河南省洁净能源浅层地热能勘察与开发关键技术研究9787550932524

序

前言

第一章绪论

第一节研究意义及目标任务

第二节研究区范围及研究程度

第三节国内外研究现状

第四节主要研究内容与方法

第五节完成的主要实物工作量

第二章 自然地理概况与区域地质背景

第一节气象水文

第二节地形地貌

第三节 地质构造

第三章 浅层地热能赋存条件

第一节第四系地质结构特征

第二节水文地质条件

第三节岩土体热物性特征

第四节浅层地温场特征

第五节地层热响应特征

第六节环境地质条件

第四章浅层地热能开发利用适宜性评价

第一节重点研究区地下水源热泵系统应用适宜性评价

第二节全省地下水地源热泵适宜性分区

第三节重点研究区地埋管热泵系统应用适宜性评价

第四节全省地埋管地源热泵适宜性分区

第五节重点研究区浅层地热能开发利用区划

第六节全省浅层地热能开发利用区划

第五章浅层地热能资源评价

第一节浅层地热容量计算

第二节浅层地热能换热功率计算

第三节浅层地热能潜力评价

第六章浅层地热能开发利用现状及存在的问题

第一节浅层地热能开发利用现状

第二节浅层地热能开发利用存在的问题

第七章浅层地热能开发利用示范工程运行监测

第一节示范工程运行监测

第二节典型工程水热运行模拟

第八章浅层地热能开发利用对地质环境影响及防治措施

第一节对地下水温度的影响

第二节对地下水水质的影响

第三节对地下水中细菌总数的影响

第四节回灌不力造成水资源浪费并加剧地面沉降

第五节土壤热堆积问题第六节防冻液对环境的影响

第七节综合防治措施

第九章浅层地热能开发利用效益分析

第一节地源热泵节能分析·

第二节经济效益分析

第三节 社会环境效益分析

第十章结语

第一节主要成果及认识

第二节存在的主要问题及建议

参考文献

第一章绪论

第一节 研究意义及目标任务

一、研究意义

浅层地热能是一种清洁的、可再生的能源，是国家要求大力探索和发展的新能源。随着我国能源结构政策的调整和地源热泵技术的逐步提高和完善、城市对浅层地热能需求不断加大、实现我国“碳达峰、碳中和”战略发展目标的要求，浅层地热能必将成为我国今后开发利用中的新型能源，建筑物供暖（或制冷）中，浅层地热能所占的比重也将愈来愈高。河南省对发展中西部经济具有承东启西的重要战略地位，节能减排任务非常繁重，发展低碳经济势在必行。开发利用浅层地热能这一可再生的、新型、洁净、环保能源符合国家政策，而河南省具备开发浅层地热能的良好地质条件。因此，开展河南省洁净能源浅层地热能勘察与开发关键技术研究，系统查清河南省浅层地热能的埋藏、分布规律及循环特征，评价浅层地热能开发利用潜力，总结研究河南省浅层地热能勘察方法与技术，可持续开发、利用模式，为浅层地热能进一步勘察，科学规划与开发，减少开发风险，提高可再生能源利用能力与水平，取得浅层地热能开发利用最大的社会效益、经济效益和环境效益，保护生态环境，促进社会、经济可持续发展，提供技术支撑。对促进河南省丰富的浅层地热资源的勘察及合理开发利用，构建资源节约型社会，保证国家资源安全，促进国家节能减排战略目标的实现，具有非常重要的意义，同时对缓解河南省资源与环境压力，促进经济可持续发展，具有十分重要的现实意义。

二、研究目标任务

开展河南省浅层地热能开发区水文地质调查，查明浅层地热能分布特点和赋存条件，评价浅层地热资源量及开发利用潜力，编制浅层地热能开发利用适宜性区划，对典型浅层地热能开发利用工程进行监测，为河南省浅层地热能合理开发利用和保护提供依据。主要任务为：

（1）充分收集和整理以往气象、地质、水文地质和浅层地热能开发利用成果，开展一般研究区区域水文地质补充调查和重点研究区1:5万专项水文地质调查，查明200m以浅是第四系水文地质条件和岩土层岩性为主的结构。

（2）开展勘探孔施工、取样、测试、热响应试验以及抽水、回灌试验等工作，取得浅层地热能资源评价与开发利用区划的相关技术参数。

（3）根据地质条件、地下水资源状况，以及换热方式，分别进行地埋管换热方式和地下水换热方式适宜性分区。

（4）开展区域浅层地热能评价，编制浅层地热能合理开发利用区划。

（5）开展典型浅层地热能开发利用示范工程运行监测及水热运行模拟研究。

第二节 研究区范围及研究程度

一、研究区范围

本次研究工作的研究区范围为河南省行政区范围（见图1-1）。河南省位于我国中部黄河中下游，地理坐标：东经11021 ~116°39 ，北纬31°23 ~36°22 。南北纵跨530km，东西横

互580km，总面积16.70万km2，约占全国总面积的1.74%，周边与山东、安徽、湖北、陕西、山西和河北6省毗邻。因河南省大部分地区位于黄河之南，故称河南，简称“豫”。

河南交通发达，陇海、京广、焦枝、京九四条铁路干线贯通全境，并分别交会于郑州、洛

阳、商丘：太新、新究、漯阜铁路分别交会于新乡、漯河，已开工的宁西铁路交会于南阳、信阳、潢川，铁路在境内已连成网络，为全国重要的交通枢纽。全省公路四通八达，安阳至新乡、郑州至漯河、开封至洛阳高速公路已建成通车，洛阳至三门峡、开封至商丘、漯河至驻马店高速公路建成通车，全省实现了乡乡通公路，有14个县实现了村村通柏油路。以郑州为转运站的航空运输有40余条国内航线。内河航运不甚发达，目前只有淮河、黄河、唐河、白河、丹江及沙颍河、洪河等部分河段可通航。

本次工作重点研究区为18个省辖市规划区及郑州航空港经济综合实验区。河南省辖18个地级城市，分别为郑州、洛阳、开封、新乡、许昌、漯河、周口、安阳、濮阳、焦作、南阳、平顶山、驻马店、信阳、三门峡、商丘、鹤壁、济源，没有计划单列市。除地级城市外，2013年，国务院批准成立了郑州航空港经济综合实验区，批准规划面积415km2。这是我国首个也是现今唯一的国家级航空港经济综合实验区，国务院将郑州定位为国际航空物流中心、国际化陆港城市，努力将郑州建设为引领中原、服务全国、连通世界的国际化航空大都市。重点研究区面积合计为8350.13km2（见表1-1）。

二、以往工作研究程度

20世纪80年代以来，有关部门在研究区开展了大量的水文地质、工程地质、环境地质等工作，取得了大量资料和成果，为本次研究工作奠定了基础。前人工作成果如下。

（一）以往区域基础地质工作

20世纪60年代河南省地矿局编制了河南省1：50万基岩地质图；1986年河南省水文地质一队完成了《河南平原第四纪地质研究报告》；1992年河南省区测队编制了《1：50万河南省区域地质志》；河南省地质调查院完成的《淮河流域（河南段）环境地质调查报告》，地质矿产局第三水文地质工程地质队完成的《河南省地裂缝与地面沉陷调查研究报告》《河南省环境地质调查报告》《河南省工程地质图及说明书（1：50万）》，这些成果为认识本区的区域地质条件、区域地质构造及地层岩性特征、第四纪对比划分等方面提供了翔实的基础资料。