河南省商丘城区地温场特征研究.pdf

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1、河南省商丘城区地温场特征研究口冯亿年杜学峰张映钱柳西亚(河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院，河南商丘47600)摘要：本文根据河南省商丘城区地质、水文地质条件，通过收集城区及周边供水井资料和地热调查评价等项目成果，重点对城区地温场特征进行分析研究，恒温带深度约19m、温度为15．5。C，平均地温梯度为2．85。c／1O0m，城区大地热流值约为68．685mW／m。供商丘城区浅层地热能的合理开发利用参考。关键词：地温场；特征；商丘城区浅层地热能是指蕴藏在地表以下200m以内岩土体、目前，商丘城区

2、浅层地热能开发利用水平较低，缺乏地下水和地表水中具有开发利用价值的温度低于25℃的低专业勘查、设计；抽水及回灌井比例不合理，回灌井缺少温地热资源⋯，是一种优质清洁能源，具有可再生、分布回扬等处理措施，回灌困难时部分排入下水管道，造成了广、储量大、清洁环保、经济安全、可用性强等特点。浅水资源的浪费。层地热能主要通过地源热泵换热技术得以开发利用，在北3商丘城区地温场特征京、沈阳等地应用的较快、较多，属我国推广应用的可再生能源产业项目，具有十分广阔的开发利用前景。3．1恒温带确定商丘城区及邻区地表水不发育，

3、地表以下200m以地球内热与太阳辐射热互相影响达到平衡的地带称为内含水砂层颗粒较细，单层厚度较小，富水性弱且水质恒温带，恒温带深度、温度是浅层地温场的重要指标。研较差。根据《浅层地热能勘查评价规范(DZ／T0225—究表明恒温带温度与多年平均气温、大地热流值密切相关，2009)可知，本区地表水、地下水换热方式方法适宜性分是太阳能照射和地球内热产生的大地热流的综合作用下，存区为不适宜区；而商丘城区第四系厚度约400m、无卵石在于地下近表层数米至数十米的土壤和地下水里的年温度层分布，200m以浅含水层累积

4、厚度大干30m，地埋管换变化小于0．1℃的层带。根据区内以往资料和“商丘市城热适宜性分区为适宜区。因此，商丘城区地温场特征研究区浅层地热能调查评价”项目开展的地温测量综合评价，对该区浅层地热能的合理开发利用将发挥有效支撑作用。商丘城区恒温带深度约19m，温度为15．5℃(图1)。’4．0。l7_u181019：oL术(℃)0一l商丘城区地质条件：己：!：：。，—o商丘城区位于为黄河冲积平原，地势平坦、开阔，．：第四系厚度400～450m，其中，全新统底板埋深30～_1苴温带深度’(19m)50m，为近

5、期黄河冲积物，含水层岩性以细砂、粉砂为301i主，可见2～4层，累积厚度7．00～38．50m，平均厚度!约18m；静水位埋深一般为3～5m，富水性变化较大，45矿化度l280．0～2560．0mg／L，总硬度(以CaCO计)262．0～975．0mg／L。上更新统底界埋深95～1l5m，60}。『中更新统底板埋深140～175m，中、上更新统砂层较一l{不发育，含水层岩性以细砂、粉细砂为主，其次为粉75砂，可见2～6层，累积厚度10．85～41．0m，平均厚度约20．5m；静水位埋深一般4～7m，富

6、水性弱，矿化度90攫Im】2200．0～3080．0mg／L，总硬度646．0～1090．0mg／L，图1地下水温度与深度对应关系散点图水质较差’。3．2增温带特征2商丘城区浅层地热能开发利用现状及存在问题恒温带以下的地温主要受地球内热的影响，随着深度商丘城区浅层地热能的开发利用发展较晚，目前还处的增加呈规律性的升高，称为增温带，恒温带以下深度每于起步阶段。地源热泵有四季港湾、海亚春天等8家，以增加100m所增高的地温值称为地温梯度。根据调查收酒店和住宅小区为主，多采用地下水换热系统，仅有在建集、统计

7、分析商丘市城区浅层水、深层水供水井的水温，的罗马花园小区采用了地埋管换热系统，城区总使用面积结合已确定的恒温带深度、温度，按照(1)式计算商丘约50万m。城区地温梯度，结果见表1。作者简介：冯亿年(1972一)，男，河南辉县人，高级工程师，从事水工环地质研究工作。E—mail：fengyinian2006@126．com地球科技2014／11一060n挖M表1商"丘城区加地温梯度统计表井位井深(m)止水位置(m)井温(℃)地温梯度(℃／lOOm)平均地温梯度(℃／lOOm)商铁西站590．00367～

8、4073O．53．13清泉水厂480．39420～4403O．O3．13春都集团469．30390～41O27．O2．67实验小学(实小)520．O0470～49028．82．74精神病院421．0O300～31424．O2．44振华玻璃厂450．O8318～34327．O3．04开发区供水站443．30370～39028．03．O8地质十一队420．50350～37029．O3．15化肥厂510．00310～32526．52．75宏发公司423．483