，引起温室效应、酸雨、土地沙漠化等问题。
2浅层地温能开发利用现状邯郸市是河北省开发利用浅层地温能比较早的城市之一，其历史可以追塑到上个世纪九十年代。
中煤水文地质局生活小区是区内最早开发利用浅层地温能冬季取暖夏季致冷的工程，该工程安装的为地下水式地源热泵系统。
区内安徽绿寰地能空调有限公司邯郸分公司长年从事地源热泵系统的设计、施工、安装、检测、调试和维护工作，且在区域上小有名气。
河北工程大学城建学院设有土壤源热泵机组试验室，专门从事土壤源热泵性能研究与测试。
邯郸市的浅层地温能资源的开发主要以地下水源热泵系统为主，主要利用深度为30～80米的含水层，浅层地下水温度为13℃～17℃，是公认的节能环保型空调系统类型。
截止到2010年底，城区内现有利用地源热泵系统开发浅层地温能的工程项目20余个。
共为建筑物供暖制冷面积约15.55×104㎡。
大多数为地下水式换热系统只有少部分为地埋管式换热系统。
2.1地下水式地源热泵系统利用现状地下水式地源热泵系统利用工程主要分布在城区东半部，共供暖致冷面积13.586×104㎡，服务对象包括住宅楼、办公楼、商场、饭店宾馆、医院、学校等，可利用温差3～5℃，抽灌井间距5～80m，抽水量20～75m3/h，回灌水量10～75m3/h，抽水与回灌井的数量最省的为对井，最多的达11眼，井深为50～270m，井管结构大部分为水泥管，只有少部分为钢筋水泥或钢管。
浅层地温能资源的调查评价与开发利用摘要介绍浅层地温能的概念与利用原理和调查评价的主要内容，分析了广东省浅层地温能开发利用潜力，并提出调查、区别和开发示范工作建议。
关键词浅层地温能地源热泵调查区划开发开发利用浅层地温能资源，既符合国家节能减排的政策，也经济实惠。
中北部的一些省市（如天津、北京、沈阳、成都等）正在开展浅层地温能资源开发利用。
据最新调查，应用浅层地热能进行供暖和制冷的地源热泵项目在我国已经超过2 500个，建筑面积已超过1亿m2。
而我们广东省无论是浅层地温能的调查评价还是地源热泵的开发利用均远远落后于全国其他省市。
究其原因，除了政策的支持力度和引导不够外，人们对浅层地温能的认识存在偏差与不足也是制约浅层地温能资源开发利用的重要原因。
本文试图就浅层地温能的概念与利用原理、调查评价、开发利用，以及浅层地温能资源在广东省开发利用前景进行阐述和探讨，希望能抛砖引玉，为促进我省浅层地温能资源的开发利用有所帮助。
1 浅层地温能的概念与利用原理1.1 概念浅层地温能是指蕴藏在地表以下一定深度（一般小于200 m）范围内岩土体、地下水和地表水中，具有开发利用价值的低于25℃的热能。
也可以理解为：赋存于地表以下200 m岩土体和地下水中，因该范围内温度与地表气温存在常年温差而形成的能量，可以理解为一种势能或位能。
正是由于这一温度差的存在，我们才能把它变成供暧、制冷的热冷源。
浅层地温能与传统地热能的区别在于温度、空间分布和利用方式等方面的不同。
由于浅层地温能的温度大大低于传统地热的温度，所以不能直接利用，它需要热泵来提温（供暧）或降温（制冷），而传统地热能可以直接利用于供热或发电等，传统地热能只本文2011年3月收到，4月改回。
分布于地热田中，而浅层地温能分布于广大地区。
1.2 利用原理浅层地温能被利用的实质是冬、夏两季地层中比较恒定的温度与外界空气的温度存在较大的反向温差。
地源热泵是利用地球表面的浅层地温能资源作为冷热源进行能量转换，从而为建筑物进行供暧和制冷的机械设备。
地源热泵系统的工作原理是利用水与地温能进行冷热交换，冬季把地温能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地温能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地温能为“冷源”。
热泵系统按照室外换热方式不同可分为三类：（1）地埋管地源热泵系统；（2）地下水地源热泵系统；（3）地表水地源热泵系统。
地埋管地源热泵系统是通过循环液（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的换热（图1）。
