原创《天津市浅层地温能资源潜力优化开发》：这篇地温论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
摘 要：天津市浅层地温赋存特征和第四系息息相关,第四系地质结构为粘土、粉质粘土、粉砂、细砂、粗砂互层,岩土体热导率：1.23-1.58W/（m·℃）,比热容1898.52-2201.70W/（m·℃）,地下水涌水量为100-3000（m3/d）,导水系数50-300（m2/d）,地下水回灌量30-80m3/h,单井回灌量是出水量的30%-50%,回灌量大部分在50m3/h以下,地层排热量32.32-126.1（w/m）,吸热量17.73-66.8（w/m）.针对该区浅层地温能利用方式（地下水源热泵、地埋管地源热泵）计算了适宜区和较适宜区的浅层地温能储量和换热功率,阐述了由此资源潜力带来的经济和社会价值,并提出天津市浅层地温能优化开发利用方向及其对策.
关键词：天津市,浅层地温能,资源潜力,优化开发利用
中图分类号：F426.2文献标识码：A
文章编号：1001-9138-（2016）03-0037-47收稿日期：2015-11-30
天津作为现代化国际港口大都市和我国北方重要的经济中心,在环境功能上、大气环境质量和城市环卫质量上都提出了更高的要求.其中一个重要方面就是利用清洁能源,减少常规能源消耗给环境带来的污染,净化城市环境,创建“环保模范城市”.浅层地热能作为一种绿色清洁的可再生能源,有着储量丰富、可就近利用、价格低廉的优势,对其进行全面高效的开发对于解决当前能源短缺、温室气体排放等问题具有巨大帮助.
天津地区浅层地温能资源丰富、开采条件便利,合理的开发利用该资源有利于缓解资源紧张、实现节能减排和资源可持续开发利用目标,促进天津市低碳经济的发展.本文以天津市浅层地温能调查项目为依托,开展本区浅层地温能资源潜力等评估工作,并对其在今后的开发利用中提出合理化建议,旨在为研究区浅层地温能资源合理持续开发利用提供科学依据.
1 浅层地温能资源赋存概况
浅层地温能的开发利用和其赋存条件息息相关,而资源赋存主要依附于当地气候条件、地质条件和岩土体热物性参数等.
1.1 气候概况
天津位于中纬度欧亚大陆东岸,主要受季风环流的支配,属暖温带半湿润大陆和海洋过渡型季风气候.主要特征春季多风,干旱少雨；夏季炎热,雨水集中；秋季气爽,冷暖适中；冬季寒冷,干燥少雪.年平均气温在11.4℃-12.9℃.1月最冷,平均气温在-3℃至-5℃；7月最热,平均气温在26℃-27℃.总体上区内四季分明,适宜开发利用浅层地温能.
1.2 地质概况
天津地区位于Ⅰ级构造单元华北准地台北缘,根据天津市第四系分布特征,北部山区不利于浅层地温能的赋存,本次工作区范围为蓟县山前断裂以南平原区（以下简称研究区）.研究区的地质构造复杂,新构造运动控制了新生代地层的沉积,对地下水的贮存、补给和排泄以及地温场分布有一定的控制作用,也控制了区内第四系地质结构、地层分布和水文地质特征,对区内浅层地温能资源的储集有重要影响.
区内第四系成因类型多为冲洪积、湖积和海积,地层结构以砂、砂性土和粘性土不规则互层.厚度变化较大,两凹陷区最厚处己超过400m.其地层结构的特点为地下水较丰富,特别是在层中的中、粗砂层和卵石层,赋水程度较好,给地表水垂向补给,层内赋水的横向移动提供了条件.
第四系浅层地下水由第1含水组（咸水）、第Ⅱ含水组（淡水+咸水）、第Ⅲ含水组（淡水）和第Ⅳ含水组（淡水）组成,含水层岩性主要是粉砂、粉细砂、细砂,各组含水层厚度不一,一般为30-60m,富水性自北向南或西北向东南逐渐变差.
1.3 岩土体热物性概况
第四系岩土体热物性特征包括岩土体的热导率、比热容以及地温场特征等,其反映了岩土体的蓄热和导热能力,是影响浅层地温能资源赋存的重要影响因素.岩土体热物性在实际工作中通常由岩土热响应试验获取.
由岩土热响应试验可知,研究区岩土体热导率为1.23-1.58W/（m·℃）,比热容为1898.5-2201.7J/（kg·K）,钻孔单位深度排热量32.32-126.1（w/m）,吸热量17.73-66.8（w/m）,200m以浅地层的平均地温梯度值1.0-4.0℃/100m,地下100m深度处地温为14.2℃-17.0℃,埋深120m处的地温为14.6℃-18.8℃,至200m深处地温上升至16.6℃-22.6℃,恒温带顶板埋深30-35m.
2 浅层地温能资源潜力
研究区浅层地温能潜力通过资源储量体现,其资源储量规模,特指在当前技术经济条件下具备开发利用价值且埋藏深度一般在距地表200m以内的地热能储量.
2.1 静储量
由于区内潜水水位为1-2m,而恒温带顶板埋深约30m,储存在包气带中的浅层地温能没有开发价值,故忽略包气带所含热容量.根据区内地质情况分析,结合地源热泵系统施工利用特点,采用体积法测算了区内200m以下浅地层所含地热能静储量.研究区参和计算的面积为10707km2,浅层地热容量约为5590×1012kJ/℃.
2.2 换热功率（供暖和制冷期各取120天）
2.2.1 地下水地源热泵换热功率
采用地下水量折算法计算.表达式为：
式中：为研究区浅层地温能换热功率,kw；
为单井浅层地温能换热功率,kw；
n为计算面积内可钻孔数量；
为土地利用率.
根据研究区内地下水源热泵适宜性分区（见表1）,依据以灌定采方针,确定各分区单井实际出水量,通过水量折算法计算单井换热功率（见表2）.根据单位面积可布抽灌对井数,乘以布井区面积（适宜、较适宜区面积乘以土地利用系数取14.66%）和单井换热功率计算适宜、较适宜区地下水地源热泵系统换热功率（见表3-4）.
地温论文参考资料：
结论：天津市浅层地温能资源潜力优化开发为大学硕士与本科地温毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写家用地温空调方面论文范文。
