1、<p>　　重慶市淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用前景分析</p><p>　　摘要：基于重慶市自然概況和重慶市淺層地?zé)崮苜Y源賦存條件的資料研究，采用巖礦測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法得到了重慶市的巖土體熱物性參數(shù)，最后結(jié)合地溫場(chǎng)分布特征，綜合分析結(jié)果顯示重慶市淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：重慶；淺層地溫能；巖土層物性；熱物性 </p><p><

2、;b>　　0 引言 </b></p><p>　　淺層地溫能以其經(jīng)濟(jì)節(jié)能、可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用、環(huán)境效益顯著等優(yōu)點(diǎn)[1]使得其在全國(guó)范圍內(nèi)引起了淺層地溫能的開(kāi)發(fā)熱潮，有條不紊地推廣應(yīng)用該技術(shù)，這對(duì)于指導(dǎo)淺層地溫能資源的開(kāi)發(fā)利用和實(shí)際工程項(xiàng)目的指導(dǎo)是非常必要的[2]。 </p><p>　　本文是針對(duì)重慶地區(qū)特有的水文、地質(zhì)條件展開(kāi)的，所取得的成果可以為重慶市淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的

3、規(guī)劃、管理政策等提供基礎(chǔ)依據(jù)，對(duì)淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的應(yīng)用具有重要的科學(xué)意義。 </p><p>　　1重慶市自然地理概況 </p><p>　　重慶市地勢(shì)在總體上呈現(xiàn)出北、東、南三面高，僅西部及西南部低，中部長(zhǎng)江河谷一線最低，出境處江面海拔高僅69m [3]。 </p><p>　　重慶氣候?qū)俚湫偷膩啛釒駶?rùn)性季風(fēng)氣候，具年平均氣溫高，空氣濕度大，降雨量充沛，少冰雪

4、嚴(yán)寒，夏秋多雨，春冬多霧的特點(diǎn)。 </p><p>　　重慶市水資源豐富，轄區(qū)內(nèi)江河縱橫水網(wǎng)密布，統(tǒng)屬長(zhǎng)江水系。長(zhǎng)江干流從地域中部自西南向東北橫穿全境，在境內(nèi)與南北向嘉陵江、渠江、涪江、烏江、大寧河等支流及上百條中小河流構(gòu)成近似向心狀的輻合水系。地域內(nèi)水資源總量年均超過(guò)5000億立方米，地表水占水資源總量的絕大部分。其他水庫(kù)和湖泊眾多。 </p><p>　　2重慶市淺層地?zé)崮苜Y源賦存條件

5、 </p><p>　　2.1水文地質(zhì)條件 </p><p><b>　　2.1.1地下水 </b></p><p>　　根據(jù)重慶市地下水特征和埋藏深度，將埋深500m以淺的地下水定義淺層地下水，埋深大于500m的地下水定義為深層地下水。重慶市淺層地下水按賦存條件可分為：孔隙水、基巖裂隙水、碎屑巖層間裂隙水及碳酸鹽巖裂隙溶洞水（簡(jiǎn)稱(chēng)巖溶水）。深

6、層地下水是重慶市優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療地?zé)崴?。該?lèi)地?zé)崴a(chǎn)出的層位主要為三疊系下統(tǒng)，寒武系上―中統(tǒng)碳酸鹽巖含水層，具承壓水的水動(dòng)力特征按其化學(xué)特征及水溫高低，重慶市熱礦水可分為兩類(lèi)：中低溫硫酸鹽型熱礦水，中低溫～中溫氯化物型熱礦水 [4]。 </p><p><b>　　2.1.2地表水 </b></p><p>　　根據(jù)參考相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)于水源熱泵主機(jī)而言，對(duì)直接進(jìn)入主機(jī)的主要水

7、質(zhì)要求為： </p><p>　　酸堿度：pH值：6.5～8.5； </p><p>　　硬度：CaO含量小于200mg/l； </p><p>　　腐蝕性：CL-小于100mg/l； </p><p>　　SO42-小于100mg/l[5]； </p><p>　　根據(jù)熱泵水源對(duì)水質(zhì)的要求，對(duì)重慶長(zhǎng)江寸灘斷面、嘉陵江

