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，通過水文地質勘察確定水文地質參數，確定開采井與回灌井的數量。

　　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：

　　隨著國民經濟的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，環境與能源已成為影響和制約社會經濟健康發展的重要因素，地熱空調是一種高效節能環保設備，地熱空調以綠色環保制冷劑為工質，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，整個系統無有害物質排放。地熱空調技術替代供熱鍋爐，有效改善城市的生態環境，減少由于使用燃煤、燃油鍋爐引起的有害氣體的排放，提高大氣環境質量。是一種理想的“綠色空調”。被認為是目前可使用的對環境最友好和最有效的供熱、供冷系統。

　　一．地源熱泵按傳熱方式分類

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

　　1．大地直接換熱式熱泵系統：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，還可以節約10%左右的介質循環泵用電，節能效果好，但存在室外盤管安裝維護困難，土壤腐蝕等問題。僅在小型系統中少量采用。

　　2.大地耦合式熱泵系統：大地耦合式熱泵系統又稱埋管式土壤源熱泵系統。其以水、鹽水或水乙二醇溶液作為介質（冷熱量載體），在埋于土壤源內部的換熱管道與熱泵機組間循環系統實現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。但地下換熱器形式可以靈活處理，規模不限，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.地下水循環式熱泵系統：這種系統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定，水的換熱性能優于土壤的性能。因此，地下水作冷熱源的熱泵系統性能比前二種性能都要優良。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的應用受到一定限制。

　　4.地表水源熱泵系統：地表水源熱泵系統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，該方式熱泵循環的效率低于地下水水源熱泵系統。但是，地表水一般來說取用排放均較方便。

　　二．水文地質勘察

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

　　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型鉆機稀泥漿回轉鉆進；終孔后立即換漿，下入內徑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。

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

　　地下水水位隨季節變化。據2006年3月~12月的水位監測資料。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．水文地質參數計算

　　（1）水文地質參數計算公式選用：

　　式中：K─含水層滲透系數（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，井內動水位深度1.63 米。

　　通過對本小區水文地質的勘察，抽水井與回灌井數量比不小于1:2即可，地下水源熱泵系統的實施，節約了能源，減少了對大氣的污染，保護了生態環境，符合我國發展的基本國策。

　　[1] 工程地質手冊/《工程地質手冊》編委會編-4版.北京：中國建筑工業出版社，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] 水文地質手冊