正文目錄第1章前 任務(wù)來 目的任 以往工作及研究程 工作方法及完成工作 工作質(zhì)量評 第2章依托項目進展概 依托項目概 本項目與依托項目關(guān) 第3章自然地理及地質(zhì)環(huán) 自然地 區(qū)域地 區(qū)域水文地 第4章淺層地溫地質(zhì)條 地溫場特 淺層地溫 淺層地溫能資 第5章淺層地溫能開發(fā)利用現(xiàn) 淺層地溫能開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨 工作區(qū)淺層地溫能開發(fā)利用現(xiàn) 第6章工作方法及技術(shù)要 工作量布 施工方 技術(shù)要 施工質(zhì)量評 第7章淺層地溫能野外測試成 熱響應(yīng)測試成 現(xiàn)場流速試驗成 群井采灌試驗（鄉(xiāng)居假日試驗觀測點 第8章數(shù)值模型建 豎直地埋管數(shù)值模 群井采灌數(shù)值模 第9章結(jié)論與建 結(jié) 建 附圖目錄序號圖 比例1234

唐山市淺層地熱資源應(yīng)用與研究實際材料 附表目錄表名11231附件目錄序 唐山市淺層地熱利用水熱模型及軟件研第1根據(jù)唐山市淺層地溫能開發(fā)利用的需要，唐山市資源局出資委托我單位開展唐山市淺層地溫能評價工作，工作區(qū)為唐山市及轄區(qū)，總面積44k。工作將收集整理全區(qū)環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)及第四系地質(zhì)資料，開展淺層地溫測量，對重點城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃區(qū)開展不同換熱方式的可行性研究，取得代表性巖土熱物性參數(shù)，進行地埋管熱響應(yīng)實驗和水抽水回灌試驗，取得淺層地溫資源參數(shù)，評價淺層地溫資源潛力。淺層地熱資源應(yīng)用與研究工作是唐山市淺層地溫能評價工作的延深，根據(jù)國內(nèi)外多年研究，水流場對地埋管換熱系統(tǒng)熱交換性能、地溫場恢復具有明顯的影響，地埋管設(shè)計工作如只考慮巖土層熱物性特征而不考慮水流場問題，會導致誤判而使換熱空間出現(xiàn)熱交換失衡問題。在水源熱泵實際工程中，經(jīng)常會遇到井群干擾及熱突破導致抽水井處水溫下降，使熱泵機組的運行效率降低的問題，研究認為：群井抽灌水熱耦合三維數(shù)值模擬比單井或?qū)晒嘣囼灨芎芎玫啬M實際工程工作情況，具有更好的理論研究和實際應(yīng)用價值。本項目由河北省地礦局第二地質(zhì)大隊和吉林大學建設(shè)共同承擔，由河北省地礦局第二地質(zhì)大隊負責野外施工及相關(guān)試驗，取得試驗參數(shù)，由吉林大學建設(shè)進行后期的模型研發(fā)工作，最后由地質(zhì)二隊負責進行資料匯總與成果報告的提交。通過各種現(xiàn)場試驗，研究地源熱泵運行過程中溫度場的變化，以及水滲流、地層條件對換熱效率的影響，研究最優(yōu)的埋供理論基礎(chǔ)。、通過試驗對水換熱系統(tǒng)熱源井在不同抽灌量、不同間距況下的試驗研究，建立系統(tǒng)的數(shù)值模型；模擬回灌水溫度、回灌時間、抽灌井空間布置、間距及抽灌井與水流動方向的關(guān)系對溫度場變化的影響，同時進行系統(tǒng)的運行預(yù)測，進而確定最佳的群井抽灌系統(tǒng)。、通過試驗對垂直地埋管換熱器在一定地質(zhì)條件和水滲流場作用下的熱交換特征進行研究，取得相應(yīng)參數(shù)，研發(fā)本地區(qū)垂直地埋管換熱設(shè)計軟件。進行過區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)普查、環(huán)境地質(zhì)和地質(zhì)研究等工作，但針對淺層地溫資源的評估工作剛剛開始，程度很低。以往主要地質(zhì)勘查成果資料見表。以往主要成果資料一覽 表1萬2萬3萬4萬51/56河北省唐山市萬7（2006-20108隊9隊隊隊隊隊程程為詳細的勘察和評價，積累了一些基礎(chǔ)資料，為本次研究工作提供了部分地質(zhì)依據(jù)。但淺層地熱能專項的、評價、區(qū)劃等方面的工作剛剛開始，工作精度還很低，淺層地熱能地質(zhì)資料、數(shù)據(jù)還較為匱乏，而對于具體工程項目有實際指導和參考價值的試驗和研究則更少。本次以唐山市淺層地溫能評價工作為依托，在區(qū)域、評價和區(qū)劃的基礎(chǔ)上開展此區(qū)域地埋管換熱和水抽灌的試驗研究，對本區(qū)巖土體儲熱、換熱條件的了解將更加深入，兩項工作相互補充、配合對部門規(guī)范管理和利用淺層地熱資源、保護地質(zhì)環(huán)境，實現(xiàn)科學規(guī)劃、合理開發(fā)將大有裨益，也將促使淺層地熱資源開發(fā)利用走上規(guī)范化、制度化的必由。1、流場影響地埋管試驗工在地埋管換熱孔附近施工抽水孔，進行不同抽水量的抽水工作用以模擬不同流量的 水流場，并進行示蹤試驗，確定水流速，并在此種抽水條件下開展熱響應(yīng)試驗，分析研究在不同水滲優(yōu)的地埋管數(shù)量、排布方式以及空間方位，開發(fā)地埋管軟件系統(tǒng)并對系統(tǒng)進行驗證與測試，為今后工程設(shè)計提供理論依據(jù)。2、群井采灌試驗工對現(xiàn)有的豐潤區(qū)“鄉(xiāng)居假日”工程中的水源井進行含水層的水度、回灌時間、抽灌井空間布置、間距及抽灌井與流動方向的關(guān)系對溫度場的影響，進而確定最佳的群井抽灌系統(tǒng)并對系統(tǒng)進行后期運行預(yù)測。本項目設(shè)計及完成工作情況見表2工作量完成情況 表完成情況m/m/組44次44點項11次項11試、水位水溫水量監(jiān)測及模型研發(fā)等工作，全部及超額完成設(shè)計工作熱設(shè)計軟件；同時獲得水換熱系統(tǒng)不同情況下的監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立了數(shù)值模型，達到了預(yù)期設(shè)計目的。2章依托項目進展概根據(jù)唐山市淺層地溫能開發(fā)利用的需要，201310月唐山市資源局啟動唐山市淺層地溫能評價工作。2014年6月河北省地礦局第二地質(zhì)大隊中標，成為唐山市淺層地溫能評價項目（以下簡稱依托項目）的承擔單位，中標價198.1877萬元。工作起止時間：20147月至20156月區(qū)）和曹甸區(qū)（包括曹甸工業(yè)區(qū)、南堡經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、唐海鎮(zhèn)）等城建區(qū)列為重點區(qū)，面積750km2，其它地區(qū)為一般區(qū)，面積3350km2（范圍及主要工作量位置見圖1）。依托項目工作目標是通過工作，初步查明唐山市平原區(qū)深度以內(nèi)的巖土體熱物性特征，初步查明區(qū)淺層地溫能資源潛利用提供地質(zhì)依據(jù)。項目設(shè)計工作量有：數(shù)字化制圖20幅；地質(zhì)4100km2（其中1：5750km21：103350km2）；勘查孔2個、總進尺400m、總成井270m；地埋管井4個，總進尺及成井均400m；物探測井（包括井溫、電位、視電阻率和三側(cè)向測井）4孔，每項測井均620m；水質(zhì)分析4件；巖土常規(guī)土工試驗150件，熱物性試驗150件；抽水試驗階段。組，回灌試驗2組；現(xiàn)場熱響應(yīng)試驗4組階段。本次試驗以《唐山市淺層地溫能評價》項目為基礎(chǔ)，地埋管換熱孔應(yīng)用其DZK3DZK5孔，本項目只在其周圍施工地溫及水位觀測孔；抽水孔應(yīng)用其SZK1、SZK2孔，在每孔附近施工1個示蹤劑投入孔和1個水觀測孔。兩項目有機結(jié)合，不但可以節(jié)約工作量，節(jié)約投入，而且對唐山淺層地熱資源工程應(yīng)用具有直接的指導意義，是建立地方行業(yè)標準、規(guī)范行業(yè)管理必須開展的研究工作，有利于淺層地熱資源的合理開發(fā)和保護，并在科學的引導下健康發(fā)展。3章自然地理及地質(zhì)環(huán)本項目水源熱泵監(jiān)測場地位于唐山市豐潤區(qū)任各莊鎮(zhèn)鄉(xiāng)居假日韓城鎮(zhèn)莊村村北和曹甸區(qū)唐海鎮(zhèn)四場六隊揚水站東側(cè)。1、水源熱泵監(jiān)測場地位于市區(qū)通112國道東側(cè)，距離市區(qū)較近，同時距北側(cè)京哈高速1.3km，場地四周公路網(wǎng)交錯，交通便2、韓城鎮(zhèn)地埋管試驗場地位于唐山西環(huán)高速西側(cè)1.5km，北側(cè)據(jù)京哈高速8.0km，同時本區(qū)距離市區(qū)較近，場地四周公路網(wǎng)交錯，交通3、唐海鎮(zhèn)地埋管試驗場地位于唐曹高速西6.0km，沿海高.0k，同時距離唐海鎮(zhèn)城區(qū)較近，場地四周公路網(wǎng)交錯，交通便利。