浅层地热能勘查评价技术规范
浅层地热标准
浅层地热标准浅层地热能作为一种清洁、可再生的能源资源，具有广泛的开发利用前景。
为了规范浅层地热资源的开发和利用，许多国家和地区都制定了浅层地热标准。
本文将就浅层地热标准进行详细介绍，包括标准的背景、内容、意义和作用等方面。
一、标准的背景随着能源需求的增长和环境污染问题的日益严重，浅层地热能逐渐成为人们关注的焦点。
浅层地热能是指埋藏在地表以下浅层地下的地热资源，包括地热水资源和地热能资源。
这些资源具有稳定可靠、清洁环保、绿色可再生等特点，适合用于供暖、生活热水、温室等领域。
由于浅层地热资源的开发利用涉及技术、经济、环保、安全等多方面问题，为了规范和引导浅层地热能的开发利用，许多国家和地区制定了相应的浅层地热标准。
二、标准的内容浅层地热标准主要包括以下几个方面：1. 地质勘探与资源评价：包括地质调查、地热资源勘探技术、地热资源储量评价等内容，用于确定地热资源的分布、规模和品质。
2. 开发利用技术：包括地热井建设、地热能利用设备、地热供热系统等技术，用于指导地热能的高效开发和利用。
3. 环保安全标准：包括地下水保护、地表环境保护、地热井建设安全等内容，用于确保地热开发利用过程中的环保和安全。
4. 经济评价和管理：包括地热资源经济价值评价、地热能成本效益分析、地热开发利用管理规定等内容，用于指导地热资源的合理开发和利用。
三、标准的意义和作用浅层地热标准的制定对于推动浅层地热资源的开发利用具有重要的意义和作用：1. 促进技术进步：标准的制定推动了相关技术的研发和创新，使地热能的开发利用更加高效和环保。
2. 保障资源合理开发：标准的实施可指导地热资源的合理开发利用，确保资源的可持续利用。
3. 规范市场秩序：标准的制定使地热能市场更加规范，保障了开发利用者的合法权益，促进了地热产业的健康发展。
4. 实现能源可持续发展：浅层地热能作为一种清洁、可再生的能源，标准的实施有助于实现能源可持续发展目标，减少对传统能源资源的依赖。
地热资源评价浅层地温能
工提供埋管工艺和埋管材料热
传导性能等。 砂质粉土
土壤的传热性能取决于土
细砂
壤的热导率、密度、比热容等。 粘土
土壤的含水量对其密度和导热
性有决定性影响，潮湿土壤的
热导率高于干燥土壤。
F
场地浅层地热资源调查
2. 热响应试验
取得换热孔的有 效传热系数、岩 土体平均导热系 数、地层初始温 度等参数，计算 确定换热孔的合 理间距
D 提出可持续开发利用
E 提出可持续开发利用的方案建议
浅层地热能勘查的目的与分区
需要解决的问题： 1、特定水文地质条件和气候特征下，地
下含水层的流动和传热机制； 2、地下含水层储能与水热调蓄的能力。
由于各地区地质和水文地质条件的复杂性和多变性，导 致各地区岩（土）层的导热性和水文地质参数差异巨大，在 一个地区能成功应用的地下换热系统，在另一地区往往并不 适用。
勘查要求：
• 勘察井深度一般宜小于200m，当有多个含水层组 且无水质分析资料时，应进行分层勘查，取得各 层水化学资料；
• 勘察井工作量按下表确定。
地下水换热方式浅层地热能调查
勘察井工作量
工程热负荷q/ kW
q<500
勘察井数量数量/ 个
1~2
500≤q<2000
2~3
q≥2000
≥3
注：工程热负荷取冷、热负荷中较大者。
地热资源与浅层地热能区别
温度 (℃)
深度 (m)
利用性
建筑中 利用
平面 分布
垂向 分布
地热
＞25
n×10２ ～n×10３
发电、 直接利 用
供暖、 供热水
地热田
热储中
浅层 地温
浅层地热能评价
对地埋管换热系统，应评价开发浅层地 热能的过程中对地下空间利用的影响，评价 循环介质泄漏对地下水质的影响。 对地表水换热系统，应评价开发浅层地 热能的过程中对河流、湖泊、水库、海洋等 地表水的影响，评价回水对水环境的影响， 评价能否产生地表水体内水生生物的生态环 境问题。
浅层地热能利用经济评价
抽 水
井
回 灌 井
浅层地热能资源量评价
