DZ/T 225-2009 浅层地热能勘查评价规范 DZ/T225-2009 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0225—2009
浅层地热能勘查评价规范
Specification for shallow geothermal energy investigation and evaluation2009-07-29发布
数码防伪
中华人民共和国国土资源部
2009-07-31实施
DZ/T0225—2009
规范性引用文件
术语和定义
区域浅层地热能调查
场地浅层地热能勘查
浅层地热能开发利用评价
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（规范性附录）
附录D（规范性附录）
附录E（资料性附录）
附录F（资料性附录）
附录G（资料性附录）
计算方法
岩土热物性参数
勘查设计编写要求
勘查报告编写要求·
数值模型
大地热流确定方法
地源热泵水质要求
DZ/T0225—2009
本标准的附录A、附录B、附录E、附录F、附录G为资料性附录，附录C、附录D为规范性附录。本标准由国土资源部地质环境司提出。本标准由全国国土资源标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中国地质调查局水文地质环境地质部、北京市地质勘察技术院、中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地科院水文地质环境地质研究所、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质环境监测院，本标准主要起草人：韩再生、冉伟彦、佟红兵、徐光辉、李文伟、刘清晓、于援、李宁波、杨俊伟、杨旭东、刘志明、王贵玲、孙晓明、殷秀兰、林良俊I
DZ/T 0225—2009
浅层地热能是地热资源的组成部分。为规范浅层地热能的勘查与评价，合理利用和科学管理浅层地热能资源，特制定本标准。
标准编制中总结了当前浅层地热能勘查评价和开发利用的实践经验，吸收了国内外行之有效的技术和方法。在广泛听取了各方面的意见和建议的基础上，经过反复讨论、修改与完善，编制完成了本标准。
1范围
浅层地热能勘查评价规范
DZ/T0225—2009
本标准规定了浅层地热能勘查评价的任务、基本内容、区域浅层地热能调查和场地浅层地热能勘查方法、浅层地热能开发利用评价、勘查资料整理和报告编写等基本内容本标准给出了浅层地热能勘查设计书编制、工作布置、浅层地热能计算、报告编写、审批以及浅层地热能利用和管理的依据。
本标准适用于区域浅层地热能调查和场地浅层地热能勘查。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB3838地表水环境质量标准
GB11615地热资源地质勘查规范
GB/T14848地下水质量标准
GB50021—2001岩土工程勘察规范GB50027—2001供水水文地质勘察规范GB/T50123-1999土工试验方法标准GB50366—2005地源热泵系统工程技术规范3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
浅层地热能
shallowgeothermal energy
蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能。注：是指通过地源热泵换热技术利用的蕴藏在地表以下200m以内，温度低于25℃的热能。3.2
shallowgeothermalcapacity
浅层地热容量
在浅层岩土体、地下水和地表水中储藏的单位温差热量。3.3
浅层地热换热功率heatexchangerpower从浅层岩土体、地下水和地表水中单位时间内交换的热量。3.4
地下水循环利用量recyclegroundwatercirculation从含水层中抽取利用后，完全回灌到原含水层中的地下水量。3.5
constant temperature layer
恒温带
地面以下温度常年保持不变的地带。在自然状态下，该层热能受太阳能和大地热流的综合作用，地球内热形成的增温带与上层变温带影响达到平衡，该层温度与当地年平均气温大致相当。1
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地源热泵系统ground-sourceheatpumpsystem以岩土体、地下水和地表水为低温热源，由水源热泵机组、浅层地热能换热系统、建筑物内系统组成的空调系统。