在冬季是通过埋在地下的封闭管道从大地收集自然界的热量，给室内供暖；在夏季，此运行程序则相反，地源热泵系统将从室内抽出的热量排入封闭管道而为大地所吸收，使房屋得到供冷。
图 1 地埋管地源热泵系统示意图地下水地源热泵系统是通过抽取及回灌地下水，让地下水在含水层中的自由流动实现系统与大地之间的换热（图2）。
在冬季是通过抽取地下水从大地收集自然界的热量，给室内供暖，同时向地下回灌较低温的水；在夏季则是从室内抽出热量通过地下水而向大地排热，使房屋得到供冷，同时向地下回灌较高温的水，形成循环。
该技术适用于地下水源丰富的地区。
地表水地源热泵系统是直接抽取地表图 2 地下水地源热泵系统示意图水，让地表水在江河或湖泊中的自由流动实现系统与大自然之间的换热（图3）。
在冬季是通过抽取地表水收集自然界的热量，给室内供暖，同时排出较低温的水；在夏季则是从室内抽出热量通过地表水而向江河或湖泊排热，使房屋得到供冷，同时排出较高温的水。
该技术适用于地表水源丰富的地区。
图 3 地表水地源热泵系统示意图2 浅层地温能的调查评价2.1 目的和任务浅层地温能调查评价的目的是查明区域浅层地温能分布特点、赋存条件和地层热物理性参数、资源数量、质量以及分布规律，进行开发利用区划，为浅层地温能的可持续利用提供依据。
主要的工作有：⑴调查浅层地温能开发利用的现状；⑵浅层地温能的分布特点和赋存条件的调查评价；⑶浅层地温能开发利用的适宜性分区；⑷浅层地温能资源潜力评价。
2.2 调查评价的主要内容浅层地温能资源蕴藏于地下岩土体和地下水中，其储藏、运移和开发利用都受到区域地质、水文地质条件的制约。
不同地区浅层地温能资源的利用方式因为其区域地质、水文地质条件的不同而存在较大的差异。
如第四系岩性的组构、厚度、粒度、含水层厚度、富水性、水位埋深、补给条件等是影响制约浅层地温能资源开发利用的主要因素。
浅层地温能调查评价的主要内容包括以下几部分：（1）地质勘查：查明地温场的分布规律、第四系岩性的组构、水文地质条件和岩土层的热物理参数等。
（2）适宜性分区：在地质勘查的基础上，应用多种分析法进行适宜性分区，按照不同的利用方式（如地埋管式、地下水式、地表水式）分别划分适宜区、较适宜区和不适宜性区。
适宜性分区主要的考虑因素是：地温、松散层厚度、单位涌水量、回灌条件、含水层的累计厚度、岩土的导热性和地下水水质等。
（3）资源潜力评价：资源潜力评价的目的是对一个地区单位面积内的资源量进行评估。
区域浅层地温能调查应计算评价浅层地温能的可开采量和地温能的储存量。
（4）环境影响评价与监测：浅层地温能资源的开发利用对周围环境的影响是关系到浅层地温能资源能否可持续发展的重要因素，所以对周围环境的监测与评价是必不可少的。
环境影响评价的内容是根据地源热泵系统的不同换热方式，对地下水和土壤中的热平衡、浅层地温场的变化及对生态环境可能造成的影响进行评估。
评估主要分两个方面：一是对地质环境的影响评价，其中地下水式换热系统主要评价回灌水对地下水环境的影响，并对能否产生地面沉降、岩溶塌陷和地裂缝等地质环境问题进行评价；地埋管式换热系统主要评价开发过程中对地下空间利用的影响，评价循环介质泄漏对地下水质的影响；地表水式换热系统主要评价开发过程中对河流、湖泊、水库、海洋等地表水的影响，评价回水对水环境的影响，评价是否会产生地表水体内水生生物的生态环境问题。
二是浅层地温的可恢复性与浅层地温场变化趋势评价，通过地源热泵系统的长期运行监测，评价浅层地温的可恢复性，估算浅层地温能可持续利用量，同时评价地温场的变化对换热区土壤和地下水中微生物的影响。
要正确评价浅层地温能开发利用对周围环境的影响，应建立浅层地温能监测网。
对不同深度的地温、采温层的岩土质量、地下水水位和水质、地面标高等项目实施长期监测。
3 广东省开发利用浅层地温能资源之探讨3.1 广东省浅层地温能开发利用潜力分析广东省地下水资源丰富，蕴含丰富的低温地热能量。
根据目前已初步查明的资料，广东地下淡水资源几乎分布于全省各地。
