北京平原区浅层地温场特征及其影响因素研究
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
北京平原区浅层地温能分布规律研究
北京平原区浅层地温能分布规律研究王新娟1栾英波2路 明1李志萍1(1.北京市水文地质工程地质大队 北京市 100195 2.北京市地质矿产勘查开发局 北京市 100195)提 要 浅层地温能分布规律的研究,是浅层地温能资源合理开发利用的重要依据。
该文研究了影响北京平原区浅层地温能资源分布规律的地质构造、第四系空间结构及地下水径流条件,2008年6月地下水温测量结果。
研究表明:北京平原区浅层地温除几个地温异常区地温偏高(摄氏20几度)外,其余地区均在14.5e ~16.5e 之间,适合应用热泵系统。
该研究成果可以作为指导北京平原区浅层地温合理开发利用的依据。
关键词 浅层地温 第四系地层 地质构造 地下水径流Study of Distribu tion Law of Shallow Geothermal EnergyResources in Beijing Plain AreaWang Xinjuan 1Luan Yingbo 2Lu Ming 1Li Zhiping1(1.Beijing Hydrogeological and Engineering Geological Team2.Beijing Municipal Bureau of Geological Exploration and Development)Abstract The study of the shallow geothermal resources distribution is the important basis for the rational de -velopment and utilization of shallo w geothermal resources.In this paper,based on the impact of shallow geo -thermal of Beijing plain resources distribution of geological structure,Quaternary spatial structure and groundw -ater runoff conditions etc,combining the surveying results of groundwater temperature in June,2008,the study indicates:shallow geothermal of Beijing plain area is between 14.5e ~16.5e except the higher ground temperature (20degrees or more Celsius)in a few abnormal places,and it is suitable for lising heat pump sys -tems.The study results about the shallow ground temperature distribution la ws can be as the basis to guide for rational development and utilization of shallow geother mal in Beijing plain area.Keywords shallow geothermal;quaternary system stratum;geological struc ture;groundwater runoff作者简介:王新娟(1973-),女,博士,主要从事地下水资源和水环境评价及浅层地温能资源开发利用研究。
浅析北京平原区热储温度与断裂关系
