長沙地熱研究區(qū)關(guān)于野外勘察和試驗

　在研究區(qū)內(nèi)施工了13個孔徑為Ф130 mm的地埋管勘察孔 （圖1），用于熱物性取樣、地溫測量、原位熱響應試驗，全孔取芯編錄。熱物性取樣共采集了575個巖土體樣品，由湖南省勘測設(shè)計院試驗測試檢測中心進行測試。地溫測量采用經(jīng)校正的熱敏電阻測溫儀，對井深≤20 m 部分，在 5、10、15、20 m 測量井溫，對井深>20 m 且≤50 m 部分每10 m測量井溫，其余部分每25 m測一次。現(xiàn)場進行兩次不同功率的熱響應試驗，大負荷采用6 kW，小負荷采用3 kW。首先做無功循環(huán)測試，獲取地層初始平均溫度。然后，對傳熱介質(zhì)加熱負荷。每次加熱負荷停止后，觀測回路進出口溫度和介質(zhì)的流量，至溫度穩(wěn)定。現(xiàn)場熱響應試驗的試驗設(shè)備由測試系統(tǒng)、地埋管換熱器構(gòu)成一個封閉的熱循環(huán)系統(tǒng)，通過雙U管地下?lián)Q熱器將土壤加熱，溫度的上升被地連續(xù)收集。其主要優(yōu)點在于與常規(guī)的在試驗室中測得的結(jié)果相比，它是直接在地下鉆孔換熱器中進行測量的，減少了外界干擾對測試結(jié)果的影響。

　　分別在三個試驗場地共施工6個孔徑Ф325 mm的水文地質(zhì)鉆孔，進行抽水、回灌試驗，全孔采取巖芯。抽水試驗采用單孔穩(wěn)定流抽水，每孔做3個水位降深。回灌試驗采用定流量自然回灌方式。試驗過程中水位的觀測到cm。此外，對研究區(qū)內(nèi)地下水進行了水文地質(zhì)調(diào)查并采集水樣50組，由湖南省勘測設(shè)計院試驗測試檢測中心測定水樣中主要離子含量。

層地熱能熱容量計算方法

　　采用體積法計算淺層地熱能熱容量。先分別計算包氣帶和飽水帶單位溫差儲藏的熱量。然后合并計算評價范圍內(nèi)地質(zhì)體的儲熱性能。

　　地源熱泵適宜性分區(qū)方法

　　淺層地熱能開發(fā)利用適宜性分區(qū)采用層次分析法確定影響因子權(quán)重，然后用綜合指數(shù)法獲得綜合評價指標。層次分析法建模按如下4個步驟進行：1）建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型，分為目標層、屬性層和要素指標層；2）構(gòu)造各層次的判斷矩陣，分別比較同一層次各要素之間的相對重要性，采用1—9標度法給出各要素的分值，構(gòu)造比較矩陣；3）層次單排序及一致性檢驗；4）層次總排序及一致性檢驗。后求出要素層中各個要素在目標層中所占權(quán)重。綜合指數(shù)法利用層次分析法計算的權(quán)重和影響因子指標數(shù)值進行累乘，然后相加。

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