交通位置概況見圖2灤河中晚更新世沖洪積扇的上部，地勢起伏較小，地面標高3.-.0，地勢較平坦，地形簡單，地貌類型單一。灤河中晚更新世沖洪積扇的下部，地面標高.-2.9，地勢較平坦，地形簡單，地貌類型單一。部，地面標高.8-.8，地勢較平坦，地形簡單，地貌類型單一。（見圖3地貌圖1據(jù)唐山市氣象局1956-2014年氣象資料，多年平均氣溫10.6℃，最高氣溫39.9℃（1972610日），最低氣溫-23.1℃（1983128日），十月中旬至翌年四月上旬為凍結(jié)期，標準季節(jié)性凍土深度小1m，全年無霜期188天2本區(qū)地表水體主要有還鄉(xiāng)河、陡河和青①還鄉(xiāng)南到韓巖頭村東轉(zhuǎn)向南，經(jīng)黃昏峪流入邱莊水庫。從邱莊水庫往南流經(jīng)左家塢、泉河頭至城關(guān)，折向西經(jīng)鋪、七樹莊再向南經(jīng)田富莊、白官屯、燕子河等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，從燕子河鄉(xiāng)三百戶村南入玉田，在寧河匯入薊運河入渤海。全長160km，在豐潤境內(nèi)60km，流域面積460km2，河床平均寬40m，平時流量40m3/s，年平均徑流量0.7359億m3，年平均徑流深157.6mm，最大洪峰流量500m3/s，原為常年河流，②陡上游分兩支，東支管河、龍灣河，西支泉水河，分別發(fā)源于灤縣蛇探峪、中趙莊和豐潤區(qū)上水路等地，于雙橋附近匯入陡河水庫。進入市區(qū)急轉(zhuǎn)南下，向南流向豐南區(qū)，經(jīng)稻地、尖子沽、柳樹等地澗河村東匯入渤海。全長20，流域面積為140k。③青龍塌陷坑，穿過京山鐵路69號橋入豐南區(qū)王家河（豐南區(qū)稱煤河），再河道，平水期平均流量2.47m3/s。悠久。經(jīng)過一百多年的發(fā)展，唐山已成為重要的能源、原材料工業(yè)，形成了以煤炭、鋼鐵、電力、建材、機械、化工、陶瓷、紡中部平原盛產(chǎn)玉米、小麥、水稻等糧食作物和棉花、花生等經(jīng)濟作物。南部沿海既是渤海灣的重要漁場，又是著名的長蘆鹽的重要產(chǎn)區(qū)?！皷|方對蝦”享譽中外，唐山的海、淡水魚、蝦、貝類、等水產(chǎn)品產(chǎn)量均居河北省第一位。項目區(qū)位于準地臺之上，地跨馬蘭峪復式背斜和黃驊臺陷兩個三級構(gòu)造單元（見表3）；里莊斷裂、唐山斷裂、車軸山向斜、碑子院背斜、西南莊斷裂及西南莊凸起，影響第四系沉積的構(gòu)造主要有八里莊斷層和唐山斷裂，沿斷裂兩側(cè)第四系厚度明顯不同（見圖）。區(qū)大地構(gòu)造單元一覽 表ⅠⅡⅢⅣⅠ2準地Ⅱ22Ⅲ27Ⅳ227薊縣凹褶束、Ⅳ228開灤臺凹Ⅱ24Ⅲ214Ⅳ2521、大八里莊斷位于韓城場地東南，該斷裂西起韓家莊，東到沙河驛，長0m。大八里莊以東近W，以西SW，斷層東段傾向S，為逆斷層，是丘陵與平原交界帶，西段傾向W，為正斷層，有過強烈活動，兩側(cè)第四系厚差50。該斷層規(guī)模大，活動性強，對區(qū)域構(gòu)造起主導作用。2、唐山斷皺帶的東南翼和開平向斜的西北翼，由一系列互相平行的北北東－北東向斷裂組成，控制著本區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造活動。該斷裂基本上可劃分為山南坡斷裂和唐山－古冶斷裂，兩支斷裂之間是背斜構(gòu)造，西北翼陡傾；南段西側(cè)是唐山－豐南斷裂，東側(cè)發(fā)育唐山斷裂，相距2～3km，3、車軸山約為NE60o，向斜軸面向北西方向傾斜。軸面與鉛垂面夾角20o，樞紐以13o向西南方向傾伏，向斜轉(zhuǎn)折端在油坊莊北部，向斜兩翼地層產(chǎn)狀變化較大，東南翼地層平緩，傾角12o-25o，一般20o；西北翼地層急陡，傾角在65o-85o之間，一般70o。在向斜內(nèi)部斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷層多與向斜軸方向一致。4、碑子院武系、上元古界青白口系和中元古界薊縣系地層組成，核部為薊縣系地層，地層完整性較好，背斜軸部呈NE-E向延伸。5、西南莊位于唐海場地東南，該斷裂總體NEE-NNE，傾向SSE-SEE，傾角30-60°，長約60km。該斷裂為上陡下緩，斷距上小下大的鏟形正斷層，切至古生代的地層，最大斷距4500m。東營時期活本項目三個場地的基巖地層出露及厚度存在不同差別，分述下系；新生界的第四系。①薊縣系（Jx）：厚度2200m左右，巖性主要為燧石條帶或結(jié)核白②第四系（Q）：厚度約200m，主要為沖積形成的松散層，巖性青白口系；古生界的寒武系、奧陶系；新生界的第四系。①薊縣系（Jx）：厚度1500m左右，巖性主要為燧石條帶或結(jié)核白②青白口系（Qn）：厚度160m-230m，巖性主要為雜色頁巖、含③寒武系（∈）：厚約570-700m，巖性主要為豹皮狀灰?guī)r、紫色④奧陶系（O）：厚約600-750m，巖性主要為豹皮灰?guī)r、燧石白云⑤第四系（Q）：厚度約150m，主要為沖積形成的松散層，巖性古生界的寒武系、奧陶系；中生界的白堊系、侏羅系；新生界的新近系、第四系。①薊縣系（J）：厚度30m左右，巖性主要為燧石條帶白云巖、黃灰色巨厚層白云巖、夾薄-巖、含粘土質(zhì)白云巖、石英巖狀砂巖、燧石條帶結(jié)核厚層白云巖和含瀝青質(zhì)白云巖，分布不連續(xù)。②寒武系（∈）且不連續(xù)。巖性主要為豹皮狀灰?guī)r、紫色頁巖、泥質(zhì)粉砂巖、鮞狀灰?guī)r和竹葉狀灰?guī)r等，主要是一套以碳酸鹽巖為主的地層。③奧陶系（O）：不連續(xù)。巖性主要為豹皮灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、燧石白云巖和灰質(zhì)白云巖等。④侏羅系（J）：厚度100-500m，上部安山巖，中部為紫紅色泥灰⑤白堊系（）色細砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，局部可見鈣質(zhì)砂巖。厚度0—5m，分布不連續(xù)。⑥新近系（N）：厚度約700-4400m，局部沉積不連續(xù)。巖性為泥巖、砂巖、礫巖等，呈半膠結(jié)⑦第四系（Q）：厚度約500m，主要為沖積、海積形成的松散200m以淺第四系地層是淺層地熱資源主要研究對象，水源熱泵監(jiān)測場地第四系厚度200m左右，韓城鎮(zhèn)地埋管試驗場地厚度150m左右，唐海鎮(zhèn)厚度500m左右（見圖5第四系等值線圖）。項目區(qū)第四系下更新統(tǒng)（）：為一套沖洪積相及河湖積相沉積物，底界埋深0-50，厚-2m，巖性為雜色、灰色粘土、中細砂及含粘土礫卵石層。砂層、礫石層分選磨圓差，多為強風化，局部半膠結(jié)狀。中更新統(tǒng)（）：為一套沖洪積及河湖積相沉積物，底界埋深0-30，厚-4m，巖性為棕黃、棕紅色粘土夾碎石，黃褐色、灰色中粗砂及礫石，分選差，磨圓中等，有風化現(xiàn)象。含分散鈣及鐵錳結(jié)核?？煞譃樯舷聝啥?，下段粘土厚度相對較大，鈣核、錳核增多。埋深50-150m，厚度120m，上部為棕黃色、黃色亞粘土及中細砂；下全新統(tǒng)（Q4）：厚度小于40m，沖積湖湘，巖性為黃灰色粘性①奧陶區(qū)，水量豐富，單位涌水量一般大于50h·，最大可達4.7h·，是城市生活和工業(yè)用水的主要開采層之一。②寒武巖溶裂隙較發(fā)育，富水性較強，水位埋44.0m左右，水化學類型為HCO3-Ca·Mg，主要補給來源為上層越流和側(cè)向徑流補給。③薊縣系霧迷云巖等，總厚度1500m左右，從下到上分為1~4段，其中四段與新近含水層系自上而下劃分為四個含水層組。（見圖-）①第一含水層水系數(shù)多大于5000m2/d，單井出水2400～2880m3/d。含水體直接件良好，水水力性質(zhì)屬潛水～微承壓水類型。水礦化度多小于1g/L。濱海平原地區(qū)的含水巖性以粉砂、細砂為主，厚度小于10m10～20m，含水層之上和含水層之間，多為粉土層，導水系100m2/d，單井涌水量為300～600m3/d。降水補給條件較好，但由于受潛水蒸發(fā)和海侵影響，其水質(zhì)基本上全為大于5g/L的高礦化氯化鈉鎂②第二含水層山前平原地區(qū)的第二含水層組，亦呈扇形分布。由～3套中細砂～中粗砂～礫石、卵石(或含礫粗砂)巖性韻律組成，透水性與富水性均強。含水層之間及其與第一含水層組之間，有不穩(wěn)定薄層粘性土層分布，垂直入滲及水平補給條件較好，水水質(zhì)良好。本含水層組的分布范圍、含水層厚度及粒度，均大于第一含水層組。濱海平原地區(qū)由于受晚更新世以來的海侵影響，海積層約占第二含水層組厚度的13～14。含水層以薄層細砂、粉砂為主，含水層組之間多為粘土，透水性與富水性均弱，補給條件很差，徑流緩慢，因此，該組大部分水為氯化物-鈉型高礦化咸水。