浅层地热能勘查评价
地热资源评价浅层地温能
工提供埋管工艺和埋管材料热
传导性能等。 砂质粉土
土壤的传热性能取决于土
细砂
壤的热导率、密度、比热容等。 粘土
土壤的含水量对其密度和导热
性有决定性影响，潮湿土壤的
热导率高于干燥土壤。
F
场地浅层地热资源调查
2. 热响应试验
取得换热孔的有 效传热系数、岩 土体平均导热系 数、地层初始温 度等参数，计算 确定换热孔的合 理间距
D 提出可持续开发利用
E 提出可持续开发利用的方案建议
浅层地热能勘查的目的与分区
需要解决的问题： 1、特定水文地质条件和气候特征下，地
下含水层的流动和传热机制； 2、地下含水层储能与水热调蓄的能力。
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。
勘查要求：
• 勘察井深度一般宜小于200m，当有多个含水层组 且无水质分析资料时，应进行分层勘查，取得各 层水化学资料；
• 勘察井工作量按下表确定。
地下水换热方式浅层地热能调查
勘察井工作量
工程热负荷q/ kW
q<500
勘察井数量数量/ 个
1~2
500≤q<2000
2~3
q≥2000
≥3
注：工程热负荷取冷、热负荷中较大者。
地热资源与浅层地热能区别
温度 (℃)
深度 (m)
利用性
建筑中 利用
平面 分布
垂向 分布
地热
＞25
n×10２ ～n×10３
发电、 直接利 用
供暖、 供热水
地热田
热储中
浅层 地温
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。
绍兴市文化中心地源热泵工程浅层地热能勘察评价
面的剪切移动和岩石下滑， 进而 ， 相对于水平和缓倾斜 煤层 而言 ， 表沉 陷盆 地呈 现 出 明显 的不 对称 性 。可 以 地 看 出， 煤层 倾 角变 化 已经成 为急倾 斜 煤层 开采 地表 移动 变形 的重 要影 响 因素 。 （） ３ 计算机 数 值模 拟研 究得 到 的急倾 斜煤 层 开采地 表 应 力 和位移 分布 规律 与预 计 系统预 计 结果基 本 吻合 。 在采 煤 沉 陷预 计 中 ， ＡＮＳ ＹＳ数 值 模 拟方 法 完 全建 立在 原型和煤层模拟开挖过程的力学效应基础上 ， 无需确定
部地下 水 为接受 大气 降 水 和地 表 水渗 人 补 给 的孔 隙潜
水 ， 量较小 ， 质易 受 污 染 。地 下水 类 型 为重 碳 酸 钙 水 水
型淡水 。
下水交换热量 ， 从而满足建筑 物供 暖和降温需求 。与传统 空调系统相比， 地源热泵系统节能 ２ ～４ 。 ０ ０
综 上所 述 ， 场地 第 四系埋 深在 ５ｍ 左 右 ， 度 基 本 ０ 厚 本 稳定 ， 壤 颗 粒 级 配 比例适 宜 ， 度 适 中 ， 水 量 较 土 密 含 大 ， 本呈饱 和状 态 ， 地下 水水位 较浅 ， 基 且 土壤 温度 相对 稳定 ， 一 种 良好 的低 温 位热 源 。而埋 藏 在 ５ ｍ 以下 是 ０ 的流纹 质角 砾玻 屑凝灰 岩裂 隙较 发育 ， 少量 深层 裂隙 含
水 ， 是较稳 定 的低 温位 热 源 。因此 ， 据本 场 地 岩 土 更 根
岩土热物性特征随地点不 同而有所 区别 ， 一个地区 的测试结 果 可能完 全不适 于其 他地 区 ， 须进 行相 应 的 必 修 正甚 至是重 新测 试 。 因此 地 源 热泵 工 程 必 须进 行 系 统 的浅层 地热 能勘 察 ， 以便查 明场 地 的 地热 地 质 情 况 ， 实 测岩 土体 的参数 ， 而来科 学地评 价 场地浅 层地 热 能 从 的资源量 ， 场地 专项 浅层地 热能 开发 利用方 案提 供依 为 据 。