8、北碚斷面2003～2007年水質(zhì)指標(biāo)：水溫、pH值、氯離子、硫酸根、總硬度、總鐵進(jìn)行分析，指標(biāo)體現(xiàn)河流基本理化屬性，含量比較穩(wěn)定，不同時(shí)期變化幅度不大；同一斷面不同垂線不同測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)參數(shù)之間差別不大。 </p><p>　　通過(guò)對(duì)重慶長(zhǎng)江、嘉陵江的水質(zhì)數(shù)據(jù)分析比較，總體來(lái)說(shuō)，能夠滿足水源熱泵主機(jī)的水質(zhì)要求。 </p><p>　　2.2巖土體物性特征 </p><p&g

9、t;　　2.2.1巖土體物理性質(zhì)參數(shù)分析 </p><p>　　物理性質(zhì)參數(shù)測(cè)試的內(nèi)容包括巖土體的天然含水率、顆粒密度、孔隙率、吸水率等。測(cè)試時(shí)針對(duì)每個(gè)鉆孔，按照一定的深度取出的巖芯樣本（每個(gè)巖芯樣本長(zhǎng)度為0.6m左右）進(jìn)行編號(hào)后送至重慶市巖土工程檢測(cè)中心，然后把將每個(gè)巖芯樣本取3組巖樣分別做一次測(cè)試，記錄每次的測(cè)試結(jié)果，然后將3組巖樣的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行平均值計(jì)算，得到該深度下巖土體物理性質(zhì)參數(shù)的平均值。 </

10、p><p>　　本文根據(jù)取樣巖性分為砂巖、泥巖、灰?guī)r、頁(yè)巖四種類(lèi)型分別進(jìn)行分析比較。 </p><p>　　通過(guò)分別檢測(cè)不同勘探位置砂巖、泥巖、灰?guī)r、頁(yè)巖的取巖樣物理性質(zhì)，比較數(shù)據(jù)可以得出： </p><p>　　1）區(qū)域內(nèi)巖土體的天然含水率大小不一，特別是灰?guī)r其天然含水率整體都比砂巖、泥巖、頁(yè)巖低，大多在0.07―0.7%之間；說(shuō)明重慶地區(qū)不同地點(diǎn)的巖土體的天然含水率

11、不同； </p><p>　　2）區(qū)域內(nèi)各巖性巖土體的顆粒密度基本一致，整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)的巖土體顆粒密度均在2.7 g/cm3左右，說(shuō)明重慶地區(qū)巖土體內(nèi)固體顆粒的分布規(guī)律是一致的； </p><p>　　3）區(qū)域內(nèi)巖土體的孔隙率大小不一，灰?guī)r的孔隙率整體都比砂巖、泥巖、頁(yè)巖低，大多在1.4―3%之間；說(shuō)明重慶地區(qū)不同地點(diǎn)的巖土體的孔隙率不同； </p><p>　　4

12、）區(qū)域內(nèi)巖土體的吸水率大小不一，灰?guī)r的吸水率整體都比砂巖、泥巖、頁(yè)巖低，大多在0.1―0.7%之間；說(shuō)明重慶地區(qū)不同地點(diǎn)的巖土體的吸水率不同； </p><p>　　2.2.2巖土層熱物性 </p><p>　　評(píng)價(jià)淺層地溫能必須對(duì)淺層巖土的熱物性進(jìn)行研究[6]。巖土層的傳熱性能取決于巖土層的熱導(dǎo)率、密度、熱擴(kuò)散系數(shù)和比熱容等。不同巖土層的熱導(dǎo)率、密度、比熱容相差很大。其中，巖土層的導(dǎo)熱系