③第三含水層山前平原地區(qū)的第三含水層組，由沖積、洪積與冰川～冰水堆積作用所形成。含水層以中粗砂、礫石、卵石為主，呈扇狀展布，并聯(lián)成扇裙。本含水層組，由～4套中細砂～中粗砂～礫石、卵石(粗砂)巖性韻律構(gòu)成，但含水層組下段砂礫石、卵石不同程度的風化，單井涌水量為80～1003d，扇間地帶為40～400d。灤河沖洪積扇上部與中部無良好隔水層。給條件較差，單井涌水量為10～40d，局部小于03d。④第四含水層冰水堆積所形成的3～4套中細砂～含礫中粗砂巖性韻律構(gòu)成。其展布水量2400～4800m3/d，局部1200～2400m3/d。富水性均較弱。由于上覆層與含水層組之間為厚層粘土與粉質(zhì)粘土，又遠離補給區(qū)，故側(cè)向徑流微弱。單井涌水量以1200～2400m3/d600～1200m3/d補徑排區(qū)內(nèi)第四系孔隙水的補給，主要來自大氣降水入滲，其次是河道、、地表積水，農(nóng)灌用水、工業(yè)廢水的下滲，以及側(cè)向徑流補給，包氣帶巖性結(jié)構(gòu)對入滲補給強度影響很大。第四系孔隙水的總體流向由北東向南西，水力坡度一般1-2‰。由于人工開采形成水位降落漏斗，局部改變了水的天然流場，在漏越流、側(cè)向徑流及潛水蒸發(fā)。潛水面的自然蒸發(fā)主要發(fā)生在水位水化學沖洪積傾斜平原區(qū)水化學類型絕大部分為HCO3-Ca和HCO3-型，礦化度小于0.5g/L濱海平原區(qū)上部咸水水化學類型由HCO3-Ca?Na過渡為Cl-Na?Mg，礦化度由北向南逐漸增大，由1-5g/L，甚至大于5g/L。下部淡水HCO3-Na型，礦化度一般小于0.5g/L，偶見大于1g/L。（見圖8剖面4章淺層地溫地質(zhì)條唐山市凍土深度小于1.0m，恒溫層大約深度25m，恒溫帶以上溫隨季節(jié)變化，恒溫層溫度約12.5-13.5℃，恒溫層以下第四系松散積層（200m以淺）地溫隨深度增加而升高，地溫梯度同等深度濱海平原區(qū)比山前傾斜平原區(qū)地溫高1-（1~1.5℃/100m）淺層地熱能是指蘊含在地表2m以內(nèi)，溫度保持恒定不超過℃的熱能。與其他能源相比，淺層地熱能具有分布廣泛、可循環(huán)再生、儲量巨大、可就近利用等優(yōu)點。巖層、水、海水、污熱泵機組系統(tǒng)淺層地熱能，利用熱泵系統(tǒng)，可以在冬季從大地吸收熱量，夏季吸收冷量，再由熱泵機組向建筑物供冷供熱，與常規(guī)的暖通系統(tǒng)相比可節(jié)省25%到60%的能源。因此，淺層地熱能是一種可再項目區(qū)地表被第四系地層所覆蓋，200m深度范圍內(nèi)巖性只要為粉質(zhì)粘土與粉細砂互層，韓城地埋管試驗場地200m范圍內(nèi)巖土體的平均熱導率為1.4-2.1W/(m?K)；唐海鎮(zhèn)地埋管試驗場地平均熱導率為1.3-2.4W/(m?K)，均變化較大。各孔各層巖土體的熱物性指標見下表韓城鎮(zhèn)鉆孔巖土體熱物性指標統(tǒng)計 表4-1-10-1-24-土1-土1-62-土1-土1-1-93-土1-唐海鎮(zhèn)鉆孔巖土體熱物性指標統(tǒng)計 表4-)2-3-2-5-2-8-2-14-2-18-2-21-2-24-2-27-2-29-2-32-2-38-2-40-2-43-2-46-2-48-2-50-2-56-2-62-)2-68-2-72-2-75-2-78-2-85-2-86-2-89-2-92-2-96-2-102-1、韓城地埋管試驗地表被第四系地層所覆蓋，厚度150m，巖性主要為粉質(zhì)粘土、粉土、細砂、中粗砂及卵礫石，含水層累計厚度可達60m，天然含水量較大，水豐富、徑流條件好，同時本區(qū)四季分明，具有冬季取暖2、唐海地埋管試驗地表被第四系地層所覆蓋，厚度500m，巖性主要為粉質(zhì)粘土、粉土、粉細砂，含水層累計厚度大于100m，又由于本地區(qū)四季分明，具3、水源熱泵監(jiān)測場地表被第四系地層所覆蓋，厚度200m，巖性主要為粉質(zhì)粘土、粉土、細砂、中粗砂及卵礫石，含水層累計厚度可達60m，天然含水量較大，水豐富、徑流條件好，同時本區(qū)四季分明，具有冬季取暖和夏季制冷的雙向需求，有利于地溫場的熱平衡，所以總體上為淺層地溫資源應(yīng)用的適宜區(qū)。5章淺層地溫能開發(fā)利用用于開發(fā)淺層地熱能的熱泵技術(shù)是12年由人，196年第一個熱泵系統(tǒng)在俄勒岡州誕生。0世紀0年代后期，熱泵技術(shù)日臻成熟。在國際社會中，由于其在減少二氧化碳方面得到普遍認可而受到廣泛關(guān)注。至205年，全世界有3個國家已安裝了10萬臺地源熱泵裝置，總裝機15723MWt，是2000年的2.98倍，合每年增長24.4%，占世界地熱直接利用總裝機容量的56.5%，已是地熱供暖份額(14.9%)3.8倍。利用熱泵技術(shù)開發(fā)利用淺層地熱能較好的國家有、瑞典、瑞士和德國，已有大量裝機的國家有、奧地利、法國和荷蘭，開始重視和推廣應(yīng)用的國家有中國、、俄羅斯、英國等。熱泵增長較快的主要還是在和歐洲地區(qū)。如，到目前為止已安裝了40萬臺，而且每年以10%的速度穩(wěn)步增長。其地源熱泵工業(yè)已經(jīng)成立了 能源部、環(huán)保署、愛迪遜電 及眾多地源熱泵廠家組的地源熱泵，該在近年中將投入一億從事開發(fā)、研究工作開始，同時大部分都應(yīng)用在1萬2以下工程上（建筑容積率低）。我國1965年研制成功國內(nèi)第一臺水冷式熱泵機組，隨后發(fā)展慢。直到20世紀80年代末，相關(guān)領(lǐng)域才開始了一些研究，在熱泵模型仿真、試驗裝置、能耗評價以及系統(tǒng)材質(zhì)等方面取得了一些進展市、市、沈陽市是我國應(yīng)用地源熱泵技術(shù)開采淺層地熱能，對建筑物進行控溫較早且發(fā)展較快的城市。近年來，、陜西、內(nèi)、山東、、、湖南、等省也都開始了開發(fā)利南部地區(qū)工程數(shù)量較多，占總工程數(shù)量的％。隨著國家對節(jié)能減排，經(jīng)濟環(huán)保的可再生能源不斷加大支持力策，促使我國在這方面有了較大發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，利用這個過程。同時我市登記的五十多個項目，應(yīng)用面積就達到60萬，平均單個項目就達到2萬。工程越大對環(huán)境的要求越高，換熱系統(tǒng)大量集中在一個地塊，對環(huán)境的要求影響都很高，長期運行后，在中心部位的空間出現(xiàn)冷堆積或熱堆積，換熱能力大大下降，必將影響整個熱泵系統(tǒng)的效率，甚至導致系統(tǒng)的癱瘓；更嚴重的問題源于地埋管回填時不保護隔水層出現(xiàn)含水層破壞，水換熱系統(tǒng)因為回灌率低造成水枯竭。實際上不少項目在運行3年左右的時間后已經(jīng)不同程度地出現(xiàn)上述的問題，有的已經(jīng)不得不終止運行。這些問題的出現(xiàn)不僅是造成巨大的浪費，重要的是對地質(zhì)環(huán)境構(gòu)成難以恢復的破壞。建筑節(jié)能和減少碳排放工作已受到世界各國的重視，200212月，資源部《關(guān)于進一步加強地熱礦泉水資源管理（資發(fā)[2002]414號），“要加大地熱資源的勘查評價力度，加強地熱資源開發(fā)利用和保護”。2007年6月，發(fā)布《節(jié)能減排綜合性工作方案》（國發(fā)[2007]15號），明確提出要“推進地熱能利用以及可再生能源與建筑的科研、開發(fā)和建設(shè)，加強資源評價。同時冀資發(fā)[2013]41號文中《河北省資源廳關(guān)于加快推進淺層地溫能開發(fā)利用的意見》提出：加快淺層地溫能資源評價，唐山在具有較高的GDP的同時，形成河北乃至能源消耗和碳排放的重點地區(qū)。在2009年哥本哈登會議之后，唐山迅速制定2009-2015年《新能源和可再生能源開發(fā)利用發(fā)展規(guī)劃》。明確把淺層詳述工作區(qū)開發(fā)利用歷史，目前開發(fā)利用規(guī)模和發(fā)展趨勢1、井群干擾及熱突破的問所謂熱突破是指在水源熱泵運行過程中，抽水井抽取水，在回灌區(qū)回灌低溫水會由于抽水井抽水產(chǎn)生對流，導致冷水鋒面以某個速度向熱水區(qū)運移，最終導致抽水井處水溫下降。熱突破的發(fā)生會使熱泵機組的運行效率降低。2詳述工作區(qū)淺層地溫能開發(fā)利用中存在的主要問題和潛在問第6章1、批準文冀地地審[2014]43號“河北省地礦局關(guān)于《唐山市淺層地熱能資源應(yīng)用與研究設(shè)計》的”。