大青山南麓浅层地热能赋存条件浅析

工作。不同岩性物性、热物性参数测试结果表明：不同地点相同土质的自然密度、含水率、比重、孔隙度、饱和度和导热系数等参数变化不大;无论是粘性土、砂性土其热导率随岩土体自然密度和饱和度的增加而减小，即岩土体的热导率与岩土体的自然密度和饱和度呈负向相关性;其岩土体的比热容随岩土体的孔隙率增加而增大，即比热容与岩土体的孔隙率呈正向相关性（表2）。

3.浅层地温场特征

3.1浅层地温场温度

指浅层地热资源可开发利用深度范围内的温度场，一般为埋深0～200m地层地温的综合反映，用深度范围内混合水的温度来表征。一般受地质构造、地层结构及水文地质环境等因素影响，其中恒温带、地温梯度两项指标对浅层地温场温度的高低影响较大，各地区需通过长期观测试验才能确定，前人工作在呼包平原进行了大量的试验，取得可靠的数据综合考虑其他因素而确定。

根据恒温带温度、恒温带深度、浅层地温能底界深度与地温梯度，利用公式：

T=G/100×（S-S0）/2+T0

计算浅层地温场温度（T）。

 公式中：G为地温梯度，单位为°C/100m;S为浅层地温场底界深度，单位为m;S0为恒温带深度，单位为m;T0为恒温带温度，单位为°C。

浅层地温场温度计算结果见表3。

3.2地层热响应参数

地层热响应值是在现场利用地埋管换热采用二冷热源向岩土体中连续加热并记录传热介质的温度变化和循环量来测定，试验取得相关数据后经大量计算而确定。它与地层岩性、地层结构、所处沉积环境及地下水渗透速率等因素关系密切，以往工作在呼包平原的呼和浩特市、包头市开展过现场热响应试验，经多数钻孔试验取得地层热响应特征值见表4。

以上从三个方面阐述了呼包二市所处地质地貌、水文地质单元;岩土体物性、热物性特征及浅层地温场特征，可作为背景值抑或参考值，将地热能赋存条件普遍性推广应用至呼和浩特与包头两市之间的大青山南麓山前呼包平原。

4.结束语

环境地质条件是决定浅层地热能开发利用的重要因素，地下水环境质量优劣直接影响浅层地热能开发利用的效果。浅层地热能作为清洁能源，它的开发利用是以不破坏地质环境为前提条件。

当前浅层地热能资源开发利用还缺乏可靠的技术、经济支撑。首先，浅层地温能属于边缘学科，仍有许多机理、条件认识不清，如饱水砂岩在弱水动力条件下导热能力、地层结构和岩性组合对蓄热、导热能力的影响、垂向平均温度大小对系统的经济性影响。其次，地下水回灌技术不够完善，成井工艺有待提高，比如地下水地源井成井口径、填砾层厚度、滤水管类型及滤料的选用对回灌量均有较大影响，特别是成井口径、填砾层厚度、滤水管类型及滤料的选用不当，会导致许多井不能正常回灌。第三，当前技术、经济条件下，前期投入大，成本高，周期长，经济效益不明显。因此全面评价地质环境影响和节能减排的社会和经济效益，这些都需要进一步研究和探索。

浅层地热能资源有明显的节能减排优势，适宜在大青山南麓平原地域城镇推广应用。

参考文献：

[1]1985年由内蒙古第一水勘院出版的1∶10万内蒙古呼包平原水文地质工程地质环境水文地质综合勘察报告.

[2]1985年由内蒙古水文地质队出版的1∶100万内蒙古自治区地下水资源评价.

[3]内蒙古自治区主要城市浅层地温能开发区1∶5万水文地质调查报告.

[4]DZ/T0225—2009浅层地热能勘查评价规范.

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