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孙保卫地源热泵室外换热系统研讨班

地质工作在地源热泵工程中的作用

孙保卫 2010-01联系方式：010-63965833 13910599233 bgi_geoenv@http://

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一二三四五

地质工作内容影响地下水地源热泵系统的各种因素水文地质勘察评价影响地埋管地源热泵系统地质环境因素地埋管地源热泵系统地质勘查评估

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一、地质工作内容与地质条件有关的地源热泵系统包括两类：地下水地源热泵系统地埋管地源热泵系统其地质工作的主要内容：地下水地源热泵系统：水文地质条件地埋管地源热泵系统：地层组合情况和地层热物性交流依托于：北京市科委课题：深井回灌式水源热泵系统工作机制的水文地质与调度管理优化研究国家科技部课题：奥林匹克森林公园地埋管地源热泵系统关键技术研究

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素

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1、自然地理、气象条件进行地下水地源热泵施工前需调查分析当地的自然地理、气象条件。地下水温度和冬夏两季应用空调制冷和制热时间对地下水地源热泵系统设计有很大影响。冬冷夏热(冬季和夏季时间相差不大)地区是应用地下水地源热泵的良好区域。

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素 2、水文地质条件应用地下水地源热泵系统，含水层必须具备抽得出、灌得进等条件：含水层的水文地质条件应符合以下几点： A.含水层具备一定的渗透性，渗透系数较大，含水层厚度大，贮水容积大 B.含水层中无异常地温梯度现象； C.地下水抽水-回灌后对地下水的水质影响，应向好的方向发展； D.系统抽水-回灌后，不能引起其他不良的水文地质和工程地质现象，如地面沉降、土地的沉陷或土壤盐碱化等； E.含水层的上下隔水层要有良好的隔水性，较小的隔水层渗透系数，以避免与邻近含水层短路，造成能量流失，形成良好的保温层。

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素①含水层含水层岩性为中细砂以上；含水层埋置相对较浅、含水层厚度大，可节约成本。②地下水位埋深与变化趋势地下水位离地面有一定深度，最好大于10m;考虑地下水位埋深必需分析、预测场地及其周边地区地下水位的未来变化。③地下水流向与流速一种是等值线法，另一种是实测法，可以用井下电视法、地下水流速流向仪量测。

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素试验场地下水分布条件根据本次水文地质勘探结果，试验场区自然地面以下至钻探深度(46.60m)内地层分布统计如表3-2,该深度范围内揭露3层地下水，地下水类型分别为潜水和承压水(2层)。表 3-2成因年代人工堆积层

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场区地层及地下水分布情况一览表G1 A1 36.7

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西Z1 36.69 I1 36.69 36.67

东D1 36.67 B1 36.66 Z2 36.64 C1 36.70 E1 36.76

地层岩性粘质粉土填土以粘质粉土、粉质粘土为主以细砂为主以粉质粘土、重粉质粘土为主

层顶标高(m) 36.62~36.84 (自然地面) 35.22~35.99 25.09~25.87 21.44~22.36 6.06~8.46 1.76~3.84 -1.60~-3.66 -5.26~-4.03

含水层/隔水层//潜水赋存层位相对隔水层第 1承压水含水层相对隔水层第 2承压水含水层相对隔水层

层厚(m) 0.70~1.50m 9.50~10.70m 3.10~4.00m 13.30~ 15.50m 3.20~5.60m 3.50~6.80m 0.90~2.70m钻孔距离(m)

潜水含水层

第四纪沉积层

以卵石、圆砾为主粉质粘土、粘质粉土为主以卵石、粉砂为主以粉质粘土、粘质粉土为主

第1承压水含水层第2承压水含水层

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注：图中的地下水位为2006年7月24日各观测孔统测水位标高

图3-5试验场典型地层剖面图

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素

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④地下水水质对地下水水质的基本要求是：澄清、水质稳定、不腐蚀、不滋生微生物或生物、不结垢等。图3-2为某工程地下水地源热泵系统在使用 2.5年后的泵管腐蚀情况，可以看出，泵管不仅腐蚀变黑，许多地方已经腐蚀透成孔状。图3-2某地下水地源热泵系统泵管腐蚀情况

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素⑤地下水温度

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素 3、工程地质条件应用地下水地源热泵系统必须考虑地下水位降低造成地面沉降的影响。 4、周边环境周边环境包括临近场地的建筑物情况、地下水地源热泵系统使用情况、抽水-回灌井深度、出水量大小以及重要管线等基础设施情况和场地所处是否为敏感地区如水源保护区、地下水污染区等。这些因素都是选择地下水地源热泵系统的制约因素。 5、场地大小、建筑面积地下水地源热泵系统的抽水井和回灌井一般均必须布置在有限的场地范围内，而要保障地下水地源热泵系统的正常运行，抽水井、回灌井之间必须保持合理的井间距。而建筑面积决定了地下水地源热泵系统的用水量。

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素

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6、敏感区的确定需调查场地是否处于敏感地区，如水源保护区、地下水污染区等，了解当地的政策是否允许采用地下水地源热泵，以免工程盲目投资造成不必要的浪费。

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二、影响地下水地源热泵系统的各种因素

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7、审批采用地下水地源热泵系统前必须进行水资源论证，并经过专家审查和水务部门审批。但水资源论证工作中对水文地质条件的论述并不能完全满足地下水地源热泵系统设计的需要，在进行地下水地源热泵系统设计前仍应进行水文地质勘察工作

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三、水文地质勘察评价§1总论§1.1编制论证报告书的目的；§1.2编制依据；§1.3项目选址情况，有关部门审查意见；§1.4项目建议书中提出的取水水源与取水地点；§1.5论证委托书或合同，委托单位与承担单位。§2建设项目概况§2.1建设项目名称、项目性质；§2.2建设地点，占地面积和土地利用情况；§2.3建设规模及分期实施意见，职工人数与生活区建设；§2.4主要产品及用水工艺；§2.5建设项目用水保证率及水位、水量、水质、水温等要求，取水地点，水源类型，取水口设置情况；§2.6建设项目废污水浓度、排放方式、排放总量、排污口设置情况。§3建设项目所在流域或区域水资源开发利用现状§3.1水文地质条件，地下水及水资源总量时空分布特征，地下水质概述；§3.2现状供水工程系统，现状供用水情况及开发利用程度；§3.3水资源开发利用中存在的主要问题。§4建设项目取水水源论证§4.1地下水源论证必须在区域水资源评价和水文地质详查的基础上进行；§4.2中型以上的地下水源地论证必须进行水文地质勘察工作；§4.3分析区域水文地质条件，含水层特征，地下水补给、径流、排泄条件，分析地下水资源量、可开采量及取水的可靠性；§4.4分析取水量及取水层位对周边水资源状况、环境地质的影响；§4.5论证取水井布设是否合理，可能受到的影响。

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