2、執(zhí)行的規(guī)范規(guī)①《淺層地熱能勘查評價規(guī)范》DZ/T0225-②《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366-③《供水水文地質(zhì)勘查規(guī)范》GB50027-④《供水管井技術(shù)規(guī)范》GB50296-⑤《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001、本項目由河北省地礦局第二地質(zhì)大隊和吉林大學建設(shè)共同承擔，由河北省地礦局第二地質(zhì)大隊負責野外施工及相關(guān)試驗，取得試驗參數(shù)，由吉林大學建設(shè)進行后期的模型研發(fā)工作，最后由地質(zhì)二隊負責進行資料匯總與成果報告的提交。2、本項目與《唐山市淺層地溫能評價》工作相結(jié)合進行。試驗場地的選擇充分考慮不同換熱方式適宜性和不同地貌單代表性。地埋管的試驗場選擇唐山市路北區(qū)韓城鎮(zhèn)莊村村北和曹甸區(qū)唐海鎮(zhèn)四場六隊揚水站東側(cè)兩地，分別代表北部山前沖洪積平灌模型則只選擇位于山前沖洪積傾斜平原區(qū)上部水換熱適宜區(qū)豐潤區(qū)“鄉(xiāng)居假日”水源熱泵系統(tǒng)工程作為樣本進行動態(tài)監(jiān)測。本項目投入主要工程為：不同水流暢條件下的熱響應(yīng)試驗群井采灌系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測、群井采灌模型設(shè)計、地埋管換熱軟件設(shè)計，投入的施工工程主要有地埋管換熱試驗地溫觀測孔、示蹤劑投入孔和水水位觀測孔等。本項目設(shè)計在熱響應(yīng)試驗主孔周圍施工1個示蹤劑投入孔兼水觀測孔，后期施地條件好，分別施工地溫觀測孔和示蹤劑投放孔，因此較設(shè)計多施工兩個鉆孔；同時本次施工各鉆孔均大于設(shè)計孔深，使鉆探工作量由10m增加至16，均超額完成。本項目設(shè)計及完成工作情況見表5工作量完成情況 表完成情況m/m/組44次44點項11次項11本次試驗以《唐山市淺層地溫能評價》項目為基礎(chǔ)，地埋管換熱孔應(yīng)用其DZK3DZK5孔，本項目只在其周圍施工地溫及水位觀測孔；抽水孔應(yīng)用其SZK1、SZK2孔，在每孔附近施工1個示蹤劑投入和1個水觀測孔。資料收本次工作提供基礎(chǔ)資料。②收集《唐山市淺層地溫能評價》項目SZK1、SZK2、DZK3和DZK5等鉆孔的鉆孔成井結(jié)構(gòu)、地層、物探測井、巖礦試驗、采灌試驗本項目收集主要資料本項目收料一覽 表1萬2萬31/54（2006-2010567隊8隊鉆投入孔及水觀測孔。共計施工鉆孔12個，總進尺1561m。鉆孔概況見表7、位置見圖4-1、4-2。鉆孔①熱響應(yīng)試驗與水流場人工干預(yù)抽水孔之間的距離為：韓城工地2.5、唐海工地2.9，且在抽水孔與水位觀測孔中間，三孔的連線平行于水流向，抽水孔在下游，觀測孔在上游。②熱響應(yīng)試驗地溫觀熱響應(yīng)試驗地溫觀測孔布置呈T型，其中垂直水流向一側(cè)和試驗主孔下游觀測孔距主孔距離為1.0m和3.0m，主孔向水流向相反一側(cè)觀測孔距主孔距離為2.0m。鉆孔概況一覽 表類位鉆孔特編標）坐孔深工作量備XY設(shè)計實熱響應(yīng)孔（孔10個成12個（付孔曹甸區(qū)熱響應(yīng)孔（孔（付孔采灌孔（主孔./曹甸區(qū)采灌孔（主孔/80施工①熱響應(yīng)試驗前已完成。②水流場人工干預(yù)本項目水流場人工干預(yù)孔中的抽水孔，依托“依托項目”的抽灌試驗孔，前期已完成。③地溫觀測A、鉆孔：采用Φ250mm全面鉆井換漿，正循環(huán)、廻轉(zhuǎn)鉆進工藝成孔，成孔深度：韓城試驗點102m，唐海試驗點156m。B、換漿：鉆孔終孔后進行換漿，將孔內(nèi)泥漿換成不大于18秒的經(jīng)與特聘專家協(xié)商，決定在傳感器未到之前，先下入Φ50-65×3mm鍍距30cm，孔徑Φ6mm，下管前包90目尼龍網(wǎng)一層。1.0mm中砂；唐海試驗點因上部有咸水層，采用粘土回填，以避免造成水串層污染。法為：將所有預(yù)下入的傳感器放入同一水容器中，所有傳感器反應(yīng)的溫度與標準溫度計的溫差不大于.℃為宜。加傳感器位置④水觀測A、韓城鎮(zhèn)試驗點采用ykc-300型沖擊鉆進工藝成孔，成孔直徑500mm，下入Φ270mm高強水泥管，成井含水層利用31.12-101.99m（與抽水主孔SZK1相同）。濾料采用Φ3-5mm磨圓度較好的天然礫石，下管前掏漿，使泥漿粘度小于18秒。25m以上用粘土止水（見圖），成井后用B、唐海鎮(zhèn)試驗點利用SPJ-300型水井鉆機，廻轉(zhuǎn)正循環(huán)成孔，成孔直徑500mm，井管采用高強水泥管，84-160m直徑180mm，長度76m，0-84m直徑270mm，長度84m。成井利用段90.02-155.26m（與抽水主孔SZK2相同）。濾料采用Φ2-4mm磨圓度較好的天然礫石。下管前充分換漿使泥漿粘度不大于18秒。84m以上用粘土止水（見圖5），成井后用⑤示蹤劑投入A、韓城鎮(zhèn)試驗點該試驗孔與抽水主孔距離為.0，成井方法、投料、止水同水觀測孔（S），成井深度1.5，成井后用小型空壓機洗井至水清砂凈，水位反應(yīng)靈敏。B、唐海鎮(zhèn)試驗點該試驗孔與抽水主孔距離為2.8m，成井方法同水觀測（S3）。井管利用Φ180mm高強水泥管，投料、止水同S3孔，成井深度156m，成井后用小型空壓機洗井至水清砂凈，水位反應(yīng)靈敏。物探測本次測井工作于2014410日-12標準依據(jù)《水文測井工作規(guī)范》（DZT08-19）完成，主要進行井溫測井、視電阻率測井（測定底梯電阻率和電位電阻率）和三側(cè)向測井。本項目分別對施工8個地溫觀測孔和2 水抽水觀測進井工作，各項測井分別為1000m。根據(jù)《淺層地熱能勘查評價技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定：地溫監(jiān)測頻率應(yīng)與土壤含水量、土壤水勢、氣溫等項目一致。為保證井溫測量數(shù)據(jù)能反應(yīng)地層溫度，井溫測量應(yīng)在鉆孔成孔2-8小時以后進行。本次井溫測量采用“重慶地質(zhì)儀器廠”生產(chǎn)的JBS-（Ⅱ）型數(shù)字測井站完成，本項目地溫觀測1000m。廠”生產(chǎn)的JBS-1（Ⅱ）型數(shù)字測井站完成，電腦自動信息自動成圖，累計測井1000m3、三側(cè)向地層的重要方法。儀器采用“重慶地質(zhì)儀器廠”生產(chǎn)的JBS-1（Ⅱ）型數(shù)字測井站完成，電腦自動信息自動成圖本次進行三側(cè)向測井現(xiàn)場熱響應(yīng)試①工作量布文地質(zhì)條件具有代表性的山前沖洪積扇中部和濱海平原地區(qū)各選擇一個試驗點?，F(xiàn)場試驗點選擇在該項目已完成的水或地埋管換熱系統(tǒng)的適宜區(qū)。具體地點為：唐山市路北區(qū)韓城鎮(zhèn)莊和曹甸區(qū)唐海鎮(zhèn)四場六隊，兩個試驗點均已做了水自然流場下的熱響應(yīng)試驗，資料可借用，本工程只做水流場人工干擾下的熱響應(yīng)試驗。②試驗儀器設(shè)試驗設(shè)備采用“HQ-H2淺層熱響應(yīng)試驗站試驗數(shù)據(jù)采用自助記錄儀完成，記錄的時間間隔為3分鐘。井中水位和水量觀測儀器同流速試③施工A、巖土平均初始溫度測巖土平均初始溫度測試采用地埋管無功循環(huán)法（如圖）孔安裝完成后在PE管內(nèi)充滿水，足夠時間后，PE管內(nèi)的水與巖土體溫度達到平衡，此時通過水泵循環(huán)將地埋管換熱器內(nèi)的水泵出，同時監(jiān)測水溫變化，從而分析巖土體的溫度，測試具體參數(shù)見表。圖 無功循環(huán)法測試巖土初始平均溫無功循環(huán)法測試參數(shù) 表B、穩(wěn)定熱流測根據(jù)《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50366-2005）2009年局部修訂C.3.5的規(guī)定，測試過程必須連續(xù)不間斷。測試具體參數(shù)見表9。穩(wěn)定熱流測試參數(shù) 表5、6、1.3、C、穩(wěn)定工況測穩(wěn)定工況測試包括夏季工況測試和冬季工況測埋管換熱器的換熱量，從而確定每延米地埋管換熱器的換熱能力。定地建立冬季地埋管換熱器的運行工況，在工況穩(wěn)定的情況下測定地埋管換熱器的換熱量，從而確定每延米地埋管換熱器的換熱能力。測試設(shè)定初始參數(shù)見表1。穩(wěn)定工況（夏、冬季）測試參數(shù) 表33、1.3、6、水流速測下水流場人工干擾試驗同時完成的。①儀器抽水工具采用175QJ50-60型潛水電泵，水位觀測采用MGTL-C系列超聲波液位儀，井水電導率測量采用電導率、溫度分析儀，記錄采用MGTR-5020.3G終端機自助記錄，記錄間隔時間為20分鐘。水量計量采用MGTR-C系列超聲流量計和低壓水表共同觀測②韓城試驗韓城試驗點試劑投放孔與抽水主孔的距離為47m，本場地按設(shè)計要求做兩次降深的流速試驗，降深分別S大=5.96m、S小=2.15m。