浅析北京平原区热储温度与断裂关系郭帅;王维逸;王治;马静晨;姜辉;王卓卓【摘要】本文搜集了38个水样点的水化学数据,这些水样点位于北京平原区的5个地热田.水样点的取水层位均为蓟县系雾迷山组,水样点揭露的地热水均属于同一个含水系统.根据水化学类型分析,该含水系统地下热水径流方向由西北、西南部向东部流动.利用Na-K-Mg三角图和饱和指数选取合适的地热温标,估算了各水样点的热储温度范围.热储温度的空间分布形态呈现北东向为长轴方向的椭圆形,与黄庄-高丽营断裂、良乡-前门断裂、八宝山断裂、顺义断裂、南口孙河断裂和小汤山断裂等控热断裂有关,且北东向断裂对于温度的控制作用更大,热储温度在断裂交汇处出现高值区域,这些高值区域正是寻找地热的有利地区.【期刊名称】《城市地质》【年(卷),期】2016(011)001【总页数】6页(P42-47)【关键词】地下热水;水化学;热储温度;断裂;北京【作者】郭帅;王维逸;王治;马静晨;姜辉;王卓卓【作者单位】北京市地质工程勘察院,北京100048;北京市地质工程勘察院,北京100048;北京市地质工程勘察院,北京100048;北京市地质工程勘察院,北京100048;北京市地质工程勘察院,北京100048;北京市地质工程勘察院,北京100048【正文语种】中文【中图分类】P314北京平原区地热田多沿构造断裂来进行划分，据前人资料，这些断裂多为导水、导热断裂。
在地下热水的研究和开发利用工程中，热储温度是评价地热资源潜力不可缺少的重要参数，北京平原区地热井众多，尤其是早期地热井的热储温度数据难以搜集。
地热温标方法是利用地下热水中的某些化学组分的含量与温度的关系，估算矿物与水反应的平衡温度，也就是深部热储的温度（汪集旸等，1993）。
本文在水样点水化学分析的基础上，根据Na-K-Mg三角图和饱和指数计算，结合地热温标应用规律估算水样点热储温度。
并对热储温度与断裂的关系进行分析，为寻找地热的有利地区提供依据。
北京市地热资源开发利用及远景分析
北京市地热资源开发利用及远景分析摘要：文章简要追溯了北京市地热资源勘查开发的历史。
详细叙述了北京地区深层地热资源开发利用的现状，分析了热储层主要为蓟县系雾迷山组和铁岭组以及奥陶系地层，热储层的顶板温度一般在25～80℃之间，地温梯度在2～2.5℃/100m之间的地区，北京市平原区分布范围较广；根据掌握的资料将北京市平原区（包括延庆盆地）具备地热开发利用条件的地区分为十个地热田及远景区；通过对地热田内的监测井的水位动态观测及开采量的统计看出，热储压力（水位）的变化主要受开采量的影响；北京市平原区受地质构造影响地热水产生了几个不同的补、径、排体系，地热水在运移过程中其各阴阳离子的组份含量发生着变化，从而使水化学类型发生了过渡性的变化。
北京地区储层顶板埋深4000m以浅2578.38km2面积内的地热资源量为70130.44×1012 kj，资源量、静储量及可开采量较为可观，开发利用潜力较大，每年可开采地热水约7775.15万m3，最后，对未来北京市地热资源开发提出了远景分析，并给出了开发利用的建议。
关键词：地热资源；地热田；热储层；地温场；地温梯度；地热资源量中图分类号： p314 文献标识码： a 文章编号：序言：1956年，我国地质人员在苏联专家的指导下圈定了不足1km2的温度较高的中心区及6km2的温度较低的外围区，提交了《昌平县小汤山热矿泉水文地质勘测总结报告》，标志着我国地热勘勘查工作的开始。
到了1970年，李四光倡导地热开发，“将地热把开采热水与采煤、石油放在同等地位”。
1971年在没有温泉露头的条件下，首先在氧气厂和天坛公园打出了地下热水，取得了成功，之后不断扩大成果，至1978年打成地热井27眼，并先后提交了《北京市区热矿水水文地质勘探年度研究报告》、《北京市东南城区地下热矿水水文地质勘察总结报告》等。
特别是1997年之后，由于城市经济的发展和对环境质量要求的提高，以及勘探技术水平的进步，北京地区地热资源开发进入一个新的阶段，地热井数量快速增加。
北京浅层地温能勘查开发利用情况调查
北京浅层地温能勘查开发利用情况调查经济快速增长，能源形势日趋严峻，节能减排呼声日益高涨。
作为重要的新型能源，浅层地温能的利用和开发已经成为实现可持续发展的一个重要途径。
近年来，我国浅层地温能开发迅速，但勘查评价滞后一直就是制约浅层地温能发展的瓶颈。
浅层地温能资源家底不清，给城市的专项规划和管理工作造成被动；缺乏勘查评价的技术标准，为浅层地温能资源无序开发带来隐患；因为缺乏长期监测数据，开发利用后地质环境变化无从得知……2006年4月28日，北京市地勘局向北京市政府提交了《北京市浅层地温能开发利用现状、问题与对策战略研究》成果的报告。
报告得到北京市政府的高度重视，北京市财政局同意开展浅层地温能资源地质勘查工作。
三年项目周期结束，2009年8月7日，“北京市平原区浅层地温能资源地质勘查”成果报告会在京召开。
由北京市地质勘察技术院、水文队、地调院、勘察院联合实施的这一项目，查明了北京平原区6400平方公里范围内3米～150米的浅层地温能资源特征和分布规律，研究评价了浅层地温能的资源量，并进行了开发利用方式适宜性区划，成果内容居世界科学前沿，总体达到国际领先水平。
