浅层地温能资源开发利用监测网建设和技术方法(曾梅香)

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1、浅层地温能资源开发利用监测网建设和监测技术方法天津地热勘查开发设计院曾梅香tjdryzeng@sohu.com2011-6-29主要内容目的意义主要任务建设原则监测网布设及功能天津浅层地温能监测网建设情况1.浅层地热能监测网：对不同深度的地温、采温层的岩土质量、地下水水位和水质、地面标高等项目实施长期监测，及时掌握地温变化动态、地面变形情况预警机制：一旦发现地温长期持续单向变化，或水质污染、地面沉降，应立即采取有效措施加以解决，防止产生地质环境问题加强监测，掌握浅层地热能开发利用动态：二项具体工作2.监测实验区：监测对象或区域＿单个项目或项目密集区、示范工程对

2、地质环境影响监测：地温场、地下水位、水质、地面标高等地质环境因素进行长期监测系统效率、节能效果监测：记录运行工况和能耗，计算换热能效比，检验项目节能效果，总结开发利用经验目的意义1.补建动态监测网＿针对现有换热系统水源：对水位、水温、水质、地下水循环利用量、工程建设场地地面标高和采灌系统周围地温场变化情况进行跟踪监测地源：代表性工程，土壤换热器影响半径、周围岩土层温度场、不同深度地温、系统换热能效长期监测主要任务2.结合本地区浅层地热能开发利用情况，针对新建典型项目进行监测系统的合理设计和补充完善3.选择典型项目建设浅层地热能资源开发利用动态监测实验区4.制定

3、浅层地热能开发利用动态网络自动化监测系统建设标准、安装规范和监测要求5.开展长期动态监测工作主要任务1.监测网要能覆盖整个利用区域选择区域地质、水文地质条件具有代表性的工程兼顾地层结构、构造单元2.结合换热系统工程现状和实际情况，具备可操作既有换热系统补充必要的钻探工作量新建换热工程在方案设计时就布设监测孔监测孔尽可能与项目工程换热孔相结合与现有地面沉降监测设施相结合建设原则3.参考浅层地热能资源适宜性分区典型工程、开发项目较多的地区适宜区和较适宜区分别布设，取得对比数据4.结合不同功能建筑，不同冷热负荷与地温能开采强度，不同运行模式单季节供热冬夏季供热（冷）

4、空调系统连续运行（如医院等）空调系统间歇运行（如学校、写字楼等）建设原则5.依据不同利用方式和工程规模(兼顾地埋、水源)6．保证数据的连续性和准确性7．监测内容要具有针对性8．结合一定的行政区划，便于管理建设原则地下水换热系统1．运行监测：流量传感器、温度传感器、用电计量装置2．定期取样分析水质3．水源井安装温压传感器4．地面标高(沉降)监测5.地温场监测含水层顶底板地层温度变动情况水源井之间热、冷锋面运移情况和地层温度相互影响监测地下水迳流对水源热泵换热系统的影响监测网布设及功能分析地下水局部开采对周边温度场影响及地温场恢复情况回灌井含水层温度变化，回灌对开

5、采井造成的影响地下水换热系统监测网布设及功能1.监测对象最好是实际运行的地埋管换热孔2.有代表性的地埋管换热孔：沿地下水流动方向布置；换热井群分布区域中心区、过渡区和边缘位置3.以井群中心位置为核心，向四周不对称布置，中心区域测点密集，外围相对稀疏4.中心及边缘位置要布设恒温层监测孔，确定换热孔水平方向温度分布，热泵系统运行时的井间影响半径地埋管换热系统监测网布设及功能新建监测系统，监测孔及测温点埋设与换热孔施工同步完成地埋管换热系统监测孔垂直方向测温点监测孔水平方向测温点监测网布设及功能地埋管换热系统中心点8-10…11-13…中心点10-12…7-9…矩形

6、井群监测孔布设正方形井群监测孔布设监测网布设及功能地埋管换热系统掌握监测孔周围土壤温度分布及变化情况利用地埋管换热器的土壤温度数据分析整个换热井群区域的土壤温度分布及变化情况根据建筑物不同用途、功能分析预测长期运行后土壤温度场的变化分析换热井群的换热效率和热泵机组效能评价换热井群设计的合理性监测数据分析研究内容监测网布设及功能工程地面标高监测（地表形态、地面沉降）开采量、地下水循环利用量监测（回灌量）水样采取及测试（悬浮物、含砂量、油污）水位动态监测工作（水源井动、静水位，水温）地下水换热系统监测项目及要求监测网布设及功能地层温度、地温场监测采温层岩土质量监测

7、系统效率、节能效果监测运行工况和能耗不同回填材料换热率，换热能效对比数据评价热泵机组效能，评定工程系统运行优劣地埋管换热系统监测项目及要求监测网布设及功能※项目背景天津市建设浅层地温能开发利用试点工作的专题之一※工作范围天津市蓟县山前断裂以南的平原区，面积约11250km2※工作起始时间2009年11月天津浅层地温能监测网建设情况贯彻落实国土资源部、天津市有关领导关于在天津建设全国浅层地热能开发利用示范城市的指示五项专题之一：在“天津市浅层地热能开发利用示范城市建设”总框架的思想指导下开展动态监测网建设专项工作完成的主要工作量针对13个示范工程建设监测网（各监

8、测站、中心站）完成动态监测实验区建设工