A、S大降深流速抽水主孔201411282000分開始抽水，出水60.87m3/h，投鹽時間2917001720分，共20分鐘。投鹽量300kg，經(jīng)計算食鹽在投鹽井水中的濃度為18.66%。試劑初始到達時間201411301530分，峰值到達時間121130分。試驗時的各井水位降深：抽水井5.96m，投鹽井3.30m，相對水力梯度I=0.38。投鹽時抽水井水電導率814.3us/cm，試劑初見時的電導率803.1us/cm，峰值時的電導率1023.7us/cm，以后電導率逐漸趨于平穩(wěn)（降至790us/cm以下）B、S小降深流速抽水主孔于2014年11月1日8時抽水，出水量23.37m3/h，到時動水位基本穩(wěn)定。投鹽時間日 分，共投10分鐘。投鹽量500kg，經(jīng)計算食鹽在投鹽井水中的濃度為31.11%。試劑初始到達時間11月6日20時00分，峰值到達時間8日10時00分，試驗時各井的水位降深：抽水主井2.15m，試劑投放井1.35m。相對水力坡度I=0.114。投鹽時的電導率785.3us/cm，試劑初見時的電導率792.3us/cm，792.3us/cm，峰值時的電導率945.0us/cm，以后電導率逐漸趨于平（降至785.6us/cm以下）③唐海試驗唐海試驗點試劑投放孔與抽水主孔的距離為2.8m，本場地按設(shè)計要求做兩次降深的流速試驗，降深分別S大=17.58m、S小=4.82m。A、S大降深流速抽水主孔201516804分開始抽水，出水量14時動水位基本穩(wěn)定后開始投鹽，投鹽時間61400分至時20分，共20分鐘。投鹽量300kg，經(jīng)計算食鹽在投鹽井水中的11.07%。試劑初始到達時間2015161751分，峰值到時間6日19時56分。試驗時的各井水位降深：抽水井17.58m，投鹽井7.05m，相對水力梯度I=3.76。投鹽時抽水井水電導率829.5us/cm，試劑初見時的電導率897us/cm，峰值時的電導率962.3us/cm，以后電導率逐漸趨于平穩(wěn)（降至820us/cm以下）。B、S小降深流速抽水主孔于2015268時抽水，出水量8.1m3/h，到12動水位基本穩(wěn)定。投鹽時間61405分至1412分，共投07分鐘。投鹽量500kg，經(jīng)計算食鹽在投鹽井水中的濃度為18.45%。試劑初始到達時間271400分，峰值到達時間80449分，試驗時各井的水位降深：抽水主井4.82m，試劑投放井2.91m。相對水力坡度I=0.682。投鹽時的電導率440us/cm，試劑初見時的電導率450.1us/cm，450.1us/cm，峰值時的電導率664.3us/cm，以后電導率逐漸趨于平（降至440us/cm以下）群井采灌試驗研究主要利用豐潤區(qū)“鄉(xiāng)居假日”已有工程，總規(guī)劃建設(shè)面積約15萬2，目前已建成區(qū)域分4個組團共.5萬，相當于總規(guī)劃規(guī)模的1/4。全部采用水源熱泵系統(tǒng)供冷供暖，自年開始逐步投入運行，最長運行時間已達到3位運行觀測，系統(tǒng)已出現(xiàn)供水水溫下降趨勢。本項目換熱方式是典型的群井采灌系統(tǒng)，在唐山周邊最具代表性。在其已有水源井進行監(jiān)測，分別進行供暖季群井水溫水量水位動態(tài)觀測和供冷季群井水溫水量水位動態(tài)觀測，共4個地塊。根據(jù)本場地已有水源井群的布置，選取23水井為監(jiān)測井，其中源井21井，飲水井2井。在近一年的運行時間內(nèi)，對監(jiān)測井的溫度水量和水位進行監(jiān)測，共計測井次數(shù)2300次，各區(qū)塊監(jiān)測井位置見圖12、表11?！班l(xiāng)居假日”小區(qū)各地塊監(jiān)測井一覽 表A1地（冬夏兩用A3地（冬季使用A4地（冬季使用A5地1、4、8、15、7、18、6912、1、24953223注：加“11”的表示目前未使用水后由“吉林大學建設(shè)”完成，共完成群井采灌試驗?zāi)Ｐ秃痛怪钡芈窆軗Q熱軟件兩個。應(yīng)用BERKELEY國家開發(fā)的TOUGHREACT軟件模擬抽灌井空間布置、間距及抽灌井與流動方向的關(guān)系對溫度場的數(shù)值模型。對地源熱泵中主要用到的垂直U型地埋管換熱器進行模擬研究，開發(fā)垂直地埋管數(shù)值模擬軟件，并進試，研究地源熱泵運行過程中的地溫場溫度變化規(guī)律。本項目各項工作均嚴格按照相關(guān)規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行，根據(jù)施地的水文地質(zhì)條件和本項目的特殊需要，除規(guī)范規(guī)定外，本項目各項工作技術(shù)要求如下。地溫觀①采用全面鉆進方法成孔，鉆孔不取芯，孔深：韓城試驗102m、唐海試驗點156m。終孔口徑不小于110mm，要求鉆孔鉛②下管前泥漿粘度不大于18秒③下入Φ50-65×3mm鍍鋅鐵管，水位以下部分下入濾水管孔隙率不小于1.0%。試驗點選用Φ0.5-1.0mm中粗砂，唐海試驗點選擇粘土，回填應(yīng)連續(xù)慢⑤下管后應(yīng)立即洗井，使孔底沉淀不大于0.5m，以利于傳感器入⑥水位以上部分，在地溫觀測孔邊別處打孔下入溫度傳器⑦每孔傳感器下入位韓城：5m、10m、15m、20m、30m、40m、50m、60m、70m80m、90m、唐海：10m、15m、20m、25m、30m、30m、35m、45m、55m75m、95m、115m、135m、160m水位觀測①韓城試驗點：采用沖擊法鉆進，不取芯成孔，韓城工地孔106.5m；唐海鎮(zhèn)試驗點采用全面廻轉(zhuǎn)鉆進工藝成井，孔深160m②鉆孔終孔孔斜不大于1°③下管前孔內(nèi)泥漿粘度不大于18秒④井管材料：高強度水泥管，濾水管孔斜率不低于10%，井管直徑：韓城270mm、唐海180-270mm。⑤鉆孔直徑大于井管直徑200-300mm料規(guī)格：韓城Φ-5m，唐海Φ-mm。⑦根據(jù)水文地質(zhì)條件采用粘土止水示蹤劑投入成井方法、投料、止水同抽水主孔基本要①試驗試驗主孔利用依托項目熱響應(yīng)試驗孔，孔深：韓城鎮(zhèn)102m、唐海158m，管材為Φ32×3mmUPE管。②降深深抽水、大降深抽水，其中自然條件數(shù)據(jù)借用依托項目數(shù)據(jù)；小降深抽水時試驗點水位應(yīng)有明顯下降；大降深抽水主孔的水位降深應(yīng)接近抽水試驗時的降深。儀器設(shè)①試驗采用“HQ-H2型淺層熱響應(yīng)試驗站”完成，試驗數(shù)據(jù)自動記錄并存入電腦，記錄間隔時間為3分鐘。②本項目各項試驗數(shù)據(jù)均采用自動記錄和傳輸系統(tǒng)完成，采用的儀器設(shè)備如下：A、流量：MGTR-C系列超聲流量計，精度小于±1%B、水位：MGTC-C系列超聲波液位儀，分辨率1mm，精度小于C、數(shù)據(jù)記錄采用MGTR-4020G終端。記錄間隔為分鐘試驗要于有關(guān)人員進行操作，同時減少水平連接管段的長度以及連接過程中的彎頭、變徑，減少傳熱損失。在測試現(xiàn)場，應(yīng)搭設(shè)防護措施，防止測試設(shè)備受日曬雨淋的影響，造成測試元件的損壞，影響。模擬測試、穩(wěn)定工況模擬測試和地層溫度恢復測試。③試驗應(yīng)該在測試埋管安裝完畢至少48h后進行化造成的異常數(shù)據(jù)。⑤觀測變化，地溫觀測孔用以觀測試驗孔周圍小范圍內(nèi)地溫的變化情況，以此確定現(xiàn)場土壤的熱橫向傳遞速率、土壤的熱恢復時間及計算地埋管換熱孔合理間距。試驗開始后地溫觀測頻率為.-.h/次，試驗穩(wěn)定后觀測頻率為2h/次，觀測精度為.-.℃?？妆卷椖苛魉僭囼炘O(shè)計試劑投放孔與主孔的距離為3-7m，唐海試驗2.8m，韓城試驗點7m，孔深與成井結(jié)構(gòu)與抽水主孔相同。試為安全起見，本次流速試驗采用食鹽作為示蹤試驗降主孔抽水試驗時的大降深，小降深相當于抽水試驗時的小降深。水位流量儀器導率、水溫測量，采用電導率、溫度分析儀，均用傳輸?shù)绞覂?nèi)終端電腦間隔均為20分試驗要顯的峰值，等曲線回歸正常值h后，即可結(jié)束試驗。灌水量、水溫、水位變化情況。信息采用自動檢測儀收集，儀器選擇正規(guī)廠家有質(zhì)量保證的產(chǎn)品，儀表在安裝使用前必須標定，誤差符合儀表說明書的要求，試驗人員必須定期檢查儀表運行情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。水溫測量深度為0-120m，測點間距5-10m。監(jiān)測井每2-5天統(tǒng)測次，運行初期檢測頻率適當加密，后期逐漸降低，預(yù)計全年統(tǒng)測次，水量在運行期內(nèi)測量本項目現(xiàn)場施工均嚴格遵守了相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定本項目部分鉆探工作量依托“依托工程”的工作量，具體如地埋管水流場人工干預(yù)①韓城場地孔深106.5m，利用段31.20-101.99m；濾水管為橋式濾水管，規(guī)格Φ325×6mm，25m以上用粘土止水，效果良好。