一年前，在举世瞩目的第29届奥林匹克运动会期间，北京市地勘局地质勘察技术院实施的奥运村再生水热泵冷热源系统工程，让41.3万平方米的奥运村真正实现了制冷供暖零排放、无污染，也实现了中国政府向世界的“绿色奥运”的承诺。
2009年8月7日，“北京市平原区浅层地温能资源地质勘查”成果报告会在位于北京西四环的地质大厦召开。
历时3年，由北京市财政出资，北京市地勘局承担，北京市地质勘察技术院、水文队、地调院、勘察院联合实施的这一项目，查明了北京平原区6400平方公里范围内3米～150米的浅层地温能资源特征和分布规律，研究评价了浅层地温能的资源量，并进行了开发利用方式适宜性区划，成果内容居世界科学前沿，总体达到国际领先水平。
为使地质工作成果更好服务于首都经济发展，北京市地勘局邀请国土资源部和全市10余家委办局参加成果报告会暨交接仪式，向其介绍项目取得的最新进展，并无偿地与相关政府部门、研究机构成果共享，回报社会，希望藉此大力推动浅层地温能健康有序发展，有效缓解北京化石燃料紧张和环境压力巨大的问题。
未来10~15年中国浅层地热能发展方向战略分析
01/(1.北京市地质矿产勘查院，北京 100195；2.中国地调局浅层地温能研究与推广中心，北京 100195)摘 要：过去15年（2005—2020年），我国浅层地热能产业发展迅猛。
在理论和技术等方面取得了重大突破，主要成就包括：创立了浅层地热能地质学理论体系，开展了一系列关键技术及浅层地热能成因机理的研究，创新了浅层地热能规模化开发理念，建成了一批具有重大影响的示范项目，创建了浅层地热能研究和创新体系，推广工作取得了显著成效，促进了我国浅层地热能事业快速发展。
当前，我国浅层地热能开发利用项目区域规模化趋势愈加明显，由此带来的科学、技术、资源、环境等问题愈发突出。
“摩托罗拉”“水源热泵”“浅层地热能谁都行”三大现象的出现警醒行业从业者：解决好浅层地热能开发的科学问题，才能实现浅层地热能的高质量发展。
因此，提出推进浅层地热能的“四化”发展路线：成因机理研究“定量化”、勘探评价“精细化”、系统管控“智慧化”、多源耦合“科学化”，科学支撑浅层地热能高效、可持续、大规模开发利用。
关键词：浅层地热能；成就；规模化发展；成因机理；中国；发展趋势基金项目：浅层地温能成因机理研究（DKJ-JCYJ-2016-001）引用格式：卫万顺，李翔，2021. 未来10~15年中国浅层地热能发展方向战略分析[J].城市地质，16(1):1-8Analysis on the Development Strategy of Shallow Geothermal Energy in Chinain the Next 10～15 Y earsWEI Wanshun 1,2, LI Xiang 1,2（1. Beijing Institute of Geology, Beijing 100195;2.Shallow Geothermal Energy Promotion Center, China Geological Survey, Beijing 100195）Abstract: In the past 15 years (2005_2020), the industry of shallow geothermal energy has developed rapidly in China. Major breakthroughs have been made in theory and technology such as: creating the system of shallow geothermal geology022021年3月 第16卷 第1期研究也不断取得新成果，主要进展集中表现在浅层地热能“资源化”方面，围绕“提出概念”→“创建理论体系”→“关键技术攻关”→“示范工程建设”→“成因机理研究”→“创建研究和创新体系” →“成果推广应用”这条主线发展。
3-地热资源评价-浅层地温能
区域浅层地热资源调查
调查要求：
调查深度宜控制在地表下200m深度内。调查内 容包括 ：
岩土层岩性结构； 含水层分布及埋藏条件； 地下水水文、水温、水质及动态变化； 岩土体的热物理性质及物理性质参数（孔隙率、密度等）； 地温场自然分布特征及热响应规律
区域浅层地热资源调查
浅层地温能开发适宜区的划定
分区：地下水热泵适宜区、较适宜区、不适宜区 地埋管热泵适宜区、较适宜区、不适宜区
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
浅层地热能勘查的目的与分区
有利于含水层储能的水文地质条件：
含水层分布平缓、地下水流速缓慢，储水容积大；