地埋管换热系统pipeheatexchangersystem传热介质(通常为水或者是加入防冻剂的水)通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。3.8
地下水换热系统groundwaterheatexchangersystem通过地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。3.9
地表水换热系统
surfacewaterheatexchangersystem通过地表水进行热交换的地热能交换系统，分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统。3.10
回灌试验reinjectiontest
向井中连续注水，并记录水位、水量的变化来测定含水层渗透性和水文地质参数的试验。3.11
现场热响应试验in-situthermalconductivitytest；in-situheattransferexperiments利用地埋管换热系统采用人工冷（热）源向岩土体中连续加热（冷）并记录传热介质的温度变化和循环量来测定岩土体热传导性能的试验。3.12
热物性测试thermophysicalpropertiestest采用人工或天然热源对岩土体样品的热物理参数进行的测试。3.13
大地热流值groundheatfluxbzxZ.net
大地热流是地球内热以传导方式传输至地表的热量，在单位时间内通过单位面积的大地热流为大地热流值。
容积法volumetricassessmentmethod根据地质体的体积进行热容量计算的方法。3.15
热均衡评价geothermalbalancedevaluation对在一定时间内浅层岩土体、地下水和地表水中的热能补给量、热能排泄量和储存热量进行的均衡评价。
4总则
4.1浅层地热能勘查是对地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中蕴藏的热能进行的地质勘查。本规范是对GB11615的必要补充。4.2浅层地热能评价的目的是为合理开发、可持续利用浅层地热能提供地质资料，减少开发风险，取得最大的社会、经济和环境效益。4.3浅层地热能勘查的主要任务是采用综合勘查方法，查明浅层地热能地质条件，确定可开发利用的地区及合理利用量，进行浅层地热能开发利用的环境影响预测、经济成本评估，提出可持续开发利用的方案建议。
4.4浅层地热能勘查分为区域浅层地热能调查和场地浅层地热能勘查两类。5区域浅层地热能调查
5.1通则
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5.1.1区域浅层地热能调查的目的是为浅层地热能开发利用规划和布局提供依据，主要任务是查明开发利用规划区域浅层地热能条件、分布规律，进行适宜性分区和区域浅层地热能评价，为地源热泵工程进行预可行性评价。
5.1.2区域浅层地热能调查应在充分收集区域地质、水文地质资料的基础上进行，根据实际需要补充适当的地质、水文地质野外调查，在调查区布置钻探、取样测试，开展地温测量、现场热响应试验、抽水试验、回灌试验等专项调查和试验工作。5.1.3区域浅层地热能调查设计应在充分论证的基础上编写。设计的主要内容应包括：目的、任务、区域地质研究程度、浅层地热能开发利用现状及存在的主要问题、技术路线、工作布置、实施方案、预期成果、经费预算等。
5.1.4区域浅层地热能评价内容应包括，划分换热方式适宜区；分区计算换热功率、浅层地热容量；论证采暖期取热量和制冷期排热量的保证程度，进行浅层地热能热均衡评价，并进行浅层地热能开发利用环境影响预测。
5.2地质调查
5.2.1收集水文、气象、地质、水文地质、地热地质资料及浅层地热能开发利用成果，并进行分析、整理。5.2.2地质、水文地质调查应根据孔隙型、裂隙型和岩溶型含水层的特征确定具体调查内容，调查精度应达到1：2000001：50000的比例尺要求。5.2.3调查深度宜控制在地表以下200m深度内。调查内容应包括：岩土层岩性结构、含水层分布及埋藏条件，地下水水位、水温、水质及动态变化，岩土体的热物理性质参数（热导率和比热容)及岩土体的物理性质参数(孔隙率、含水率、密度），地温场自然分布特征及热响应规律。5.3适宜性分区