②唐海場地孔深160m，利用段91.02-155.26m，濾水管為墊筋纏絲濾水管，規(guī)格Φ325×6mm，84m以上用粘土止水（咸淡水界面72.78m），止上述兩孔施工驗收均符合《供水管井技術(shù)規(guī)范》GB50296-99的相熱響應(yīng)試驗主①韓城場地孔深102m，成孔直徑250mm，下入Φ32mmUPE管②唐海場地孔深158m，成孔直徑300mm，下入Φ32mmUPE管。DE/T0225-2009和《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366-2005的相關(guān)自然流場下的熱響應(yīng)試驗設(shè)備采用“HQ-H2淺層熱響應(yīng)試驗站”完成，記錄采用電腦自動記錄，記錄時間間距為3分鐘，試驗符合《淺層地熱能勘查評價規(guī)范》DE/T0225-2009的相關(guān)規(guī)定，資料可靠可作為本項目的資以上各項工程施工質(zhì)量良好，可作為本項目相關(guān)試驗的使用本項目共完成水觀測孔二個（S1=106.5m、S3=160m）；示蹤劑投入孔二個（S2=106.5m、S4=156m）；地溫觀測孔8個（D1-D8）、總進尺1032m；以上個孔均達到了設(shè)計要求，符合《供水管井技術(shù)規(guī)范》GB50296-99和《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366-2005的相地一組，試驗參考《水文地質(zhì)手冊》第二版、第十一章、第五節(jié)、第一條，水流速測定的有關(guān)規(guī)定。試驗時抽水孔、示蹤劑投入孔水位穩(wěn)定，其水位波動誤差符合《供水水文地質(zhì)規(guī)范》GB50027-20016.2.2條的規(guī)定，水的礦化度有較明顯的峰度值，詳見下表流速試驗測定概況統(tǒng)計 表S1S1SS6.4.4.1水流場人工預(yù)本項目水流場人工干預(yù)熱響應(yīng)試驗做了兩次降深的人工干預(yù)其降深相當于抽水試驗的S1和S3，在試驗過程中抽水孔和觀測孔水位在一定范圍內(nèi)波動，水量穩(wěn)定，符合GB50027-20016.2.2條的規(guī)定，水位波動誤差見水流場人工干預(yù)水位波動一覽 表唐S(4.82-1S韓S(2.15-1S(6.02-16.4.4.2熱響應(yīng)熱響應(yīng)試驗設(shè)備為“HQ-H2型淺層熱響應(yīng)試驗站”，記錄采用電腦自動記錄，其試驗過程和溫度波動均符合GB50366-2005附錄C和DE/T0225-20095.4.4條的規(guī)定，詳見下表：現(xiàn)場熱響應(yīng)試驗溫度波動統(tǒng)計 表點段SSSS在工程運行中觀測冬季工況、夏季工況和自然狀態(tài)下的水位、水溫，觀測時間為2014313日至201542日，時間大于一水文年。水位、水溫的觀測頻率為5-10天，水量由工程自動記錄取得，共觀測四個地塊、23口井，觀測質(zhì)量符合GB50027-20016.2.2唐海試驗場地S3孔在用粘土封孔時，由于開始投放粘土較快，咸之處，但總體施工質(zhì)量良好，基本達到了設(shè)計和相關(guān)規(guī)范的要求，資料真實，各項參數(shù)計算合理，可作為本項目數(shù)值模型建立的依據(jù)。7章淺層地溫能野外測試成本次熱響應(yīng)試驗測試結(jié)束后應(yīng)用Gredaper軟件對輸出數(shù)據(jù)進行分析計算得出巖土平均初始溫度、導熱系數(shù)、特定流量條件下每延米地自然流場條件下熱響應(yīng)試均初始溫度為15.62℃；穩(wěn)定熱流的巖土體導熱系數(shù)=2.09W/m·K；夏季工況流量均值1.30m3/h的情況下?lián)Q熱量均值5.82kW，每延米換熱量為57.01W；冬季工況流量均值1.3m3/h的情況下?lián)Q熱量均值2.25kW，每延米換熱量為22.06W。小降深條件下熱響應(yīng)本試驗場地小降深降深量為2.15m，水流速1.23m/dA、巖土平均初始溫度測測試孔巖土初始平均溫度測試時間為201411111:05~201411315:30，歷時52小時25分鐘，圖18為測試孔地層初始平均溫度測試曲線。從曲線可以看出，700s后溫度逐漸趨于穩(wěn)定，最終穩(wěn)定在14.5471℃。通過對該時間段內(nèi)的測試數(shù)據(jù)進行綜合分析后，最終確定自然狀態(tài)下巖土體平均初始溫度為14.55℃。圖 小降深地層平均初始溫度測試曲B、穩(wěn)定熱流測測試時間:201411315:33~201411515:39，歷48小時6分鐘根據(jù)曲線擬合結(jié)果，系數(shù)k=1.91，計算得巖土體導熱系數(shù)=2.07W/m·K圖 小降深穩(wěn)定熱流測試地埋管進出水平均溫度及對數(shù)擬合曲C、穩(wěn)定工況（夏季工況）測測試時間2014101117:27~2014101317:00，47小時33測試孔穩(wěn)定工況（夏季工況）管測試孔進水溫度3℃，流量為.3/h，測試結(jié)論如下：由圖0可以得出，在測試開始運行至24年1月5日1:4，地埋管換熱器出水溫度達到基本穩(wěn)定，故穩(wěn)定工況（夏季工況）測試的測試數(shù)據(jù)從24年1月6日0:8后為有效數(shù)據(jù)。在此時間段內(nèi)，地埋管測試孔的進水溫度均值3.2℃，出水溫度均值2.7℃，進出水溫差.8℃，進水溫度與設(shè)定值偏差.2℃。圖20 流量均值1.30m3/h的情況下測試孔換熱量均值5.82kW，測試孔深102m，因此每延米地埋管測試孔57.04W。測試孔穩(wěn)定工況（冬季工況）測試中，測試時間2014年11月13:39~2014111616:0074小時21分，測試設(shè)定初始參數(shù)為地埋管換熱孔進水溫度6℃，流量為1.3m3/h，測試結(jié)論如下：由圖21可以得出，在測試開始運行至2014111401:42，的測試數(shù)據(jù)從2014111401:42后為有效數(shù)據(jù)。在此時間段內(nèi)，地埋管換熱孔的進水溫度均值7.18℃，出水溫度均值5.70℃，進出水溫差1.48℃，進水溫度與設(shè)1.18℃。流量均值1.3m3/h的情況下?lián)Q熱孔換熱量均值2.23kW，換熱孔深102m，因此每延米地埋管換熱孔21.90W。圖 小降深冬季工況測試地埋管換熱器進、出水溫度變化曲大降深條件下熱響應(yīng)本試驗場地大降深降深量為5.96m，水流速5.155m/d此測定結(jié)果如下：A、巖土平均初始溫度測測試孔巖土初始平均溫度測試時間為2014112807:09~2014年12月1日8:36，歷時72小時57分鐘，最終確定水流速5.155m/d下巖土體平均初始溫度13.28℃。B、穩(wěn)定熱流測測試時間:20141218:39~20141239:33，歷時小時54分鐘。計算得巖土體導熱系數(shù)=2.55W/m·K。測試時間2014101117:27~2014101317:00，47小時33分鐘。測試孔夏季工況測試中，測試設(shè)定初始參數(shù)為地埋管測試孔進水溫度33℃，流量為1.3m3/h，測試結(jié)論如下：地埋管測試孔的進水溫度均值33.29℃，出水溫度均值29.43℃，進出水溫差3.86℃，進水溫度與設(shè)定值偏差0.29℃。流量均值1.30m3/h的情況下測試孔換熱量均值5.84kW，測試孔深102m，因此每延米地埋管測試孔換熱量為57.22W。D、穩(wěn)定工況（冬季工況）測測試孔冬季工況測試中，測試時間2014121712199:39，歷時48小時09分，測試設(shè)定初始參數(shù)為地埋管換熱孔進水溫度6℃，流量為1.3m3/h，測試結(jié)論如下：地埋管換熱孔的進水溫度均值7.80℃，出水溫度均值6.31℃，進出水溫差1.49℃，進水溫度與設(shè)1.80℃。流量均值1.3m3/h的情況下?lián)Q熱孔換熱量均值2.26kW，換熱孔深102m，因此每延米地埋管換熱孔換熱量為22.18W。自然流場條件下熱響應(yīng)試均初始溫度為14.70℃；穩(wěn)定熱流的巖土體導熱系數(shù)=1.66W/m·K；夏季工況流量均值1.30m3/h的情況下?lián)Q熱量均值7.31kW，每延米換熱量為46.26W；冬季工況流量均值1.3m3/h的情況下?lián)Q熱量均值3.77kW，每延米換熱量為23.83W。小降深條件下熱響應(yīng)本試驗場地小降深降深量為4.82m，水流速1.739m/d。