含水层中地下水热交换速度缓慢，温度变化小；
地下水中不含有害气体和化学成分； 回灌水源的水质和水温满足储能要求； 深层含水层以储热为主，浅部含水层以储冷为主； 含水层具备灌得进、存得住、保温好、抽得出等条件； ……
-10
北京地区浅层地温变化曲线
勘查与评价
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)浅层地热能勘查的目的与分区
浅层地热能勘查的主要任务
A 采用综合勘查方法，查明浅层地热能地质条件 B 确定可开发利用的地区及合理利用量 C 进行浅层地热能开发利用的环境影响预测、 经济成本评估 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
北京平原区西北部隐伏岩体的空间分布特征
北京平原区西北部隐伏岩体的空间分布特征LEI Xiao-Dong;LI Qiao-Ling;LI Chen;WANG Yuan;GUAN Wei;YANG Quan-He【摘要】隐伏岩体的空间形态是地热系统研究的重要内容.利用最新的重力、CSAMT、微动测深和以往的磁法资料研究北京平原区西北部几处隐伏岩体的空间分布,结果表明,花塔岩体、葛村岩体、阳坊岩体和百善东岩体的地球物理特征有所差异,反映了岩体侵入期次的不同及所处构造环境的差异.研究区西南部花塔岩体和葛村岩体之间分布有较厚的第四系和蓟县系白云岩地层,可能是形成地下热水的主要径流通道.阳坊岩体与蓟县系热储层接触形态上呈现西缓东陡的特点.隐伏岩体的分布受南口山前断裂、南口—孙河断裂和影壁山断裂构造的联合控制.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2018(042)006【总页数】9页(P1125-1133)【关键词】阳坊岩体;南口—孙河断裂;重磁异常;CSAMT;微动测深【作者】LEI Xiao-Dong;LI Qiao-Ling;LI Chen;WANG Yuan;GUAN Wei;YANG Quan-He【作者单位】;;;;;【正文语种】中文【中图分类】P6310 引言北京平原区是三面环山的山前冲洪积倾斜平原。
燕山期强烈的构造运动使北京平原区发育了多处侵入岩体[1]。
这些侵入体的形态一般为岩株，规模大小不等，侵位深度不同，在地壳浅部与热储层穿插交错，形成水热型地热系统的不透水边界。
在地质构造复杂地区，查明热储层与隐伏岩体的分布位置与接触关系，才能更好地规避地热开发风险。
北京平原区西北部小汤山地热田和京西北地热田周边分布有阳坊岩体、花塔岩体、葛村岩体等[2-3]，关于这些隐伏岩体空间形态的研究较少。
隐伏岩体的勘探方法较多，常用有重力、磁法、大地电磁法等，近年来，也有采用岩浆热场法、镜质体反射率方法等寻找隐伏岩体的案例[4-5]。
笔者采用重力、磁法、CSAMT和微动测深方法分析探讨北京平原区西北部隐伏岩体的形态和构造背景，为这一地区的地热系统研究和地热资源勘查提供地球物理依据，同时也为深入理解北京地区燕山期构造演化和深部动力学过程提供参考。
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北京平原区浅层地温场特征及其影响因素研究
北京平原区是中国华北地区最典型的平原，也是我国重要的农业生产区和城市群。
近年来，随着城市化进程的加速和能源消耗的不断增加，全球气候逐渐升温，北京平原区的地温场也受到了影响。
因此，对北京平原区浅层地温场特征及其影响因素进行研究显得尤为重要。
首先，北京平原区的浅层地温呈现出一定的季节性变化，夏季明显高于冬季。
其中，最高地温一般出现在7—8月份，平均温度能够达到30℃以上。
其次，地表地貌的变化也会影响浅层地温场。
在北京平原区内，河流、湖泊、山脉等自然地貌在很大程度上影响了其地温场。
例如，温度往往比较低的淀粉水库、气温高的山区等地，其浅层地温场也会有显著的差异。
此外，城市化进程也对浅层地温场产生了影响。
城市化改变了自然地貌，增加了建筑物和人类活动等的热量和废热排放，导致城市区域的温度较高。
此外，还有一些气象因素也会对北京平原区浅层地温场产生影响。
例如，风速、降雨等因素会影响地表温度的升降，从而影响浅层地温。
同样的，气温变化也会直接影响浅层地温。
在气候变暖的趋势下，浅层地温场中温度的升高也不可避免。
综上所述，北京平原区浅层地温场特征及其影响因素是复杂而又多样的。
在今后的研究中，需要考虑到多种因素，尤其是城市化对地温的影响，以更好地监测和预测地表温度变化，为城市生态和环境保护提供科学依据和支持。