13、數(shù)是評(píng)價(jià)淺層地溫能的重要指標(biāo)。 </p><p>　　本項(xiàng)目根據(jù)取樣巖性分為砂巖、泥巖、灰?guī)r、頁(yè)巖四種類(lèi)型分別進(jìn)行分析比較。 </p><p>　　通過(guò)分別檢測(cè)不同勘探位置砂巖、泥巖、灰?guī)r、頁(yè)巖的取巖樣熱物理性質(zhì)，比較數(shù)據(jù)可以得出： </p><p>　　1）不同地區(qū)的熱導(dǎo)率相差較大，這是由于不同地區(qū)的巖土層巖性不同造成的。灰?guī)r的熱導(dǎo)率整體來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他巖性，其熱

14、導(dǎo)率在2.4-3.3（W/m?K）間，可以看出，不同巖性的巖土體導(dǎo)熱系數(shù)大小程度如下：泥巖<砂巖<頁(yè)巖<灰?guī)r，地下水滲流作用對(duì)巖土體熱導(dǎo)率的影響較大。 </p><p>　　2）不同巖性的熱擴(kuò)散系數(shù)相差較大；可以看出不同巖性的巖土體熱擴(kuò)散系數(shù)大小程度如下：砂巖<泥巖<頁(yè)巖<灰?guī)r，地下水滲流作用對(duì)巖土體熱擴(kuò)散系數(shù)的影響較大。 </p><p>　　3）不同

15、巖性的比熱相差不大；可以看出不同巖性的巖土體比熱大小程度如下：泥巖<灰?guī)r<頁(yè)巖<砂巖，地下水滲流作用對(duì)巖土體比熱的影響較大。 </p><p>　　2.3 地溫場(chǎng)特征 </p><p>　　建立地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，場(chǎng)地區(qū)域有4.2m左右的雜填土層，地下4.2m至5m是一粉質(zhì)粘土層，5m以下至100m孔底是泥巖和砂巖交替出現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造。地下水位約位于地下7.68m深處。測(cè)試結(jié)果可

16、以判定在檢測(cè)區(qū)域變溫帶范圍大約在地下10m，在變溫帶范圍內(nèi)溫度隨環(huán)境溫度而變化。可以得出10m以后不同深度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度基本恒定，這樣也進(jìn)一步說(shuō)明重慶地區(qū)的變溫帶為0～10m。 </p><p>　　2.4 環(huán)境地質(zhì)特征 </p><p>　　重慶市由于特定的地質(zhì)條件及人類(lèi)工程活動(dòng)的作用和影響，滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失?；诘刭|(zhì)災(zāi)害的形成條件與影響

17、因素將重慶市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分區(qū)，分為好區(qū)（如：廣大紅層丘陵區(qū)）、較好區(qū)（如江津臨峰一線）、較差區(qū)（如：渝北統(tǒng)景）、差區(qū)（如合川三匯）。 </p><p><b>　　3結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　本文通過(guò)野外調(diào)查、勘查孔施工、現(xiàn)場(chǎng)熱響應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析研究，結(jié)果顯示重慶市淺層地溫能開(kāi)發(fā)潛力巨大；本文對(duì)重慶市地區(qū)的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等條件做了一系列詳細(xì)

18、的調(diào)查，得到了大量的數(shù)據(jù)資料，這些資料不僅為本文的研究提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)也為本專(zhuān)業(yè)或其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)提供了基礎(chǔ)性資料參考；本文采用巖礦測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，得到了重慶市的巖土體物理性質(zhì)參數(shù)、熱物理性質(zhì)參數(shù)及地溫梯度等參數(shù)值。這些數(shù)據(jù)都是針對(duì)于重慶地區(qū)的典型地層所做的試驗(yàn)研究結(jié)果，彌補(bǔ)了重慶地區(qū)之前在此方面一直處于空白的資料，故這些資料具有非常重要的參考價(jià)值。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) &

19、lt;/b></p><p>　　[1] 蔣能照，劉道平主編.水源?地源?水環(huán)熱泵空調(diào)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　[2] 馬最良，姚楊，姜益強(qiáng)等編著.熱泵技術(shù)應(yīng)用理論基礎(chǔ)與實(shí)踐[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 </p><p>　　[3]重慶市區(qū)域環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R] </p><p>　　[4]區(qū)域