水文地质勘察方法

  水文地质条件勘察可参照《供水水文地质勘察规范》GB 50027-2001、《供水管井技术规范》GB 50296-1999进行。通过勘察，查明拟建热源井地段的水文地质条件，即一个地区地下水的分布、埋藏、补径排条件以及水质和水量等特征。对地下水资源作出可靠评价，提出地下水合理利用方案，并预测地下水的动态及其对环境的影响，为热源井的设计提供依据。
  地下水热泵系统浅层地温能勘察的目的，是在充分利用现有水文地质、工程地质等资料的基础上，查明区域上和场地内地下水系统所蕴含的浅层地温能资源数量、质量以及分布规律，查明区域上和场地的浅层地温能资源的成因机制，为地下水源热泵系统提供适合的地下水热源。
  浅层地温能的开发利用与区域水文地质、工程地质以及区域气候特征息息相关。我国地域辽阔，由于各地区地质和水文地质条件的复杂性和多变性，导致各地区岩（土）层的导热性和水文地质参数差异巨大，在一个地区能成功应用的地下换热系统，在另一地区往往并不适用。目前，由于一些水源热泵工程承包方不了解各地区地质、水文地质条件和回灌工艺，盲目承包水源热泵系统工程，导致出现了许多不该出现的问题，如抽取的地下水回灌不下去，不仅浪费了宝贵的地下水资源，还造成了不良的生态、环境和经济后果。因此，开展地下水热泵系统浅层地温能勘察对于为开发与保护浅层地温资源提供资源／储量及其所必须的地质资料，以减少开发风险、取得浅层地温资源开发利用最大的社会经济效益和环境效益，并最大限度地保持资源的可持续利用具有重要的意义。
  地下水热泵系统浅层地温能勘察主要解决以下两个问题：第一，特定水文地质条件和气候特征下，地下含水层的流动和传热机制；第二，地下含水层储能与水热调蓄的能力。
  从浅层地温能勘察范围来分，则可分为区域浅层地热资源调查以及场地浅层地热资源勘察。其中，区域浅层地热资源调查目的在于进行区域浅层地热资源开发利用适宜性评价，为区域浅层地热资源开发利用规划服务。主要调查内容包括区域水文地质条件、区域工程地质条件、气候条件、经济规划与格局；而场地浅层地热资源勘察则为热泵系统建设提供设计依据，勘察内容主要包括水文地质条件、工程地质条件、各种热参数试验、参与循环的水量和热量等。
  根据勘察的目的任务，地区总的自然条件及其水文地质研究程度，地下水热泵系统勘察可分为普查、详查和勘探三个阶段。大范围区域性浅层地温能勘察属普查阶段工作；以城镇所在水文地质单元（或地质单元）为对象的小范围区域性浅层地温能勘察属详查阶段工作；场地浅层地温能勘察属勘探阶段工作。勘探阶段之后，为浅层地温能开发工作。各阶段的勘察技术要点如下：

  普查阶段。
  (1)充分利用现有的水文地质勘察和研究成果，初步查明大范围区域性水文地质条件。初步查明地下水含水层结构、厚度、埋藏、水位分布、水温分布、水量和水质及动态情况等。
  (2)根据已有实测数据或经验数据，确定未知岩土体的热物理参数（热导率和比热）。
  (3)根据已有实测数据、气象监测数据或经验数据，确定恒温带的温度和深度、大地热流值，并在冻土地区，确定冻土层厚度。有条件的地区，初步掌握地温分布及动态。
  (4)根据已有实测数据或经验数据，确定岩土体的孔隙率（裂隙率）、含水量、密度等物理力学参数。
  (5)分析浅层地温能的热来源和热成因机制，提出浅层地温能形成的概念模型。
  (6)主要采用热储法、放热量法、比拟法和水文地质学计算方法求取D+E级储量，估价其开发利用前景，提交普查报告。

