西安市浅层地温能的开发及利用x

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1、西安市浅层地温能开发利用及其存在的问题研究背景研究内容结论及建议123报告内容1.研究背景能源短缺浅层地温能能源是人类社会活动的动力资源，随着社会经济的不断发展，能源短缺引发的各种矛盾越来越尖锐，改变能源结构，寻找新能源已经成为全人类必须面对的首要环境课题。浅层地温能是赋存在地球表层岩土体中的低温地热资源，是一种新型的优质清洁能源。它能够可持续利用，具有可再生、分布广、储量大、清洁环保等特点，应用前景广阔。2.研究内容西安市地质、地貌特征西安市深层地温场特征西安市浅层地温场特征浅层地温能开发利用技术浅层地温能开发对环境的影响2.1西安市地质、地貌特征地形地貌地质构造水文地质查

2、明西安地区地质地貌特征是该地区合理开发利用浅层地温能的前提，也为选择合适的开发区域和适宜的开发技术提供了依据。西安市位于关中盆地的中部，主要地貌类型有河流冲洪积平原、黄土台塬和黄土梁洼。冲洪积平原发育在西安断凹区，黄土台塬发育在临潼断凸构造上，黄土梁洼位于西安断凹与临潼断凸交接地带的市区中部。西安市地区的主要断裂有：余下——铁炉子断裂，长安——临潼断裂，渭河断裂。上述断裂的形成与长期活动，既成为主要的地热通道，又为处于不同深度的地热水层间进行对流循环创造了条件。西安市的含水层主要为第四系砂砾孔隙含水层与第三系基岩裂隙孔隙含水层。第四系含水层厚约800m，主要岩性为黄土及砂、砾

3、石层，富水性强。第三系含水层厚约数千米，主要岩性为泥岩及中、细粒砂岩，富水性中等。地形地貌地质构造水文地质2.2深层地温场特征西安地区具有良好的地温场背景，地热水水温一般为65℃，平均地温梯度为3.5℃/100m。在1000m深处地温约为52℃，2000m深处一般约为83℃，地温梯度一般为0.03~0.035℃/m，埋深超过2000m时，地温梯度明显增高，达0.035~0.05℃/m，最高可达0.086℃/m。沿着古河道与断层活动性强的构造带，地温呈现出异常高的特征，地热温度平均为86℃，平均地温梯度为0.05℃/m，在活断层的交汇处，地热异常更显著。2.3浅层地温场特征研究

4、步骤ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.3.地温分布特征2.地温梯度确定1.监测井布设浅层地温场特征西安市地区9个监测井分别是：西安市长庆油田、西安市高陵杨官寨、西安市草滩六路、西安市三桥石化大道、西安市昆明路闵旗寨、西安市前锋七组地门村、西安市油库、西安市技工学校、西安市新筑麦王村，分别编号为1~9号。监测井主要对水温和地温进行监测，每月3次。2.3.1监测井的布设2.3.2地温梯度的计算恒温层一般处于地面以下25~30m深度处，地下温度基本不受外界因素的影响，保

5、持恒温，且其温度一般高于当地多年平均气温1℃~2℃。西安地区地面年平均气温为13.6℃，本文中取恒温带温度高于年平均气温2℃，故西安地区恒温层温度为15.6℃。恒温层温度的确定2.3.2地温梯度的计算恒温层深度的确定2号、6号、9号监测井在25~30m深度处平均温度接近15.6℃，而其他几个监测井的平均温度由于受到外界因素的影响而远高于15.6℃，故采用这3个监测井的数据计算恒温层深度。2.3.2地温梯度的计算恒温层深度的确定在深度为27m时，2、6、9号井的温度均接近15.6℃，故取西安地区恒温层深度为27m。2.3.2地温梯度的计算地温梯度的计算地温的大小用地温梯度来表示

6、。根据公式可计算得各监测井所在地区的地温梯度：2.3.3地温分布特征根据地温梯度的处理结果，并假定地温在个深度上呈线性变化，可计算出各井在150m和200m深度上的温度。在150m深度时，平均地温为19.81℃，在200m深度时，平均地温为21.53℃。2.4浅层地温能利用技术按热源获取来源的种类分，热泵可分为：水源热泵，地源热泵，空气源热泵，双源热泵。西安市开发利用浅层地温能时主要采用地源热泵，地源热泵又可分为：土壤源热泵、地下水热泵、地表水热泵。热泵是一种利用浅层地热资源的既可供热又可制冷的空调设备，具有供冷（热）常年稳定，高效节能，经济环保的特点。城市中一般采用热泵技术

7、开发浅层地温资源。分类2.4.1土壤源热泵西安地处渭河平原，属于黄土高原地貌，渭河平原的黄土高原土壤松软、厚度达200~300m，水位达20~40m，平均导热系数ג≈1.5w/m.k，平均容积比热Cv≈2200kJ/m3k，打井、埋管非常容易，适合做垂直式土壤热交换器地源热泵。这不仅可以节约钻孔时间与费用，而且可以大大降低土地的占用面积。另外西安地区潜水水量丰富，增加土壤含湿量可以提高其导热率，从而增加土壤导热性能。水量充足，水温适宜，水质适宜，供水稳定。优先选择渗透性大、厚度大、地下水温度稳定和水头稳