重庆主城区浅层地温能资源量评价研究

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1、第40卷第3期中国地质Vo1．40．NO．32013年6月GEoL0GYINCHINAJun．，2013重庆主城区浅层地温能资源量评价研究张甫仁彭清元z朱方圆张华民杨新杰z陶嘉祥z(1．重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074；2．重庆市地勘局南江水文地质工程地质队，重庆401147)提要：基于重庆地区浅层地温能的调查和主城区浅层地温能适宜性分区评价结果，结合校正后的岩土热物性数值，进行了重庆主城区浅层地温能资源量评价．包括适宜区浅层地温能热容量和可利用资源量统计，并得到了重庆市主城九区浅层地温能的资源量分布情况．从而有效评价了重庆主城区地下

2、浅部空间热能的调蓄能力，为开发与保护浅层地温能资源提供了可靠依据关键词：浅层地温能；热容量；埋管换热功率；资源量；中图分类号：TK521文献标志码：A文章编号：1o00—3657(2O13)03-0974—07当今社会．面对能源消耗强度越来越大的现实。换热效率比北京、上海高15％-20％)，因此重庆市浅开发新能源问题迫在眉睫而浅层地温能资源作为层地源热泵在重庆的发展潜力巨大。由于相关资料一种可再生的洁净能源【l】．其开发利用不仅能节约及地温能的开发与利用提供了很好的地质基础。以大量高品位能，并且环境效益显著、应用面广。若在砂岩、泥岩为典型地质条件的重

3、庆地域广阔，但因工建筑物中大力利用则能够在很大程度上缓解能源的作量的限制．本文仅针对重庆市主城九区城市建设供应压力。目前。北京约有2000万m2、辽宁已有超的主要区域(总面积约1670km2．其中重点调查区过4300万m2的建筑利用浅层地温能供暖制冷阁。580km2．一般调查区1090km2)进行浅层地温能资尽管采用土壤源热泵系统基本上都能达到一定的节源量评价研究。能效果。但是受当地地质、水文地质条件中多种因2重庆市具体情况素的影响．蕴藏于地下岩土体内的浅层地温能资源的可开发性和分布存在极大差异．并不是所有的城2．1气象条件市采用该项技术都能达到较高

4、的收益为了避免开重庆气候属典型的亚热带湿润性季风气候，具发的盲目性。造成人力物力的浪费．因此针对具体地年平均气温高。空气湿度大，降雨量充沛，少冰雪严区开展浅层地温能资源量评价研究必将成为人们进寒，夏秋多雨。春冬多雾的特点。奉节以东峡谷地段，一步的工作重点．并且为资源的可持续发展提供良以及大巴山、云贵高原北延部分，气候要素随时空变好的指导作用化明显．显示出一定的垂直分带性。全境多年平均气温17．5～18．5~C．冬季极端最低1研究对象气温一3．7℃．夏季极端气温达42．2℃。区内多年平均重庆地区地质以导热率为2．5W／(m·k)以上的基降水量为1160

5、Ⅱun，最大年降水量1544．81Tln'l，最岩为主(基岩包括砂岩、泥岩、灰岩等沉积岩)。小年降水量740．11mm。年降水的70％主要集中于由于基岩的导热率相对较高(地埋管换热器的5~9月．为丰水期，12月至次年的3月降水量小于收稿日期：2012—07—20；改回日期：2013—04—01基金项目：中国地质调查局地质调查项目(1212O1112o055)及重庆市地质矿产勘查项目034—5)共同资助。作者简介：张甫仁，男，1975年生，博士，教授，主要从事燃气、暖通与热能领域方面的研究；E-mail：zh_feixue~163．com。第40卷第3

6、期张甫仁等：重庆主城区浅层地温能资源量评价研究97510％，为枯水期。其余月份为平水期。年降水量分配3岩土体热物性测试及数据处理不均。3～5年或10余年内，常出现春旱或伏旱现象．本区的地下水补给及动态变化特征与此种气候因素B．1现场热响应试验有相当密切的关系。区内年蒸发量956—1050mm．目前．国内外一致认为．热响应试验是获取地下每年6—9月的蒸发量占全年蒸发量的50％岩土热物性的有效技术措施I引．热响应测试的目的2．2水文地质、工程地质条件在于准确获得岩土体的综合热物性参数(综合导热重庆主城九区(调查区)属扬子地层区四川盆地率及热阻)．了解地下

7、埋管换热器的换热能力(每延分区。主要为沉积岩地区。岩相稳定、标志层明显，褶米换热量)。为地源热泵系统的设计提供基础数据．皱构造较简单，断裂不发育。区内发育二叠系、三叠以保障系统长期运行的高效与节能系、侏罗系，并零星分布第四系堆积物本次调查区现场热响应的研究主要有线热源模型和圆柱地处低山丘陵区，基岩大面积出露。岩体主要有坚硬热源模型[51本研究采用线热源模型进行计算．因为块状砂岩岩类、坚硬一软质块状砂岩夹泥岩岩类、软其简单易懂，方便操作，而且精度能满足工程应用，质一坚硬层状泥岩夹砂岩岩类、软质层状泥岩岩类、它也是国内大多数热响应研究所使用的模型[61因

8、软质薄层状泥叶岩岩类、坚硬弱岩溶化岩类和坚硬此在已有工作——“重庆主城区浅层地温能适宜性的强岩溶化岩类共7种