地熱能是地球內部產生的儲存在地表以下的熱量。淺層地熱能是指地表以下一定深度范圍內 ( 一般為恒溫帶至 200m 埋深) , 溫度低于 25℃, 在當前技術經濟條件下具備開發利用價值的地熱能。淺層地熱能是地熱資源的一部分。淺層地熱能是賦存在地球的表層巖土體中的低溫地熱資源。

    淺層地熱能資源豐富, 分布廣泛, 溫度穩定, 開發技術臻于成熟, 目前已經廣泛應用于供暖和空調制冷, 是一種很好的替代能源和清潔能源。近10年以來, 淺層地熱能利用技術逐步得到推廣, 日益受到人們的重視, 成為目前地熱能利用新的增長點。

    相關地熱專家介紹：開發利用淺層地熱能必須以地質勘查評價為基礎。對于土壤源換熱系統, 需要掌握一定區域內地熱承載力、地溫場特征、巖土體熱傳導系數等參數, 土壤源換熱系統的設計要根據淺層地熱資源所賦存的地熱地質條件而定。地下水換熱系統需要有豐富和穩定的地下水源作為保證, 水文地質條件必須適合于同層回灌。

    在建設地下水換熱系統時, 需要避免不同含水層之間的水質污染、熱污染問題的發生。建設地下水換熱系統的地下水井應避開地下水水源地保護區和地下水嚴重污染的區域。目前, 在建設淺層地熱能利用系統前大多數沒有開展地熱能資源勘查和環境影響評價, 從而造成能源利用效率不高, 部分淺層地熱能利用系統工程出現了明顯的環境安全隱患。

    區域淺層地熱能調查：

    區域淺層地熱能調查的目的是查明區域淺層地熱能資源數量、質量以及分布規律, 進行開發利用區劃, 為淺層地熱能可持續利用提供依據。淺層地熱能調查評價的范圍一般按照行政區或自然單元, 根據當地對淺層地熱能資源利用與管理的需要確定。

    區域淺層地熱能調查應在充分利用現有水文地質、工程地質等資料的基礎上, 補充巖土體熱物性、水文地質、巖土工程地質工作, 進行鉆探和試驗。在調查工作實施之前, 必須進行充分的前期論證工作, 按要求編寫設計書。設計書的主要內容應包括: 目的、任務、地理概況、區域地質、水文地質和工程地質條件、研究程度及存在主要問題、工作布置及工作量、技術路線、淺層地熱能資源計算與評價方法、人員組成、設備、工作計劃、試驗及鉆探施工設計、經費預算、預期成果和提交報告時間等。

    區劃應按地下水換熱系統、土壤源換熱系統兩種開發利用方式進行適宜性分區, 其適宜性分區分為: 適宜區和不適宜區, 根據經濟技術條件、地質條件、水文地質條件、工程地質條件和開發利用需求綜合評定劃分。應根據適宜區分區確定淺層地熱資源的評價方法、評價面積和計算參數, 且只計算適宜區的資源量。評價面積應扣除建筑、道路等不宜進行地下換熱工程的占地面積。對于占用農田耕地取熱應進行專門的生態環境影響評價后, 才能劃定適宜區。區域淺層地熱能調查成果, 為淺層地熱能開發規劃和地源熱泵工程勘查提供依據。

    地源熱泵( 地下換熱系統) 工程淺層地熱能勘查：

    勘查的目的是為地下換熱系統提供可靠的利用淺層地熱能的依據。地下換熱系統工程淺層地熱能勘查范圍的確定需要綜合考慮地質條件、地熱地質條件和建筑工程需求, 勘查范圍應大于擬定換熱區。

    首先，該調查收集已有的地熱地質、工程地質、水文地質、水井、勘探孔及當地地溫、氣象、水文及凍土層資料。調查場地空間狀況及淺層地熱能資源開發利用條件, 選擇適宜的地下換熱系統。

    其次，為了查明場地水文地質條件或巖土體的性質和分布, 需要鉆勘探孔、采取巖土試樣或進行原位熱傳導試驗時, 可采用鉆探、井探和地球物理勘探等。勘探方法的選取應符合勘查目的和巖土體的特性。布置勘查工作時應考慮勘查過程對工程和自然環境的影響, 防止對地下管線、地下工程和自然環境的破壞。鉆孔、坑探、釬探和探槽完工后應妥善回填。

    再次，土壤源換熱系統淺層地熱能勘查應在地下換熱系統方案設計前進行, 對工程場區巖土體中淺層地熱能條件進行勘查。土壤源換熱系統淺層地熱能勘查其主要工作內容應符合下列規定: 查明場地巖土層的巖性、結構、地下水賦存狀況。

    后，查明巖土層的導熱性能、換熱效率、導熱系數、溫度, 確定恒溫帶的深度和溫度。凍土地區, 應查明凍土層厚度。查明場地巖土體的含水率、密度、比熱、導熱系數、溫度。提供滿足設計施工所需的熱物性參數, 確定巖土層換熱能力, 預測淺層地熱能換熱量。若條件許可, 則應確定不同換熱量對地溫場的影響, 提出埋管方式、施工方案的建議。

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