原创《水源热泵系统对地下水水质影响》：这篇水源热泵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： 水源热泵是利用浅层地温能的一种有效方式,该系统同时也对地质环境产生一定影响.本文在调查收集相关资料的基础上,尝试分析水源热泵系统对地下水水质的影响.
关键词： 水源热泵； 地质环境； 影响
Abstract： Water source heat pump is the use of the shallow ground temperature can be an effective way, the system also has certain influence on the geological environment.On the basis of the investigation to collect relevant data, this paper tries to analyze water source heat pump system"s influence on the groundwater quality.
Key words： Water source heat pump； Geological environment；
1. 水源热泵系统简介
水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为热源,利用地球水体自然散热后的低温水作为冷源,进行能量转换的供暖空调系统.其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋.
2. 水源热泵运行对地下水水质的影响情况
为探讨研究水源热泵系统运行后对地下水水质的影响,首先收集天津某地区各水源热泵系统成井初期的水质分析资料,作为研究水质变化的基准数据.在此基础上,有针对性地对不同水源热泵系统再次采取水样.并保证样品具有代表性和针对性.采样程序严格按照相关规程执行,采取二价和三价铁时,按照要求先加入适量的硫酸溶液.天津某地区部分水源热泵井水质变化对比见表1.
对天津某地区水源热泵运行若干年后地下水水质取样结果对比分析,可以发现以下规律：
a. 存在异层采灌的热泵系统中,地下水化学变化表现出明显的混合特征.
b. 全开放运行的水源热泵地下水中氧气含量明显增加,二价铁、总铁含量均大幅度降低；全封闭运行的水源热泵系统中地下水中的二价铁含量保持相对稳定.样品5、样品6取自开放式运行的水源热泵.样品1和样品2取自全封闭运行水源热泵系统.
c. TDS小于1.5g/L的Na-HCO3型地下水区,TDS、Ca2+、Na+含量均呈现明显增加态势.具有这种变化规律的水源热泵系统多为同层回灌系统,表1中样品1至样品6均取自这类系统.样品1系统运行4年采样对比,TDS由947.3mg/L增加到1020mg/L,Ca2+含量由7mg/L增加到11mg/L, Na+含量由274mg/L增加到283mg/L.
d. TDS大于1.5g/L的Na-HCO3型地下水区,TDS、Ca2+、Na+含量增加态势不明显.例如样品8至样品11代表的水源热泵系统.
3. 地下水水质变化的原因分析
天津某地区水源熱统对地下水水质影响的主要方式有：混合作用、氧化还原作用、溶解/沉淀作用等.
3.1 混合作用
混合作用对地下水水质影响主要表现在两个方面：井流引起的混合作用、异层采灌引起的混合作用.
井流引起的混合作用：天津地区地下水水质复杂多变,地下水水质随着取水层位及取水地点的不同存在着较大的变化.同一含水组一般由4个～9个含水层组成,各含水层间均存在一定的水质差异,同时由上至下静水压力逐渐减小,成井后造成水力沟通.停井时,由于井流作用,在下部含水层中发生混合作用.
异层采灌引起的混合作用：由于同一工程场地不同含水组间存在较大的水质差异,不同水质间的混合作用对地下水水质影响最大,由于混合比例的不同与变化,地下水水质的变化呈现较为复杂的变化趋势.另外,成井过程中因封井不严而导致的上部较高矿化度水体的渗漏,也可能引起热泵井地下水水质的较大变化,特别是上覆地层为咸水体的含水组.
3.2 氧化还原作用
天津某地区深层地下水处于还原环境,地下水采灌过程中,大多数回灌系统密封性差,地下水易与大气接触,因此水中溶解氧含量增加,对地下水的二价铁等还原成分产生氧化作用.表1中样品1的水源热泵系统回扬过程中最大含铁量超过地下水中的含铁量达700多倍,其中一部分就来自地下水中亚铁的氧化.运行时间最长的水源热泵系统和开放式的水源热泵系统地下水含铁量大为减少,均是由于水中亚铁的氧化,而严格的封闭式的水源热泵系统地下水中含铁量与成井初期基本保持一致.
3.3 溶解/沉淀作用
温度变化对地下水中矿物饱和状态的影响：热泵运行过程中,回灌水的温度发生较大变化.根据“化学反应平衡移动原理”,硅酸盐、铝硅酸盐、硫化物、氧化物等的溶解均为吸热反应,温度升高促进矿物溶解.碳酸盐、硫酸盐的溶解则是放热反应,其溶解度随温度升高而降低.
4. 结论和建议
4.1 结论
水源热泵系统建设和运行对地下水水质具有一定的影响,由于大多数水源热泵系统处于半封闭运行状况,同层回灌井系统中一般会引起地下水中二价铁离子、总铁含量降低.TDS、Ca2+、Na+含量增加.引起地下水水质变化的水文地质化学原因包括混合作用、氧化还原作用、溶解/沉淀作用等.
4.2 建议
加强对水源热泵系统调查、监测与研究工作.重点监测咸水分布区水源热泵系统建设与运行后,对咸淡水下移的影响及对下部淡水层的水质影响.
参考文献：
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水源热泵论文参考资料：
结论：水源热泵系统对地下水水质影响为关于本文可作为水源热泵方面的大学硕士与本科毕业论文水源热泵与地源热泵论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