根据1：50万广东省水文地质资料，全省参加资源计算的面积近20万km2，地下水天然资源储量每年近800亿m3，开采资源储量每年约105亿m3，且水质较为优良。
全省远景开发区面积21 440 km2，其中可集中开采的水源地50多个（有多个大型、特大型水源地），总面积逾万平方公里。
这些地下水资源较集中分布于雷琼自流盆地、北江、东江、西江、韩江、榕江、鉴江等流域冲积层，以及粤北地区、广花盆地、肇庆、阳春等石灰岩分布区。
如果按照我省尚未开采的天然地下淡水储量来估算，则我省浅层地温能储量可达2.9×1019J，相当于10亿t标准煤的发热量，如果按10%的利用率也超过我省“十二五”末年能源消费总量的50%，即使每年利用1%的热资源量，也将对缓解能源紧张局面起到积极作用，而且浅层地温能是完全清洁无污染的，其潜在的经济和环境效益十分巨大。
广东省地下水资源具备良好的开发利用条件，原因是我省地下恒温带埋深浅，地下水位较高，岩土层含水量大且热传导性高。
根据测温资料，我省地下恒温带埋深北浅南深，一般为20～30 m，各地恒温带地温基本恒定，与地下水水位关系较密切，温度一般20～25℃，地温梯度属地热增温正常区。
广东省的主要三角洲平原和河流冲积盆地的地下水位埋深很浅，一般为5～10 m，部分地区小于2 m，非常有利于浅层地温能的开采利用。
从理论上分析，我省富水岩土体的埋管换热效率应明显高于我国北方地区在干性土壤实施工程的效果。
因此，广东省的水文地质条件特征决定了浅层地温能技术的使用前景非常广阔。
3.2 抓紧开展广东省浅层地温能的区域性调查评价、规划及开发示范工作开展广东省浅层地温能的区域性调查评价、规划及开发示范工作的目的和任务主要是：通过采用综合调查方法技术，开展全省浅层地温能调查评价工作，基本查明全省浅层地温地质背景及地热特征，论证浅层地温能的可利用储量和开发利用前景，并进行区划，为我省浅层地温能的开发利用提供基础资料。
另外，选择不同类型水文地质条件的典型区域，建立浅层地温能开发利用示范工程，为该项技术的推广应用摸索方法，积累经验，提供借鉴，带动全省浅层地温能的开发利用。
此项工作的主要工作内容如下：（1）全面收集我省现有的水文地质、工程地质以及开发利用成果等资料，进行整理归类建档，在此基础上进行综合研究分析，为各项工作顺利开展奠定基础。
（2）综合采用地热地质调查、钻探、取样和试验等工作，基本查明区域地热地质、水文地质和工程地质条件（包括含水层结构、厚度、埋深等），地下水水位分布、水量、水质情况及其动态变化，包气带岩土体结构等，浅层地温能的热来源和热成因机制，地下水水热的补给、运移、排泄条件，包气带地热能的补给、运移和排泄条件，提出浅层地温能形成的概念模型和理论参数模型。
（3）通过实测数据或经验数据,确定岩土体的热物理参数(热导率和比热)；根据已有实测数据、气象监测数据或经验数据，补充必要的地温调查工作(即钻探测量地温)，基本查明地温、水温分布及其动态，确定恒温带的温度和深度、大地热流值；确定岩土体的孔隙率(裂隙率)、含水量、密度等物理力学参数；对未进行回灌试验的空白地区，通过回灌试验评价含水层的回灌能力并求取渗透系数。
（4）根据区域性浅层地温能的调查评价，划分地源热泵的适宜区、基本适宜区和非适宜区，评估区域浅层地温能开发利用潜力和前景。
（5）开展浅层地温能示范区的建设，同时监测和评估开发利用产生的环境影响，为我省推广和综合利用浅层地温能提供示范作用。
（6）开展综合研究工作，编制广东省浅层地温能调查评价与区划报告以及浅层地温资源系列图件，为我省浅层地温能评价、开发利用和环境保护规划提供技术支撑。
4 工作建议⑴开展广州及珠江三角洲地区的浅层地温能资源调查评价工作，并进行浅层地温能开发适宜性分区。
⑵逐步开展广东省各地县市的浅层地温能资源调查评价工作。
应选择有代表性的三角洲平原区或盆地先进行，重点在韩江三角洲、广花盆地、清远市、韶关市，最终完成全省的浅层地温能资源调查评价工作，并进行浅层地温能开发适宜性分区。
⑶选取2～3个典型地区建立浅层地温能开发利用示范工程。