浅层地热能资源评价应计算浅层地热 能热容量和可利用量 区域浅层地热能评价的深度范围为1m 至200m埋深以内。 场地浅层地热能评价的深度根据工程 的需求而定。
区域浅层地热能换热功率：计算评价整个 评价区在取热期的平均可取热量，是采用合理 的利用方案，通过非取热期的地温恢复和制冷 期存热，能够达到多年热均衡的浅层地热能的 换热功率。 在浅层地热能适宜性分区的基础上，分别 计算地下水换热系统和地埋管换热系统适宜区 浅层地热能换热功率。
D ——单孔地热能（W） ΔT——温差（℃） R —— 导热热阻（℃/W） λ—— 热导率（W/m℃）； L—— 单孔U形管有效热交换长度（m）
地下水换热功率计算
适用于地下水地源热泵 地热能可利用量的计算
Qh qwTW CW 1.1610
式中： qw——地下水循环利用量，m3/d ΔT——温差 ℃
浅层地热能资源丰富，
分布广泛，温度稳定， 是很好的替代能源和清 洁能源。近20年以来， 热泵技术逐步得到推广， 日益受到人们的重视， 浅层地热能成为地热开 发利用的增长点。
热泵的工作原理
应用冷凝器排出 的热量进行供热
应用蒸发器吸收 的热量进行制冷
热泵系统的种类
热泵技术
空气源热泵
地源热泵
地下水地源热泵
浅层地热能勘查评价计算方法、可替代常规能源计算方法、陕西省主要地层岩土热物性参数
附录A 计算方法（资料性附录）A.1浅层地热能热容量计算采用体积法计算浅层地热能热容量，应分别计算包气带和饱水带中的单位温差储藏的热量，然后合并计算评价范围内地质体的储热性能。
a)在包气带中，浅层地热能热容量按下式计算：R S WAQ Q Q Q …………………………………………（A.1）1(1)S SS Q C Md …………………………………………（A.2）1W WW Q C Md …………………………………………（A.3）1()AAA Q C Md …………………………………………（A.4）式中：Q R ——浅层地热能热容量，kJ/℃；Q S ——岩土体中的热容量，kJ/℃；Q W ——岩土体所含水中的热容量，kJ/℃；Q A ——岩土体中所含空气中的热容量，kJ/℃；ρS ——岩土体密度，kg ／m 3；C S ——岩土体骨架的比热容，kJ ／kg ·℃；φ——岩土体的孔隙率（或裂隙率）；M ——计算面积，m 2；d 1——包气带厚度，m ；ρW ——水密度，kg ／m3；C W ——水比热容，kJ ／kg ·℃；ω——岩土体的含水量；ρA——空气密度，kg ／m 3；C A ——空气比热容，kJ ／kg ·℃；b)在饱水带中，浅层地热能热容量按下式计算：WS R Q Q Q …………………………………（A.5）式中：Q R ——浅层地热能热容量，kJ/℃；Q S ——岩土体骨架的热容量，kJ/℃；Q W ——岩土体所含水中的热容量，kJ/℃。
Q W 的计算公式如下：2Md C Q W WW……………………………………………（A.6）式中：d 2——潜水面至计算下限的岩土体厚度，m 。
Q S ——计算公式参照A.2中计算式，但厚度采用d 2。
A.2地下水方式换热功率计算适用于取得地下水循环利用量后，计算换热功率，公式如下：q h Q Q n …………………………………（A.7）51.1610hw ww Q q TC ………………………………（A.8）式中：Q q ——为评价区地下水换热功率，kW ；Q h ——为单井换热功率，kW ；n ——为计算面积内可钻孔数量；——为土地利用率。
3-地热资源评价-浅层地温能
(二)浅层地热能的本质
浅层地热能的本质
存在于浅部地质体中(非地热田)的相对稳 定的平均地温与冬、夏两季气温之差形成的 热潜能。
30 25 20 15
月 月 月
夏天
月平均气温
制冷期
月 月 月 月 月 月 月
浅层地温
月 月 三 一 九 十 二 一 二 四 月
10 5 0 -5
四
五
六
七
八
十
十
供暖期 冬天
热响应测试车
热响应测试车
热响应试验
