摘要：本文結合工程實例，利用地下水作為地源熱泵的低位熱源，通過水文地質(zhì)勘察確定水文地質(zhì)參數(shù)，確定開采井與回灌井的數(shù)量。

　　關鍵詞：地源熱泵；抽水試驗；注水試驗

　　Abstract: Combining with engineering examples, the use of groundwater as the ground source heat pump to the lower of the heat source, through the hydrogeology survey sure hydrogeology parameters, sure mining Wells and recharge the number of Wells.

　　Key Words: the ground source heat pump; pumping tests; water injection test

　　中圖分類號：[TU42]         文獻標識碼：A            文章編號：

　　隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，環(huán)境與能源已成為影響和制約社會經(jīng)濟健康發(fā)展的重要因素，地熱空調(diào)是一種高效節(jié)能環(huán)保設備，地熱空調(diào)以綠色環(huán)保制冷劑為工質(zhì)，除用少部分電能外，采暖、供熱的熱量主要是利用地球表面淺層水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太陽能 和地熱能，整個系統(tǒng)無有害物質(zhì)排放。地熱空調(diào)技術替代供熱鍋爐，有效改善城市的生態(tài)環(huán)境，減少由于使用燃煤、燃油鍋爐引起的有害氣體的排放，提高大氣環(huán)境質(zhì)量。是一種理想的“綠色空調(diào)”。被認為是目前可使用的對環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。

　　一．地源熱泵按傳熱方式分類

　　地熱空調(diào)按傳熱方式可分為：大地直接換熱式、大地耦合式熱泵系統(tǒng)（埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)）、地下水循環(huán)式熱泵系統(tǒng)、地表水源熱泵系統(tǒng)。它們有如下特點：

　　1．大地直接換熱式熱泵系統(tǒng)：熱泵機組的室外機組直接埋設于地下土壤中，制冷劑直接與土壤進行換熱，此種形式熱損失最小，熱泵效率高，還可以節(jié)約10%左右的介質(zhì)循環(huán)泵用電，節(jié)能效果好，但存在室外盤管安裝維護困難，土壤腐蝕等問題。僅在小型系統(tǒng)中少量采用。

　　2.大地耦合式熱泵系統(tǒng)：大地耦合式熱泵系統(tǒng)又稱埋管式土壤源熱泵系統(tǒng)。其以水、鹽水或水乙二醇溶液作為介質(zhì)（冷熱量載體），在埋于土壤源內(nèi)部的換熱管道與熱泵機組間循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)機組與大地土壤之間的熱量交換。這種形式多了一次換熱過程，傳熱損失增加，熱泵效率比前者降低。但地下?lián)Q熱器形式可以靈活處理，規(guī)模不限，安裝要求不高，這種形式應用較為普遍，且有垂直埋管和水平埋管。

　　3.地下水循環(huán)式熱泵系統(tǒng)：這種系統(tǒng)由抽水井將地下水抽出，通過板式換熱器或直接將水送到熱泵機組。經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，由回灌井回灌入地下，由于地下水的溫度相對穩(wěn)定，水的換熱性能優(yōu)于土壤的性能。因此，地下水作冷熱源的熱泵系統(tǒng)性能比前二種性能都要優(yōu)良。但是由于地下水狀況的復雜性，回灌技術對地下水資源污染等問題，使地下水源熱泵系統(tǒng)的應用受到一定限制。

　　4.地表水源熱泵系統(tǒng)：地表水源熱泵系統(tǒng)是利用江河湖泊的水作為機組冷熱源，按地表水與機組的換熱方式不同，又可分為多種形式，由于地下水的溫度一般都好于地表水，該方式熱泵循環(huán)的效率低于地下水水源熱泵系統(tǒng)。但是，地表水一般來說取用排放均較方便。

　　二．水文地質(zhì)勘察

　　某工程在其場地內(nèi)進行地下水源熱泵系統(tǒng)工程，在場地中進行抽水試驗，查明場地的地層滲透性和富水性，測定水文地質(zhì)參數(shù)。在場地內(nèi)鑿兩眼井，進行抽水試驗和回灌試驗，以取得熱源井的出水量、回灌量、地下水溫度和水質(zhì)資料，為地下水換熱系統(tǒng)設計提供水文地質(zhì)依據(jù)。