測試孔巖土初始平均溫度測試時間為2014122811:39~2014122915:21，歷時27小時42分鐘，最終確定水流速1.739m/d下巖土體平均初14.91℃。B、穩(wěn)定熱流測測試時間:2014122915:24~20151112:57，歷69小時33分鐘。計算得巖土體導熱系數(shù)=2.41W/m·K。測試時間2015129:50~2015146:50，歷時45時溫度5℃，流量為.33h，測試結(jié)論如下：地埋管測試孔的進水溫度均值34.41℃，出水溫度均值29.29℃，進出水溫差5.12℃，進水溫度與設(shè)定值偏差0.59℃。流量均值1.30m3/h的情況下測試孔換熱量均值7.75kW，測試孔深158m，因此每延米地埋管測試孔換熱量為49.02W。D、穩(wěn)定工況（冬季工況）測測試孔冬季工況測試中，測試時間20152614:09~2015819:21，歷時53小時12分，測試設(shè)定初始參數(shù)為地埋管換熱孔進水溫度9℃，流量為1.3m3/h，測試結(jié)論如下：地埋管換熱孔的進水溫度均值8.99℃，出水溫度均值6.77℃，進出水溫差2.22℃，進水溫度與設(shè)0.01℃。流量均值1.3m3/h的情況下?lián)Q熱孔換熱量均值3.36kW，換熱孔深158m，因此每延米地埋管換熱孔換熱量為21.24W。大降深條件下熱響應(yīng)本試驗場地大降深降深值為17.58m，水流速11.667m/d。測試孔巖土初始平均溫度測試時間為201516年1月7日8:45，歷時24小時42分鐘，最終確定水流11.667m/d下巖土體平均初始溫度為16.90℃。測試時間:2015178:48~2015199:21，歷時48小33分鐘。計算得巖土體導熱系數(shù)=2.28W/m·K。C、穩(wěn)定工況（夏季工況）測測試時間2015199:24~20151119:30，歷時小時06分鐘溫度5℃，流量為.33h，測試結(jié)論如下：地埋管測試孔的進水溫度均值34.93℃，出水溫度均值29.79℃，進出水溫差5.14℃，進水溫度與設(shè)定值偏差0.07℃。流量均值1.30m3/h的情況下測試孔換熱量均值7.78kW，測試孔深158m，因此每延米地埋管測試孔換熱量為49.26W。D、穩(wěn)定工況（冬季工況）測測試孔冬季工況測試中，測試時間20152414:00~20152614:06，歷時48小時06分，測試設(shè)定初始參數(shù)為地埋管換熱孔進水溫度9℃，流量為1.3m3/h，測試結(jié)論如下：地埋管換熱孔的進水溫度均值9.63℃，出水溫度均值7.30℃，進出水溫差2.33℃，進水溫度與設(shè)0.63℃。流量均值1.3m3/h的情況下?lián)Q熱孔換熱量均值3.53kW，換熱孔深158m，因此每延米地埋管換熱孔換熱量為22.32W。24分48分47分4824分48分47分48分52分48分48分74分72分48分48分48分韓城場地熱響應(yīng)試驗計算數(shù)據(jù)統(tǒng)計一覽 表15-穩(wěn)定工況唐海場地熱響應(yīng)試驗時間統(tǒng)計 表16-3347分47分48分27分69分4553分24分48分48分48分唐海場地熱響應(yīng)試驗計算數(shù)據(jù)統(tǒng)計一覽 表16-穩(wěn)定工況在加大抽水井降深（加大水流速）的影響條件下，韓城場地地埋管換熱孔測得巖土體平均初始溫度呈現(xiàn)下降趨勢，而導熱系數(shù)及換熱量（冬季換熱、夏季換熱）呈上升趨勢；唐海場地巖土體平均初始溫度、導熱系數(shù)及換熱量（冬季換熱、夏季換熱）升趨勢；說明加快水流速有利于提高換熱速率。1、流速與滲透系數(shù)的理論計算采用如下公式K計

M(SwS

lg；；KR KVIK計3Q─────出水量（m/h）；S觀─────觀測孔降深3K計─────計算滲透系數(shù)V計─────計算流速（m/d）2、現(xiàn)場流速試驗數(shù)據(jù)分析計算方①t=t1-t─────電導率峰值到達用時（d）②V實V實─────實測流速S─────投鹽孔與抽水井中心距離（m）③I=（S1-S2）/S2─────投鹽孔降深（m）④V1V實/（V1─────換算成I=1‰時的流速⑤K實K實─────實測滲透系數(shù)（m/d）果如表7所示。果如表8所示。兩個地埋管場地流速試驗分析結(jié)果見表19韓城莊村試驗點流速試驗基本數(shù)據(jù)一覽 表17-降深t1SV實II=1‰時滲透系數(shù)V計SS韓城莊村試驗點各時間段的電導率值統(tǒng)計 表17-電導率SS唐海四場六隊試驗點流速試驗基本數(shù)據(jù)一覽 表18-降深滲透系數(shù)SVII=1‰時VSS唐海四場六隊試驗點各時間段的電導率 表18-電導率SS流速試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計 表流速V實/VVSSSS本次群井采灌試驗主要是對水源井溫度、水位、水量進行觀共計23口井，2300次，監(jiān)測數(shù)據(jù)用于群井采灌數(shù)值模型的建立，具體監(jiān)測井號及次數(shù)見表20。群井采灌試驗監(jiān)測情況統(tǒng)計 表8234776921323口測量2300第8章數(shù)值模型建本次模型采用TOUGHREACT軟件進行數(shù)值模擬研究。TOUGHREACT非飽和水流及熱流傳輸?shù)挠⑽目s寫，它是可以模擬多相流、多組分及非等溫的水流及熱量在一維、二維和三維孔隙或裂隙介質(zhì)中運移情況的數(shù)值模擬軟件?；疚锢砟Ｐ偷哪Ｐ统叽鐬?0×50×102m，在X、Y軸面采用不規(guī)則單元剖分，Z軸則等距剖分。通過這種剖分方法將X、Y以及Z軸方向分別被剖分為9、9以及51從而使得整個模型被分成7752單元體。設(shè)置112口井，井距30m。圖8.1所建基本物理模型的三維立體8.1基本物理模型模型初始條件及對所建數(shù)值模型進行初始條件的設(shè)置，所設(shè)初始條件如下1、抽水井的抽水量為2、回灌井的回灌溫度為3、抽水井與回灌井的抽灌深度均為4、地層條件根據(jù)韓城場地地層參數(shù)賦值5、模型的模擬時間為5年，每年的前2個月為供暖期即從巖中抽取熱量，后10個月為恢復期即停止抽取熱對所建數(shù)值模型進行邊界條件的設(shè)置，所設(shè)邊界條件如下1、模型的四周邊界均為恒溫邊界2、模型水的水溫為15.6℃，水的流動方向從右向左，流模擬結(jié)1、水流速為8.2、8.3以及8.4別為模型70深度處的5度模型剖 圖8.2第1年溫度模型剖面 圖8.3第3年溫度模型剖面8.45溫度模型剖面8.5、8.6以及8.7別為模型5年側(cè)面的溫度模型剖面圖 圖8.5第1 圖8.6第3 圖8.7第52、水流速為8.8、8.9以及8.10分別為模型70深度處的5度模型剖圖8.8第1年溫度模型剖面 圖8.9第3年溫度模型剖面8.105模型8.11、8.12以及8.13為模型5年側(cè)面的溫度模型剖圖圖8.11第1年 圖8.12第3年 圖8.13第5年由上圖可以明顯看出隨著時間的增加，在回灌井的周邊冷源逐堆積。同時，冷源在水的作用下向抽水井方向逐漸擴散通過比對不同的水流速模擬結(jié)果，可以看出大流速相較于小流速更有助于水溫度的擴散，使水溫度恢復更加的顯著。群井采灌數(shù)值?；疚锢砟Ｐ偷慕Ｐ统叽鐬?500×1050×150m，并根據(jù)各組團的實際井位設(shè)置了70口井。模型在X、Y軸面采用不規(guī)則單元剖分，Z軸則根據(jù)水分層分為8層，每一層再進行等距剖分。通過這種剖分方法將X、Y以Z軸方向分別被剖分為13、1340層，從而使得整個模型被分成19710元體，圖8.14所建基本物理模型的三維立體圖。圖8.14基本物理模型三維立體模型水分層及參數(shù)設(shè)據(jù)鄉(xiāng)居假日場地水可分為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三個含水組，其中第Ⅲ含水組又可分為Ⅲ1、Ⅲ2水。具體分層見基本物理模型側(cè)視圖8.15以及地層分層表8.1。8.15地層分層深度12345678設(shè)置，而具體的參數(shù)設(shè)置見巖土體參數(shù)設(shè)置表8.2。8.2體參數(shù)設(shè)置W/5模型初始及邊界條件設(shè)對所建數(shù)值模型進行初始條件的設(shè)置，所設(shè)初始條件如下1、每口抽水井的抽水量為80m3/h即為2、回灌井的回灌溫度為3、抽水井與回灌井的抽灌深度均為4、模型的模擬時間為10年，A3A4組團每年的前1.5暖期即從巖土體中抽取熱量，后10.5月為恢復期即停止抽取熱量；而A1A5團則是每年的前1.5月為供暖期即從巖土體中抽取熱量，之后的5.5月為恢復期即停止抽取熱量，之后1月為供冷期即對巖土體進行回灌熱量，最后4個月又為恢復期即停止回灌熱量。