现场热响应试验要求： • 现场热响应试验时，应进行两次不同热负荷的试 验。当测试孔深度在80-100米时，大负荷宜采用 6—10kW，小负荷宜采用3—5kW。 现场热响应试验首先做无负荷的循环测试，获取 地层初始平均温度。 对回路中的传热介质连续加热（冷）负荷。温度 稳定（变化幅度小于 1℃）后，观测时间不少于 24h。
试验井要求：
抽水回灌试验应在地下水换热适宜区内进行，每 100km2应不少于3处。试验井的位置应具有代表
性，试验井可为条件适宜的水井、已建成或新建
的换热井，不具备上述条件的应专门施工勘察井。
抽水及回灌试验
回灌试验： 同层回灌试验
单井回灌试验 对井回灌试验 群井回灌试验 确定回灌井
回灌量
压力随 时间的 变化
(二)浅层地热能勘查分类
浅层地热能勘查的分类
浅层地温能勘查分为两类：
1、区域浅层地温能调查 2、场地浅层地温能勘查
目 录
一、浅层地热能的基本定义
二、浅层地热能勘查内容与分类 三、区域浅层地热能调查 四、场地浅层地热能调查 五、浅层地热能开发利用评价
(一)区域浅层地热资源调查要求
浅层地热能勘察测试现状和关键技术分析
浅层地热能勘察测试现状和关键技术分析作者：王万忠来源：《城市建设理论研究》2013年第18期摘要：目前浅层地热能勘察测试存在的问题：浅层地热能勘察测试缺少资质管理，行业缺乏专门部门进行管理，测试水平高低参差不齐，根据以往工程经验和上海地区测试案例进行浅层地热能勘察测试关键技术分析，结果表明：浅层地热能勘察测试关键技术主要集中在地质钻探、现场测试、数据分析和解释过程中。
关键词：浅层地热能勘察测试热响应测试热物性测试原始地温中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1现状分析地埋管地源热泵系统是一种利用浅层地热能资源的高效节能空调系统，同时也是一项利用可再生能源的建筑节能技术；近几年，随国家可再生能源利用、节能减排等工作的加强，在相关政策的扶持下，地埋管地源热泵系统的应用发展迅速。
为使地源热泵系统的设计经济、合理、安全、适用，按相关规范要求对拟建地埋管换热系统场地应进行浅层地热能勘察测试。
勘察测试结果的准确性将直接影响地源热泵系统设计、施工和地源热泵系统的运行效果，国内从事浅层地热能勘察测试的单位较多，包括各个地方的工程勘察单位、科研院校、研究中心、暖通空调设计院、机组设备厂家和钻探施工单位等，各单位专业水平差异较大，勘察测试内容差异较大，很多单位和专业人员认为浅层地热能勘察测试等同于热响应测试，笔者认为浅层地热能勘察测试内容应包含地质钻探、埋管成孔、原始地温测试、热响应测试、数据处理和报告编写，有条件的地方应进行室内热物性测试，在地下水流动较大的区域应进行水文地质勘察，上海地区地下水流动速度较慢，可以查阅水文地质资料作为参考，勘察测试成果报告应当为设计、施工和系统运行提供一定参考和指导，本文根据在上海及江苏地区开展的浅层地热能勘察测试的情况分析总结浅层地热能勘察测试关键技术，希望能为专业人士提供一定借鉴。
2工作内容及方法钻探钻进方法采用地质勘查钻机连续钻探，终孔孔径不小于设计孔径。
探钻进过程中应进行孔深、孔斜校正，对测试孔宜进行孔斜测试，终孔后应进行二次扫孔。
《浅层地热能勘查评价规范》的编制和应用
术指南 》中提 出的野外换热场地勘查方法 ，以及 欧洲大量的文献分别介绍的地埋管换热和地下水
．
换 热场地勘查 、评价 的方法和数学模型 。根据 国
内情况 ，在场 地 浅层 地 热 能勘 查 的 技术 要 求 中部 分 吸 收 了 国外 的 技 术 。 目前 从 国 外 的资 料 检 索
井 、回灌井的数量与布局 。在计算浅层地热容量 的基 础上 ，可 根据 当地 可利 用 温差 ，计算 可利 用 的储藏热量 。根据 区域浅层地热换热功率 、采暖 期 和制冷期 ，确定采 暖期取 热量 和制冷期排 热
中，没有发现其他国家进行过区域浅层地热能调
查 ，我 国的社 会 、经济 发 展 ，需 要 从行 政 区域 或
地
热
能
Hale Waihona Puke 量 ，并 可 根据 当地 单位 面 积平 均 热负荷 ，估算 供
