天津市浅层地热能地质环境监测研究

【摘要】：浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内（一般为200m）的岩土体、地下水中具有开发利用价值的地热能，是一种可再生的新型环保能源，利用前景广阔[26]。天津市面积达11250km2的平原区均覆盖有200m以上的松散沉积层，浅层地热能源巨大，开发利用优势明显。在相关政策和技术支持下，开发势头也十分迅猛。据统计，截止到2012年底，天津市浅层地热资源累计利用面积达573万m2，取得了良好的社会和经济效益[2]。 开发利用动态监测是推进浅层地热能合理科学开采的基础。由于浅层地热能资源在地下200m以浅，无视其开采对地质环境的影响势必会带来严重后果[6]。地源热泵技术的应用，在一定程度上改变了项目所在区地温场、地下水动力场、化学场原有特征。尽管目前开发利用技术已经趋于成熟，但地源热泵的设计工作仍处于理论阶段，这些理论均建立在热传导作用的基础上，忽略了地下热耦合以及地下水流的影响，使得前期设计存在或多或少的误差，因此有必要在已有理论的基础上进一步研究土壤换热器的换热性能以及地温场的变化。由于目前绝大部分已经建成的开发应用项目未建立监测点，所以无法了解埋置土壤换热器区域内的整个温度场长期变化情况和区域外地层受影响的程度，以及区域地下水位水质、水位、水源井周围地层温度场、工程建设场地地面标高是否受系统运行影响，有必要在各换热系统安装、埋置必要的测量仪器，通过各种有效手段和措施对各动态数据进行监测，收集汇总、分析处理各监测点发回的信息资料，研究岩土体内温度场受地埋管换热器、地下水流动以及岩土体层热物性等多种因素影响的变化规律，并预测变化趋势，修正一些初期不正确认识和不合理方案，为资源合理开发利用提供可靠的基础数据[7]。 【关键词】：浅层地热能 水源热泵 地源热泵 动态监测网
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P314
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 前言9-17
• 1.1 选题依据9
• 1.2 目的、意义9-10
• 1.3 研究现状10-14
• 1.3.1 浅层地热能地质环境监测建设现状10-11
• 1.3.2 浅层地热能地质环境监测技术现状11-14
• 1.3.2.1 地下水地源热泵系统地质环境监测技术12-13
• 1.3.2.2 地埋管地源热泵系统地质环境监测技术13-14
• 1.4 研究内容14-15
• 1.5 技术路线15
• 1.6 主要研究成果15-17
• 第2章 天津市浅层地热能赋存条件及开发利用与监测现状17-36
• 2.1 天津市浅层地热能赋存条件17-25
• 2.2 浅层地热能开发利用现状25-29
• 2.3 浅层地热能地质环境监测现状29-34
• 2.4 浅层地热能地质环境监测存在的问题34-36
• 第3章 地下水地源热泵系统地质环境监测研究36-48
• 3.1 地下水地源热泵系统监测布置原则36-37
• 3.2 地下水地源热泵系统监测站建设的技术要求37-39
• 3.2.1 监测实施布置要求37-38
• 3.2.2 监测设施施工要求38-39
• 3.3 地下水地源热泵系统动态监测及数据分析39-45
• 3.3.1 动态监测内容及要求39-42
• 3.3.2 监测区基本参数及监测数据42-45
• 3.4 监测数据分析45-48
• 第4章 地埋管地源热泵系统地质环境监测研究48-64
• 4.1 地埋管地源热泵系统地质环境监测布置原则48-49
• 4.2 地埋管地源热泵系统地质环境监测站建设的技术要求49-54
• 4.2.1 监测设施布置要求49-53
• 4.2.2 监测设施施工要求53-54
• 4.3 地埋管地源热泵系统动态监测及数据分析54-62
• 4.3.1 动态监测内容54-55
• 4.3.2 监测区基本参数及监测数据55-62
• 4.3.2.1 现场热响应测试原理56-60
• 4.3.2.2 监测结果60-62
• 4.4 、监测数据分析62-64
• 第5章 地质环境监测操作技术工程实践案例分析64-70
• 5.1 地温监测孔布设64-66
• 5.2 地面利用监测系统66
• 5.3 监测系统施工工艺66-67
• 5.4 数据的采集和远传系统67-68
• 5.5 数据分析68-70
• 第6章 结论70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-75
• 作者简历75

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