浅层 地热 能在 北方 开展 的 比较早 ， 兴地 区才 刚 刚 绍 起 步 ， 们所 做 的工作 既是一 种尝试 更是 一种 学 习和探 我 索， 为今后 浅层 地 热能这 种新 型环保 可再 生 的特殊 能源 在 绍兴地 区 的利用 和发 展提供 前师 之鉴 。 Ｉ 地质 环境 和地 热能 资源评 价 绍 兴文 体 中心 位 于绍 兴 市镜 湖新 区核 心 区 域行 政 中心 的南 侧 。规 划 用 地 面 积 ３ ９ ４ ， 建 筑 面 积 为 ９ ７ ｍ。 总 ５ ３ ４ ， 中地 上 建 筑 面积 ４ ７ ４ ， 下 建 筑 面 积 ５ １ ｍ 其 ５ ３ ｍ。 地
陕西大中型城浅层地热能调查评价项目成果及规划
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。
浅层地热能勘查评价技术规范
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。
浅层地热资源的基本内涵与资源勘查评价的基本理念
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。
河南省邓州市浅层地热能评价探讨
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]。
浅层地温能勘查评价方法及实例
由上式可得：
D L（T1－T4）
1
ln r2
2
1 ln r3
1
＝K ln r4
（传热系数） 单位：W/(m K）
1 r1 2 r2 3 r3
31
地下水热泵适宜区 浅层地温能换热功率的计算方法
计算评价地下水循环利用量，需要考虑： 技术约束：回灌能力 环境约束：抽、灌地下水产生地质环境问题。 经济约束：抽灌系统的经济合理性
111213查明区域浅层地温能资源数量质量以及分布规律编制开发利用规划为浅层地温能可持续利用保护和科学管理提供依在充分利用现有水文地质工程地质等资料的基础上补充地热地质水文地质岩土工程地质等项调查进行必要的钻探现场试验和室内测试
浅层地温能勘查评价 方法及实例
冉伟彦
中国地调局浅层地温能研究与推广中心 2009年03月
调查方法：在充分利用现有水文地质、工 程地质等资料的基础上，补充地热地质、水文 地质、岩土工程地质等项调查，进行必要的钻 探、现场试验和室内测试。
13
调查内容：
(1)区域地热地质、水文地质、工程地质条件。
(2)含水层结构、厚度、埋藏等特征。地下水水位 分布、水量、水质情况及其动态变化，查明包气带岩 土体结构。
r1-地埋管束的等效半径(m)，单U为管内径的 倍，双U为管内径 倍； r2-地埋管束的等效外径(m)，等效半径r1加管材壁厚； r3-钻孔平均半径(m)； r4-换热温度影响半径(m)，可通过现场换热试验时设观测孔求取； t1-地埋管内流体的平均温度； t4-温度影响半径之外岩土体的初始温度。
30
区域浅层地温能评价的深度范围为 1m至200m埋深以内。
场地浅层地温能评价的深度根据工 程的需求而定。
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地热资源地热资源是指能够为人类经济开发和利用的地热能、地热流体及其有用组分。
地热资源为重要的可再生能源矿产，合理开发利用是一种清洁能源，也是医疗、旅游、化工资源。
浅层地热能是地
热资源的一部份
热泵的工作原理应用冷凝器排出的热量进行供热
应用蒸发器吸收的热量进行制冷
北京市城区地源热泵项目分布
北京市平原区地下水换热系统适宜性分区
北京市平原区地埋管换热系统适宜性分区
现场热传导试验:对回路中循环流动水连续加热，测量加热功率、水的流量和温度及其所对应的时间，推算钻孔周围岩土的平均岩土导热系数。
计算评价地埋管单位换热量
抽水井回灌井。