　　1.鑿井工藝：

　　設計兩眼井，井的間距為81m，井深均為21m；設計鉆孔孔徑，松散巖層650mm，基巖550mm；采用XU─600型鉆機稀泥漿回轉(zhuǎn)鉆進；終孔后立即換漿，下入內(nèi)徑300mm的球墨鑄鐵井管。上部隔水層下井壁管，下部透水層和含水層下濾水管；下管結束，圍填濾料。濾料采用5~10mm的園礫，沖孔投礫；投礫結束，進行洗井。洗井方法，潛水泵輔以活塞洗井，自上至下逐段反復洗井，直至水清砂凈。

　　2.場地水文地質(zhì)條件

　　場地地形平坦，場地在地貌上屬河流沖積平原。通過已施工場地，鉆井揭露場地地層巖性自上至下為：雜填土、粉質(zhì)粘土、中粗砂、粗砂、礫砂和強風化混合花崗巖。地下水類型，場地地下水類型以松散巖類孔隙水為主，下伏基巖風化裂隙水。二者構成統(tǒng)一潛水含水層。實際測得潛水水位埋深4.28~4.68m。含水層為松散巖類孔隙水含水層，巖性為粗砂、礫砂；基巖風化裂隙水含水層巖性為強風化混合花崗巖。井抽水試驗結束前，取水樣送試驗室進行水質(zhì)全分析。分析結果地下水化學類型為硫酸·氯化物·重碳酸─鈉型水，礦化度0.95g/l. 地下水水溫：試驗期間實測地下水水溫12?c。

　　地下水水位動態(tài)變化，本區(qū)地下水的主要補給來源為大氣降水的滲入和地下水的側(cè)向徑流流入，其排泄方式為蒸發(fā)和地下水側(cè)向徑流流出。

　　地下水水位隨季節(jié)變化。據(jù)2006年3月~12月的水位監(jiān)測資料。5月份枯水期，地下水位埋深最低（4.20m），8月份豐水期地下水位埋深最高（2.85m），年水位變幅1.35m。

　　3．抽水試驗

　　分別對兩眼井做單孔穩(wěn)定流抽水試驗，其中一個井做一個灌程，另一眼井做兩個灌程。抽水設備采用井用潛水電泵，水表計量水量，電測水位計觀測水位。抽水試驗結果兩眼井分別為：出水量Q=14.44m3/h，水位降深值S=12.74m；井出水量Q2=14.19m3/h，水位降深值S2=14.30m，出水量Q1=9.94m3/h，水位降深值     S1=4.34m。

　　4．水文地質(zhì)參數(shù)計算

　　（1）水文地質(zhì)參數(shù)計算公式選用：

　　式中：K─含水層滲透系數(shù)（m/d）；Q─單井出水量（m3/d）；H─潛水含水層厚度（m）；

　　S─水位降深值（m）；R─含水層影響半徑（m）；r─抽水井半徑（m）。

　　式中： R─含水層影響半徑（m）；其它符號意義同上。

　　(2) 計算結果

　　5. 回灌試驗

　　由一井抽水向另井回灌。回灌試驗從2006年12月31日15時35分開始，至2007年1月2日8時結束，歷時40小時25分。回灌結果，回灌水量7.88m3/h，井內(nèi)動水位深度1.63 米。

　　通過對本小區(qū)水文地質(zhì)的勘察，抽水井與回灌井數(shù)量比不小于1:2即可，地下水源熱泵系統(tǒng)的實施，節(jié)約了能源，減少了對大氣的污染，保護了生態(tài)環(huán)境，符合我國發(fā)展的基本國策。

　　[1] 工程地質(zhì)手冊/《工程地質(zhì)手冊》編委會編-4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007

　　[2] 秦皇島市老干部活動中心熱源井抽灌試驗工程竣工報告

　　[3] 水文地質(zhì)手冊