  详查阶段。
  (1)在充分利用现有的水文地质、工程地质勘察和研究成果的基础上，补充必要的调查取样、坑探、槽探、钻探或试验等工作，基本查明以城镇所在水文地质单元（或地质单元）为对象的小范围区域性水文地质条件、工程地质条件。基本查明地下水含水层结构、厚度、埋藏等，基本查明地下水水位分布、水量、水质情况及其动态变化等。
  (2)在已有实测数据基础上，补充必要的调查取样、钻探坑探、槽探、钻探或试验等工作，确定未知岩土体的热物理参数（热导率和比热）。
  (3)在已有实测数据、气象监测数据的基础上，补充必要的地温调查工作（即采取坑探、槽探或钻探手段测量地温），基本查明地温分布、水温分布及其动态，确定恒温带的温度和深度、大地热流值，并在冻土地区，确定冻土层厚度。
  (4)在已有的实测数据的基础上，补充必要的调查取样、坑深、槽探、钻探或试验等工作，确定岩土体的孔隙率、含水量、密度等物理力学参数。
  (5)未进行回灌试验的空白地区，应选择代表性地段进行回灌试验，初步评价含水层的回灌能力并求取渗透系数。
  (6)基本查明浅层地温能的热来源和热成因机制，基本查明地下水水热的补给、运移、排泄条件，提出浅层地温能形成的理论参数模型。
  (7)主要采用热储法、水热均衡法、水文地质学计算方法或数值法求取C+D级储量，为浅层地温能开发规划和是否转入勘探阶段提供依据。

  勘探阶段。
  (1)在充分利用现有的水文地质、工程地质勘察和研究成果的基础上，开展调查取样、坑探、槽探、钻探或试验工作，查明场地水文地质条件、工程地质条件。查明地下水含水层结构、厚度、埋藏等，基本查明地下水水位分布、水量、水质情况及其动态变化，查明包气带岩土体结构等。
  (2)在已有实测数据基础上，开展调查取样、钻探坑探、槽探、钻探或试验等工作，确定岩土体的热物理参数（热导率和比热）。
  (3)在已有实测数据、气象监测数据的基础上，开展地温调查工作（即采取坑探、槽探或钻探手段测量地温）和试验等工作，查明地温分布、水温分布及其动态，确定恒温带的温度和深度、大地热流值，并在冻土地区，确定冻土层厚度。
  (4)在已有实测数据的基础上，开展调查取祥、坑探、槽探、钻探或试验等工作，确定岩土体的孔隙率（裂隙率）、含水量、密度等物理力学参数。
  (5)进行回灌试验和原位热传导试验，评价含水层的回灌能力，求取渗透系数和热传导系数。
  (6)查明浅层地温能的热来源和热成因机制，查明地下水水热的补给、运移、排泄条件，查明包气带地温能的补给、运移和排泄条件，提出浅层地温能形成的参数模型。
  (7)主要采用数值法、热储法、水热均衡法、水文地质学计算方法求取B+C级储量，提出合理开发方案并做出环境影响评价，提交勘探报告，为浅层地温能开发提供依据。
  另外，在浅层地温能开发地质工作中，应加强系统的动态观测工作，利用长期观测和开采过程中的实际资料，运用数值法对其进行工程研究，计算储量，并进行开发利用过程中的环境问题研究，建立浅层地温能韵开发管理模型。

        地下水源热泵系统勘察结束后应提交水文地质勘察报告，报告应分析地下水资源条件，评估工程项目采用水源热泵系统的可行性，并提出水源热泵系统方案建议。建议应包括以下内容：
  (1)抽水方式和回灌方式。
  (2)抽水量和回灌量。
  (3)抽水井和回灌井数量。
  (4)热源井井位分布和井间距。
  (5)热源井井身结构和井口装置。
  (6)抽水泵型号和规格、泵管和输水管规格。
  (7)供水管和回灌管网布置及其埋深。
  (8)水处理方式和处理设备。