地源热泵工程项目开发中水文地质勘察的意义

　　1 引 言

　　随着社会的发展，用户对能源的需要量已经越来越大，相应的新能源建设工程项目也是越来越多的被立项施工， 那么对新能源建设工程项目如何规避风险， 保证项目和谐可持续健康发展就提出了极高的要求。 浅层地温能作为新兴的能源产业之一，已经越来越得到国家和各级地方政府的重视，地源热泵是浅层地温能的主要利用形式， 水文地质工程勘察在开发地源热泵中起着至关重要的作用。 本文研究了在开发地源热泵工程项目过程中水文地质工程勘察环节的重要性， 首先介绍地源热泵系统，然后总结了，对新能源工程项目的稳定、和谐发展有着重要的意义。

　　2 地源热泵系统介绍

　　地源热泵是一种利用浅层地温能（包括地下水、土壤或地表水等的能量）的既可供热又可制冷的高效节能系统。 利用电能的驱动实现能量转化， 将热能转化为更易被人们利用的能量。 根据地热能交换系统形势的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、 地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。 下面将简要介绍下地埋管地源热泵系统和地下水地源热泵系统：

　　　2.1 地埋管地源热泵系统

　　地埋管地源热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的热泵系统，它通过循环液（水或以水为主的防冻液）在封闭的地下埋管中流动，实现系统与大地之间的传热。 地埋管地源热泵系统的布设方式主要有两种： ①在建筑物下方的地热管网水平布设的形式； ②在建筑物下方的地热管网竖直布设的形式，垂直式埋管系统优点有：较小的土地占用，管路及水泵用电少，其缺点是钻井费用较高；对于水平式埋管系统，其优点有：安装费用比垂直式埋管系统低，应用广泛，使用者易于掌握，其缺点有：占地面积大，受地面温度影响大，水泵耗电量大。 不论哪种布设形式，最后都要与建筑物内的水环路项连接形成通路。 地埋管地源热泵系统的优势在于能够达到能源利用的最大化，对环境不会造成太大的影响，而且运营和维护的成本比较低。 地埋管地源热泵系统的劣势在于在建设初期需要投入的资本比较多，占地面积相对比较大。

　　2.2 地下水地源热泵系统

　　地下水地源热泵系统即直接利用地下水的地源热泵系统， 根据不同的利用形式可分为开式地下水地源热泵系统和闭式地下水地源热泵系统。 不论采用哪种系统，地下水地源热泵系统的核心是地下水换热系统，它是由潜水泵的取水井、回灌井、水处理设备和连接管线组成的。 地下水地源热泵系统的优势在于该系统的占地面积相对较小，然后所需费用不高，比较经济。 地下水地源热泵系统的劣势在于该系统对外界环境条件的要求相对较高，如水质、水量必须符合相应标准和回灌可靠等多个条件。

　　3 水文地质工程勘察在开发地源热泵中作用

　　水文地质工程勘察工作是为了查明水文地质条件、 开发利用地下水资源或其他专门目的， 运用各种勘探手段而进行的水文地质工作。 由于当地的水文和地质条件对于浅层地温能的分布状态、运移规律、品位高低、开发利用方式及规模是有相当大的影响的， 因此水文地质工程勘察工作是浅层地温能是否能够合理科学开发利用的基础。

　　3.1 水文地质工程勘察的内容

　　首先， 我们要对项目所在地的状况通过阅读相关文字资料和实地走访的模式， 做到对水文地质工程勘察工作有一定性的认识基础， 然后根据前期调查调研的结果提出有针对性的勘测方案， 最后根据项目所在地的水文地质条件的调研结果选择最合适的地源热泵系统。

