基于临界水力梯度的地下水源热泵取水量研究.pdfVIP

72 FLUIDMACHINERY Vo1．38，No．11，2010 文章编号 ：1005～0329(2010)11—0072—05 基于临界水力梯度的地下水源热泵取水量研究 王松庆 ，张 旭 (同济大学 ，上海 200092) 摘 要： 对不同粒径砂粒组成的两种含水层的临界水力梯度进行了计算，并以临界水力梯度为基础对地下水源热泵临 界取水量进行了理论计算和分析。结果表明目前常见实际工程的取水量通常大于临界取水量，易引起颗粒起动。使用 填砾井作为取水井有助于满足工程设计取水量，同时有利于减少颗粒起动情况的发生。 关键词： 临界水力梯度；地下水源热泵；取水量；颗粒起动 中图分类号：TQO51．5 文献标识码 ： A doi：10．3969／j．issn．1005—3929．2010．11．018 ResearchonPumpingDischargeofGW SHP BasedonCriticalHydraulicGradient WANG Song—qing，ZHANG Xu (TongiiUniversity，Shanghai200092，China) Abstract： Thecriticalhydraulicgradientoftwoaquifers，whichayecomposedofsandparticleswithdifferentdiameters，iscal— culated．Basedonthecriticalhydraulicgradientcalculated，thecritical pumpdischargeforaGWSHP isdeterminedandanalyzed theoretically．Resultsofthisstudyindicatethatthepumpdischargeobservedinpresentactualprojectsisgenerallyrgeaterthan thecriticalvalue．Thissituationresultsintherfequentinitiationofparticlemotion．Itisalsoindicatedinthisstudythattheiniti— ationofparticlemotioncanbedecreasedandthedesignpumpdischargecanbemetwhenthegravelpackedwellisusedasthe pumpingwel1． Keywords： critical hydraulicgradient；rgoundwatersourceheatpump；pumpingdischarge；initiationofparticlemotion 1 前言 水层的单井理论临界取水量和设计取水量进行 比 较和分析，为合理有效确定地下水源热泵单井取 地下水源热泵系统存在众多优点的同时，在 水量提供帮助和参考。 使用过程中也存在一些 问题，如井壁坍塌及抽灌 地下水 而 引起 的井壁周 围细颗粒 介质 重组 2 颗粒受力情况分析 等 ¨J。上述问题产生的重要原 因之一是地下水 源热泵地下取水量大，连续运行时间长，地下水在 临界水力梯度是以颗粒起动为基础确定的参 渗流过程中对含水层产生侵蚀作用，使颗粒起动 数，而颗粒起动与颗粒受力情况有着直接的关系， 脱离含水层，起动后的颗粒甚至与地下水一起运 需在讨论临界水力梯度与取水量前，确定颗粒的 动。对于渗流侵蚀 问题，国内外的研究主要集 中 受力情况和起动方式。含水层颗粒在地下水渗流 在渗流对堤坝的危害等方面，包括管涌现象和颗 时，受到的作用力主要包括拖曳力、颗粒的有效重 度和升力。对于粒径较小的颗粒 (如黏粒等)，还 粒输运等方面，而对于地下水源热泵这种新型空