暖和 制 冷 面积 。 应进 行 区域 浅层 地 热 能 均 衡评
水 换热 系 统 和地埋 管 换热 系 统监 测站 各 一个 。该 项 调查 历 时三 年 ，成果 已经得 到政 府 主 管部 门和 有 关专 家 的认 可 ，被认 为达 到 国际领 先 水平 ，具 有 实用 价值 。 河 北省 浅层 地 热 能调查 评 价是 由河北 省 国土 资 源厅 组 织河 北第 三 水文 地 质大 队完 成 的 。在全 省 水文 地 质工 程地 质 区域 调查 成 果 的基 础上 ，分 析 已建 成 的浅层 地 热 能工 程 ，有 针对 性地 进行 野
可行性研究及设计提供基础依据。勘查技术方法
包括物探 、钻探 、测试 、试验等。 《 规范 》针对
地 埋管 换热 方式 、地下 水换 热 方式 和地 表水 换 热
地热资源勘查规范
地热资源勘查规范1. 引言地热资源是一种可再生的能源，具有广泛的应用前景。
为了充分利用地热资源，需要进行地热资源的勘查和评价工作。
本文档旨在规范地热资源勘查的过程和方法，以确保勘查结果的准确性和可靠性。
2. 勘查范围地热资源勘查的范围主要包括以下几个方面：2.1 地质调查地质调查是地热资源勘查的基础工作，其目的是了解地下地质构造、岩石性质、地层分布等情况，从而为后续的勘查工作提供基础数据。
2.2 地球物理勘查地球物理勘查是通过测量地下的物理场来获取地下地质信息的一种方法。
常用的地球物理勘查方法包括地震探测、电磁法勘查、重力勘查等。
2.3 地热水化学分析地热水化学分析是通过对地热水中的成分和性质进行分析，来评估地热资源的水质和温度条件。
2.4 地热测井地热测井是通过钻井和测井技术获取地下地热数据的方法。
地热测井可以获取地下地热水温度、水化学性质、地热梯度等信息。
3. 勘查方法3.1 地质调查方法地质调查可以通过野外地质勘查、地质化验分析等方法来开展。
勘查人员需要进行现场考察，对地下地质构造进行详细测量和描述，并采集样品进行实验室分析。
3.2 地球物理勘查方法地球物理勘查方法包括地震探测、电磁法勘查、重力勘查等。
勘查人员需要根据勘查区域的特点选择适当的方法进行勘查，并进行数据处理和解释。
3.3 地热水化学分析方法地热水化学分析需要采集地热水样品，并进行元素分析、离子浓度分析、水温测定等实验室分析。
勘查人员需要根据分析结果来评估地热水的水质和温度条件。
3.4 地热测井方法地热测井需要进行钻井和测井操作。
测井装置需要选择合适的仪器设备，并进行现场操作和数据记录。
测井数据需要进行处理和解释，以获得地下地热数据。
4. 数据处理和评价勘查过程中获得的数据需要进行处理和评价，以确定地热资源的潜力和可开发性。
4.1 数据处理勘查数据处理包括数据验证、数据清洗、数据融合等步骤。
勘查数据需要经过严格的质量控制，确保数据的准确性和可靠性。
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目前，我国第一部有关浅层地热能开发的行业标准《浅层地热能勘查评价技术规范》，面向全国广泛征求修改意见。
据中国地调局水环部韩再生介绍，该《规范》是中国地质调查局受国土资源标准化委员会水文地质工程地质环境地质分技术委员会委托编制完成的行业标准。
目前完成的征求意见稿，明确了有关浅层地热能的概念和术语，首次系统提出浅层地热能资源计算评价的方法，特别是在其核心技术——区域浅层地热能资源量的评价方法上作了有益探索；分别规定了区域浅层地热能调查和地源热泵工程浅层地热能勘查工作的目的、任务、基本工作内容、工程控制程度以及质量要求；对地源热泵工程浅层地热能勘查，提出了地下工程、水源井施工和质量要求、井群设计、水质评价和处理方法等；对区域浅层地热能调查、资源评价、资料整理和报告编写提出了要求。
该《规范》适用于区域浅层地热能调查评价和地源热泵工程浅层地热能的勘查评价，可作为浅层地热能资源开发中设计书编制、勘查工程布置、浅层地热资源评价、报告编写和审批的依据。