1、模型的四周邊界均為恒溫邊界2、模型水的水溫為14℃，水的流動方向為北東向向南西模擬第3年結(jié)果與場地實際情況對由于鄉(xiāng)居假日各組團群井采灌系統(tǒng)是由2011年開始逐步投入行，目前運行時間為3個供暖期。所以現(xiàn)將模型第3年的模擬結(jié)果2014年對各組團監(jiān)測井的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比，從而驗證所建模型8.16、8.17以及8.18為模型前3年場地75米深度處的度模型剖面圖，圖8.198.20模型3年場地75米深度處的溫度 圖8.16第1年溫度模型剖面 圖8.17第2年溫度模型剖面8.183模型8.193模型8.203模型由上述溫度模型剖面圖以及溫度模型三維立體圖，可以看出模型在運行3年之后A3和A4組團均出現(xiàn)了比較明顯的冷堆集，尤其是組團的中心部分冷堆集尤為明顯，而且其影響范圍也較廣，相對的和A5組團的溫度則只有略微的下降?，F(xiàn)將第3年模擬結(jié)果與場地的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比。在每個組團分別選取一口抽水井，A1組團的1、A3組團的8號、A4團的18抽水井以及A5團的6A1組團1號井溫度對8.21、8.22、8.23及8.24別為A1團1抽水井60米、75度處的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬所得的第3年模擬結(jié)果圖 1號抽水井60米處實測數(shù)據(jù) 圖 1號抽水井60米處模擬數(shù)據(jù)圖 1號抽水井75米處實測數(shù)據(jù) 圖 1號抽水井75米處模擬數(shù)據(jù)由以上對比可以看出A1組團1號抽水井的模擬結(jié)果與鄉(xiāng)居假的。1號抽水井在60米和75米深度處的溫度曲線都是比較平穩(wěn)的，而溫度均在12℃左右。A3組團8號井溫度對8.25、8.26、8.27以及8.28分別為A3組團8號抽水井米、90度處的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬所得的第3年模擬結(jié)果圖 8號抽水井75米處實測數(shù)據(jù) 圖 8號抽水井75米處模擬數(shù)據(jù)圖 8號抽水井90米處實測數(shù)據(jù) 圖 8號抽水井90米處模擬數(shù)據(jù)由以上對比可以看出A3組團8號抽水井的模擬結(jié)果與鄉(xiāng)居假的。A3組團8號抽水井在75米深度處的溫度曲線都是呈上升趨勢，而溫度則是由9℃左右上升到9.5℃左右；而在90深度處的溫度曲線則比較平穩(wěn)，溫度均在10℃左右。A4組團18號井溫度對8.29、8.30、8.31以及8.32分別為A4組團18號抽水井75米、90米深度處的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬所得的第3年模擬結(jié)果 圖 18號抽水井75米處實測數(shù)據(jù) 圖 18號抽水井75米處模擬數(shù)據(jù)圖 18號抽水井90米處實測數(shù)據(jù) 圖 18號抽水井90米處模擬數(shù)據(jù)由以上對比可以看出A4組團18號抽水井的模擬結(jié)果與鄉(xiāng)居一致，但最終的溫度是比較接近的。A4組團18號抽水井在75米和90度曲線卻是比較平穩(wěn)的發(fā)展趨勢，但是水水溫的最終溫度還是比較接近的，均在9℃左右。A5組團6號井溫度對8.33、8.34、8.35及8.36別為A5團6抽水井75和80米深度處的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬所得的第3年模擬結(jié)果圖圖 6號抽水井75米處實測數(shù)據(jù) 圖 6號抽水井75米處模擬數(shù)據(jù)圖 6號抽水井80米處實測數(shù)據(jù) 圖 6號抽水井80米處模擬數(shù)據(jù)由以上對比可以看出A5組團6號抽水井的模擬結(jié)果與鄉(xiāng)居假的。A5組團6號抽水井在75米和80深度處的溫度曲線均是比較平穩(wěn)的發(fā)展趨勢，而且溫度均在12～13℃之間。小通過A1團的1和4抽水井、A3團的8和15抽水井、A4團的18抽水井以及A56抽水井的場地實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬所得的結(jié)果對比，可以發(fā)現(xiàn)A1、A3及A5團的模擬結(jié)果均與場地的實際水水況相接近，而A4組團則存在著一些誤差，但是水水溫的最終溫度還是比較接近的。所以可以認為況，驗證了所建模型的可靠性與準確性未來7圖8.37、8.38、8.39以及8.40分別為數(shù)值模擬所得的未來第年至第775米深度處的溫度模型剖面圖。圖8.418.42別為值模擬所得的未來第7年75米深度處的溫度模型三維立體圖 圖8.37未來第1年剖面 圖8.38未來第3年剖面圖8.39未來第8年剖面 圖8.40未來第7年剖面8.41未來第7溫度模型三維立體8.42未來第7溫度模型三維立體由上述溫度模型剖面圖以及溫度模型三維立體圖，可以看出模型在運行10年之后A3和A4組團已經(jīng)出現(xiàn)了非常明顯的冷堆集，其中組團的中心部分與A3組團左側(cè)下部尤為明顯，其影響范圍較大，而和A5組團的溫度則相對下降較少，但也有部分位置出現(xiàn)了零散的冷堆集。的運行特征分析可知：A1A5組團溫度下降最少，主要原因是由于A1A5組團在冬季供暖的同時進行了夏季供冷的雙相運行模式，這使得水溫度在一定程度上得到了補給與恢復。而A3A4團則由于只采用了冬季供暖的單相運行模式，所以使得水溫度下降相對較明顯。其中A3團7抽水井平均下降溫4℃左右，其中下降最多的是8抽水井，下降約6℃。而A46抽水井平均下降溫度為4.5℃左右，其中下降最多的是18號抽水井，下降約7℃。但由第3年的數(shù)據(jù)對比分析可知，A4團的實際監(jiān)測溫度要比數(shù)值模擬所得的溫度略低，所以10后A4的實際場地溫度可能也比數(shù)值模擬所得8.43A3組團8號抽水井75深度10年的模擬溫度曲圖8.43A3團8抽水井75處10線由上圖可以看出，在每年的供暖期水水溫均呈明顯的下降趨勢，而在恢復期水水溫則有略微的回升趨勢，整體是呈下降趨勢，而且每年的下降程度是逐漸減小的。前4年的水水溫下降較明顯，后6年的水水溫下降程度則比較平緩。最終在第10年結(jié)束時水溫度約為8℃。0溫度將數(shù)值模擬所得的A3組團8號抽水井每年年終時的溫度繪制成曲線，可以更加清晰直觀的看出10的溫度變化趨勢，圖8.44為繪0溫度8.44A3團8抽水井75處10圖8.45為A4組 號抽水 米深度 年的模擬溫度曲圖8.45A4團18抽水井75處10線圖由上圖可以看出，在每年的供暖期水水溫均呈明顯的下降趨勢，而在恢復期水水溫則有略微的回升趨勢，整體是呈下降趨勢，而且每年的下降程度是逐漸減小的。前4年的水水溫下降較明顯，后6年的水水溫下降程度則比較平緩。最終在第10年結(jié)束時水溫度約為7℃。將數(shù)值模擬所得的A4組團18號抽水井每年年終時的溫度繪制成曲線，可以更加清晰直觀的看出10年的溫度變化趨勢，圖8.46即為8642008.46A4團18864200通過數(shù)值模擬所得的A3團的8抽水井以及A4團的18抽水井的10年溫度曲線圖可以明顯的看出水水溫下降之多，A4組團18號抽水井的水水溫降低到約7℃，已經(jīng)非常接近回灌井的回灌溫度即6℃。很明顯如此低的水水溫已經(jīng)無法繼續(xù)滿足鄉(xiāng)居假日場優(yōu)化方通過對場地未來7年的模擬發(fā)現(xiàn)水水溫下降過大已經(jīng)無法繼續(xù)滿足場地群井抽灌系統(tǒng)的長期運行需求，所以需對場地的群井抽灌系統(tǒng)提出優(yōu)化方案以使其水水溫的下降量減少至運行需求的范圍內(nèi)。以提高水水溫，使其繼續(xù)滿足場地的運行需求。交替抽灌由先前的模擬可以看出鄉(xiāng)居假日場地的水水溫下降最明顯的地區(qū)是A3A4兩個組團，所以第一種優(yōu)化方案主要是通過交替A3A4組團抽灌井的位置以達到恢復水水溫的目的。A3組團共有回灌井14口，抽水井7口，現(xiàn)將7口抽水井與7口回灌井進行交替。具體的交替方案為3號、8號、12號、 號由抽水井換為回灌井而號、號、號、10號、18號、20號、22號則由回灌井換為抽水井A4組團共有回灌井11抽水井6現(xiàn)將6口抽水井與6灌井進行交替。具體的交替方案為12號、號、號、號、號、號由抽水井換為回灌井而號、3、4、6、1114井方式，之后的一年則再次實施此優(yōu)化方案，即從第四年開始偶數(shù)年實施交替后的布井方案，奇數(shù)年還是使用原先的布井方式。按此優(yōu)化方案模型運行7年，圖8.47、8.48、8.49以及8.50分別為優(yōu)化之后數(shù)值模擬所得的未來第1年至第775米深度處溫度型剖面8.518.52為