泗河冲洪积扇松散岩土体地温场自恢复能力研究-山东国土资源杂志社.PDF

第３３卷第７期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 山东国土资源　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２０１７年７月 泗河冲洪积扇松散岩土体地温场自恢复能力研究 胡波，黎逢良，谭秀全 （山东省鲁南地质工程勘察院，山东济宁　 ２７２１００） 摘要：泗河冲洪积扇区域分布厚层松散岩土体，浅层地温能开发利用潜力巨大，查明地温场的温度自恢复能力并分 析其影响因素，对地源热泵工程换热器的设计具有重要参考价值。 笔者开展了多组现场热响应试验，并采用高精 度测温线缆，长期监测地埋管换热器周边不同岩性、不同深度岩土体温度变化情况，以查明其变化规律。 研究表 明：在同种工况下，砂性土的温度恢复能力要远强于粘性土，地温的恢复主要发生在负荷停止的初期。 研究区粘性 土温度自恢复能力差，岩土体热物性参数、地下水径流条件、埋管循环水温度、气温及变温带深度是影响地温场恢 复能力的因素。 关键词：松散岩土体；地源热泵；地温恢复；泗河冲洪积扇 中图分类号：Ｐ６１９．２４１　 　 　 　 文献标识码：Ｂ 引文格式：胡波，黎逢良，谭秀全．泗河冲洪积扇松散岩土体地温场自恢复能力研究［Ｊ］．山东国土资源，２０１７，３３（７）： ５５ ６０． ＨＵ Ｂｏ，ＬＩ Ｆｅｎｇｌｉａｎｇ，ＴＡＮ Ｘｉｕｑｕａｎ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ Ｆｉｅｌｄ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｉｌ ｉｎ Ａｌｌｕｖｉａｌ ｐｒｏｌｕｖｉａｌ Ｆａｎ ｉｎ Ｓｉｈｅ Ｒｉｖｅｒ［Ｊ］．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｌａｎｄ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，２０１７，３３（７）：５５ ６０． 　 　 泗河冲洪积扇松散岩土体厚度大，砂层富水性 １．１　 自然地理 好，地下换热器施工条件优越，地源热泵技术因其高 泗河为济宁市东部最大的一条河流，发源于蒙 效、节能、环保，在区内逐步得到广泛应用，但也存在 山腹地新泰南部太平顶西麓，西南流入泗水县境后 地源热泵场地勘查评价工作不规范，热泵系统运行 改向西行，至曲阜市和兖州市边境复折西南，在济宁 ［１］ 监测体系不完善等问题 。 研究区内冬季连续供 市东南鲁桥镇注入南阳湖，境内全长 １３６ ｋｍ。 泗河 暖时间约１２０ｄ，夏季连续制冷时间不足９０ ｄ，冷热 冲洪积扇东起曲阜山前，西至济宁湖区，北界在大 负荷不均衡。 若地下换热器设计间距、数量不合理， 安—颜店—二十里铺一带，南界在小雪—太平桥一 一个供暖制冷周期后，岩土体的温度会呈单向变化， ２ 带，面积１０９３．７７ ｋｍ ，东邻曲阜断块和杨柳—戈山 不能恢复至初始地温，进而传热趋势衰减，换热能力 丘陵区，南、北、西分别与邹西冲洪积平原、汶河冲洪 降低，导致热泵机组耗能增加。 岩土体作为地热能 积扇、湖西冲积平原接壤。 区内地貌形态由泗河多 的主要赋存体，其温度场特征影响热泵机组的功耗 次泛滥改道沉积形成，地面标高一般在３４～６０ ｍ之 和系统性能指标。 遵循地温变化规律，提高地温自 间，整体地势东高西低，北高南低，微向西南倾斜。 恢复能力，对降低热泵机组能耗，保障工作效率具有 １．２　 岩土体物理特征 ［２ ４］ 重要意义 。 该文通过研究区内多组热响应试验 研究区松散岩土体厚度一般大于 １２０ ｍ，沉积 及地温监测成果，总结了在冷（热）负荷影响下，不 厚度总体上由北东向南西逐渐增厚，颗粒由粗变 同深度岩土体的温度变化规律，着重分析了松散岩 ［４］ 细 。 全新统、上更新统沉积颗粒