地热资源开发利用

区域浅层地热资源调查内容及方法

  (一)浅层地热资源调查内容
 
  区域浅层呢各地热资源调查的目的是查明其数量、质量以及分布规律,进行开发利用区划,为浅层地热能可持续利用提供依据。
 
  区域浅层地热资源调查要求基本查明以下内容:
 
  (1)区域地热地质水文地质工程地质条件。
 
  (2)含水层结构、厚度、埋藏条件、地下水水位分布、水量、水质情况及其动态变化等
 
  (3)地温分布、水温分布及其动态,确定恒温带的温度和深度、大地热流值,并在冻土地区,确定冻土层厚度。
 
  (4)岩土体的热导率、比热等热物理参数
 
  (5)包气带岩土体结构、岩土体的孔隙率(裂隙率)、含水量、密度、等物理力学参数。
 
  (6)未进行回灌试验的空白地区,应选择代表性地段进行回灌试验,初步评价含水层的回灌能力并求取渗透系数。
 
  (7)浅层地热能的热来源和热成因机制,地下水水热的补给、运移、排泄条件,包气带地热能的补给、运移和排泄条件。
 
  (二)区域浅层地热资源调查方法
 
  1.地温调查与试验
 
  (1)地温调查采用槽探、坑探或钻探等手段进行,应边施工,边测量地温,并按相关标准布点进行岩土体描述和取样测试,应同时测试岩土体的热物理参数。在岩土体取样位置必须测量地温,其它位置可视情况加密测点,使测量间距大致均匀。
 
  (2)地温试验点应选择原有的包气带水分运移试验场,地温监测频率应与土壤含水量、土壤水势、气温等项目的一致。岩性及结构在区域上应具代表性和完备性。并坚持长期监测。
 
  (3)如果没有合适的包气带水分运移试验场,则应选择若干代表性地段建立简易的地温试验点。试验项目应包括地温、土壤含水量、土壤水势和气温等,监测时间应在一个水文年以上。
 
  2.回灌试验
 
  (1)回灌试验应准确测定回灌井的回灌量、压力(水位)随时间的变化、回灌影响范围及影响区内地下水温度、压力(水位)和化学组分变化等,为确定合理回灌方案提供依据。
 
  (2)浅层地热能的回灌应为同层回灌,回灌试验分为单井回灌试验、对井回灌试验和群井生产性回灌试验。一般宜采用单井回灌试验,有条件的地区,也可进行对井回灌试验。回灌时间不少于4个月(不含恢复观测时间)。
 
  (3)按回灌方式可分为真空回灌、自流回灌和加压回灌三种类型。一般采用自流回灌方式进行。
 
  (4)回灌试验应布设一定数量的观测井,试验前应实测回灌井和观测井地下水温度、压力(水位)及化学组份;试验期间(包括回灌期间及恢复期间)应定期监测其变化并分析这些变化与灌(采)量变化的关系,直至相对稳定。
 
  3.原位热传导试验
 
  (1)原位热传导试验是指采用人工冷(热)源对岩土体的热传导性能进行探测的一种试验。
 
  (2)原位热传导试验分为单孔热传导试验和群孔热传导试验。群孔热传导试验一般由一个主孔和一个以上的观测孔组成的。
 
  (3)原位热传导试验应实测冷(热)源和观测孔的温度、压力(水位)或流量等变化,确定不同温度不同压力(或流量)的冷(热)源的影响范围及影响区内的温度、压力(水位)或流量的变化。
 
  (4)输入的冷(热)量应大到足以在观测孔中观测到温度、压力(水位)或流量等的变化,且试验时间不少于30天或直至温度、压力(水位)变化相对稳定。
 
  (5)探求冷(热)源的温度、冷(热)量与影响范围以及影响区内的温度、压力(水位)或流量变化的关系,并采用数值法或解析法计算热导率或热扩散率。推荐采用数值法再现原位热传导试验过程。