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1、邢臺市區(qū)淺層地熱資源及潛力評估摘要：從邢臺市區(qū)城市發(fā)展對淺層地溫的資源需求出發(fā)，結(jié)合該區(qū)淺層地熱能賦存情況進行了淺層地熱資源評價，經(jīng)計算200m以上淺層地熱儲存總量為597.60X1012kJ。地埋管適宜區(qū)和較適宜區(qū)淺層地熱可利用量為1141470.63kW。地下水換熱系統(tǒng)適宜區(qū)和較適宜區(qū)淺層地熱可利用量為525957.384kWo并分析了淺層地熱能帶來的經(jīng)濟和社會價值，提出了適宜邢臺市區(qū)的淺層地熱能開發(fā)利用的對策。關(guān)鍵詞：淺層地熱；熱儲；地下水換熱系統(tǒng)；邢臺市區(qū)中圖分類號：P314文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）10
2、0162041引言淺層地熱是指地表以下一定深度范圍（一般為恒溫帶至200m埋深）內(nèi)，溫度低于25°C,在當前技術(shù)經(jīng)濟條件下具備開發(fā)利用價值的地球內(nèi)部的熱能資源。其熱能主要來自地球深部的熱傳導(dǎo)，由于埋藏淺（深度小于2⑻m）、溫度低（一般溫度低于25°C），所以也稱為“低溫地熱能”。淺層地熱能的溫度一般高于當?shù)仄骄鶜鉁??5QC，溫度比較穩(wěn)定，分布廣泛，開發(fā)利用方便。淺層地熱能的利用，主要是通過熱泵技術(shù)的熱交換方式，將賦存于地層屮的低品位熱源轉(zhuǎn)化為可以利用的高品位熱源，既可以供熱，又可以制冷。位于太行…山前傾斜平原區(qū)的邢臺市區(qū)淺層地熱能資源是
3、比較豐富的地區(qū)，具有一定的淺層地熱能幵發(fā)前景。近幾年來也已經(jīng)有少數(shù)單位幵始使用淺層地熱能進行冬季取暖和夏季制冷。但是邢臺市區(qū)未進行過專項的淺層地熱能資源調(diào)査工作，地溫的利用和推廣呈現(xiàn)出很大的盲0性。因此，需要對邢臺市區(qū)淺層地熱能資源進行調(diào)查評價，為該區(qū)合理開發(fā)利用淺層地熱能提供基礎(chǔ)科學依據(jù)。筆者通過收集資料和開展淺層地熱能利用條件調(diào)查，選擇有代表性地段進行原位熱傳導(dǎo)試驗，以獲得地層綜合換熱能力，初步查明調(diào)查區(qū)淺層地熱能資源數(shù)量、質(zhì)量以及分布規(guī)律，進行開發(fā)利用區(qū)劃，為淺層地熱能可持續(xù)開發(fā)及合理開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料和依據(jù)。2淺層地熱能資源賦存
4、概述淺層地熱能的開發(fā)利用與其賦存條件息息相關(guān)，而資源賦存主要依附于氣候條件地質(zhì)條件和巖土熱物性等。2.1氣候概況本區(qū)屬暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，四季分明，冬季寒冷少雪，盛行東北風，夏季炎熱多雨，盛行東南風。該區(qū)歷年平均氣溫13.5°C，極端最低氣溫-22.4°C（1958年1月16日），極端最高氣溫41.8°C（1961年6月12日）。多年平均降水量516.1mm（1956?2006年），最低228.2mm（1972年）,最高1269.0mm（1963年），日降水量最大為304.3mm（1963年8月4日），降水量年際間變化大，且具10?1
5、1年的周期性特點。年內(nèi)則多集屮于6?9月份，占全年的70%以上。最大年蒸發(fā)量2190.6mm，最小年蒸發(fā)量1257.1mm,平均年蒸發(fā)量1887.0mm。區(qū)最大風速18m/s,最大季節(jié)性凍土深度41cm,平均相對濕度為59.6%，年平均日照時數(shù)為2297h,全年無霜期200d?？傮w上該區(qū)四季分明，適宜開發(fā)利用淺層地熱能。2.2地質(zhì)概況邢臺市從大的地貌單元上位于山西高原與華北平原的過度地帶上，區(qū)內(nèi)地勢是西高東低，地形起伏較大，形態(tài)復(fù)雜。自西向東依次為中低山、低山、低丘壟崗和山前傾斜平原等地貌景觀。工作區(qū)位于太行山東麓山前沖洪積傾斜平原上（圖
6、1）,區(qū)內(nèi)地形較為平坦，起伏不大，總的地形西高東低，地面標高在126?55m之間，自然坡降2.75%。左右，該區(qū)地層由老至新有：下古生界?W陶系，上古生界石炭系、二疊系和新生界第四系。邢臺市自西向東跨越兩個水文地質(zhì)區(qū)，以閃丘一邢臺一峰峰弧形斷裂為界，中西部為百泉泉域巖溶水、孔隙水水文地質(zhì)區(qū)，東部為孔隙水水文地質(zhì)區(qū)。地下水資源豐富，由于地下巖土的含水率高，對于地埋管的地源熱泵工程，可提升其熱交換率，非常有利于熱泵工程的應(yīng)用。2.3巖土體熱物性特征概況巖土體熱物性特征包括巖土體的熱導(dǎo)率比熱容以及地溫場特征等，其反映了巖土體的蓄熱和導(dǎo)熱能力，是
7、影響淺層地熱能資源賦存的重要影響因素。巖土體熱物性在實際工作中通常由巖土熱響應(yīng)試驗獲取。由巖土熱響應(yīng)試驗結(jié)果可知，工區(qū)巖土熱導(dǎo)率為0.8501?1.574W/mK,比熱容為1.481?1.746kJ/（kg?°C）（表1）。在地溫梯度方面，工區(qū)內(nèi)地溫梯度基本介于1.5°C/100m與2.0°C/100m之間。區(qū)內(nèi)的地溫梯度總體是西南和東部偏高，地溫梯度值等于或大于2.0°C/100m,西北與南部的南康莊-南陳村-柴家莊-后樓下一帶地溫梯度值小于或等于1.5°C/100m。工作區(qū)的恒溫層深度為35m,恒溫層溫度15.5°C,多年平均地面溫度
8、15.5?15.9°C。在大地熱流方血，根據(jù)河北省環(huán)境地質(zhì)勘査院編制的《邢臺市地熱資源調(diào)查評價報告》中給出的平均熱流值作為研究大地熱流值即：50mW/m2o3淺層地熱資源儲量及換熱功率計算研宄