　　3.2 地源热泵水文地质勘察应解决的问题

　　（1）查明项目所在地地下水的特点 ,掌握地下水的类型 、流向、水温、流速、水质和含沙量等参数，另外也要了解该地的地质条件，含水层的岩性、深度和厚度等参数。

　　（2）分析项目的可行性，即地源热泵系统适不适合在该地建设，除了需要考虑到该地的水文地质条件等制约因素外，还要对地源热泵系统对当地环境的影响做合理评估， 要做到生态资源的可持续利用和发展。

　　（3） 制定 项目方案 , 若项目所在地适合建设地源热泵系统，那我们就要去的热源井的出水量和回灌量等参数，合理评估地下水资源和地质条件的承载能力， 制定出最合理的项目方案，应用到实际工程当中。 图 3 所示为某地源热泵项目，该项目拟采用地下水源热泵系统作为建筑物的空调系统， 根据相关资料，项目所在地的地层地质剖面图如图 3 所示。

　　经过对该项目地层的地质情况的分析， 归纳为两个含水层： ①由填中砂和细中砂组成的潜水含水层， 层厚平均 14m左右；②由细中砂、中细砂和卵石构成的承压含水层，层厚平均 25m 左右，其中在二者之间存在着相对隔水层。 根据水文地质工程勘察的以上结论， 我们了解了项目所在地地下水的特点， 拟对每个含水层布设两个抽水实验孔和三个水位观测孔，完成相关参数测定实验，合理制定项目方案。

　　3.3 水文地质工程勘察在开发地源热泵中作用

　　经过前期的对项目所在地水文地质状况的调研， 我们可以制定出最佳的项目工程实施方案， 若没有水文地质工程勘察工作就盲目的对地源热泵系统进行开发， 就可能会出现以下几个方面的问题：

　　（1）地下水不能完全回灌

　　在地下水地源热泵系统中一定要保证回灌可靠这一条件， 但是在我国某些地区就出现过地下水地源热泵系统地下水不能完全回灌这一问题。 原因就在于在项目施工前，相关负责人没有对当地的水文地质条件进行认真的勘查分析， 以至于在不适合建设地下水地源热泵系统的地区进行了项目的建设，最终导致了地下水不能完全回灌，造成了物质资源和人力资源的浪费，对当地的环境也会造成一定的影响。

　　（2）热贯通问题

　　水温条件是地下水地源热泵系统中一项很重要的参数，热贯通就是在水温不稳定的条件下， 抽水井温度不同程度的升高或降低的现象。 地下水水温易受到含水层构造、地下水径流条件、抽灌井间距以及抽灌量的大小等因素的影响。 热贯通效应会降低整个系统的工作效率，使系统负荷变大，从而也就增加了运营的成本， 因此在项目施工前一定要对地下水水温等参数进行详尽的调研，尽量避免热贯通现象的发生。

　　（3）地下水污染

　　在项目的施工过程中，我们一定要注意环境保护的问题。水是生命之源，是人民群众生产生活的基础资源，因此我们一定要在项目的建设过程中注重地下水资源的保护。 地下水资源是不可再生资源， 我国的地下水资源人均占有量仅为世界人均占有量的四分之一， 现今我国的地下水保护状况不容乐观，若在地源热泵系统开发的过程中不加注意，就会加速当地地下水的污染。 当然在确保地下水水质的同时，这也更有利于地源热泵系统的正常运营，发挥出最优的生产效益。

　　4 结 论

　　随着城镇化进程的加快，我们的能源需求将会越来越大，相应的新能源系统就应该做好相关的技术储备， 以适应新形势下的对新能源系统的要求。 由此，本文引入了水文地质工程勘察在开发地源热泵中作用的认知， 首先本文介绍了地源热泵系统，其主要包括：地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。 然后介绍了水文地质工程勘察的内容和地源热泵水文地质勘察应解决的问题。 最后介绍了水文地质工程勘察在开发地源热泵中作用。 综上所述，地源热泵系统的开放工程是有利于人民群众生产生活的， 是有生命力和竞争力的一项新能源技术， 这项技术必将为新能源系统的发展带来社会效益和经济效益。

　　参考文献

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