5.3.1根据区域地质条件、换热方式及建设成本，进行适宜性分区，宜分为：适宜区、较适宜区和不适宜区。
5.3.2对于地埋管换热方式，浅层地热能适宜性分区主要考虑岩土体特性、地下水的分布和渗流情况、地下空间利用等因素。竖直地埋管换热系统适宜性分区主要指标见表1。表1（竖直)地埋管换热适宜性分区分区指标（地表以下200m范围内）分区
适宜区
较适宜区
不适宜区
第四系厚度/
<30或50～100
卵石层总厚度/
含水层总厚度/
综合评判标准
三项指标均应满足
不符合适宜区和不适宜区分
区条件
至少二项指标应符合
5.3.3对于地下水换热方式，浅层地热能适宜性分区主要考虑含水层岩性、分布、埋深、厚度、富水性、渗透性，地下水温、水质、水位动态变化，水源地保护、地质灾害等因素。主要指标见表2。3
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适宜区
较适宜区
不适宜区
单位涌水量/
[m/(d.m)]
300~500
表2地下水换热方式适宜性分区
单项指标
单位回灌量
单位涌水量
50%~80%
地下水位
年下降量/
特殊地区
重要水源地
保护区、地面沉
降严重区
综合评判标准
三项指标均符合
除适宜区和不适宜区以
外的其他地区
任一项指标符合
5.3.4地表水换热方式适宜性分区主要考虑的因素如下：水温、水质、流量、水位及其动态变化、湖泊和水库的容积、深度、面积及其动态变化，地表水目前的用途和水源保护要求。5.4勘查孔取样、测试及现场热响应试验5.4.1取样、测试及现场热响应试验应在地埋管换热适宜区和较适宜区内进行，目的是通过野外和室内热物性测试查明岩土体的热物理参数。5.4.2
每100km2调查区应不少于3个勘查孔，每个勘查孔分别进行现场采样及热响应试验。查孔取样及测试要求：
岩土层单层厚度大于1m的，每层应取代表性的原状土样(砂、砾石层除外）。勘查孔施工按GB50021—2001中8.2的规定执行。b)
岩土试样测试分析按GB/T50123--1999的规定执行。5.4.4
现场热响应试验要求：
在已钻好的勘查孔中埋设换热管并按设计要求回填。现场热响应试验应在测试埋管安装完毕a）
至少48h后进行；
现场热响应试验时，应进行两次不同负荷的试验。当测试孔深度在80m100m时，大负荷宜采用6kW~10kW，小负荷宜采用3kW~5kW；c）
现场热响应试验首先做无负荷的循环测试，获取地层初始平均温度。温度稳定（变化幅度小于0.5℃)后，观测时间不少于24h；在获取初始平均温度后，开始对回路中的传热介质加热(冷)负荷。测试过程中热(冷)负荷和d)
流量应基本保持恒定（波动范围在士5%以内），管内传热介质流速不应低于0.2m/s，实时记录回路中传热介质的流量和进出口温度。温度稳定（变化幅度小于1℃)后，观测时间不少于24h;
每次加热（冷）负荷停止后，应继续观测回路的进出口温度，至温度稳定（变化幅度小于0.5℃）e）
为止，观测时间不少于12h；
应对现场测试资料进行综合分析，剔除因试验条件如气温等变化造成的异常数据；可在勘查孔周围布置地温观测孔，根据测试数据计算地埋管换热孔合理间距；g）
h）现场热响应试验的仪器设备应定期(每年不少于一次)进行检验和标定。5.5抽水及回灌试验
5.5.1抽水及回灌试验的目的是确定一定区域内地下水循环利用量和抽水井、回灌井的数量和布局。5.5.2抽水回灌试验应在地下水换热适宜区和较适宜区内进行，每100km2应不少于3处。试验井的位置应具有代表性，试验并可为条件适宜的水井、已建或新建的换热并，不具备上述条件的应专门施工勘查井。
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5.5.3抽水试验按GB50027一2001第6章的要求。根据抽水试验数据，分析确定合理的抽水量和井间距。
5.5.4回灌试验应符合以下要求：回灌试验宜采用定流量试验方法。试验前应测量静水位，试验时连续测量动水位，试验停止a)
后，测量恢复水位直到初始状态。水位的观测在同一试验中应采用同一方法和工具，测量精度应读数到厘米。回灌量的测量，采用水表计量时，应读数到0.1m；用堰箱测量时，水面高度应读数到毫来；
回灌试验时，回灌井水位的稳定时间应不小于24h，在稳定期间内，扣除试验前水位日变幅值后的水位波动范围应在士10cm以内；c）
回灌水水质应不低于回灌含水层地下水的水质，含砂量不大于1/20000（体积比）；d)
回灌试验结束后，应对并内沉淀物进行处理；e)
根据抽水和回灌试验数据，确定灌采比（在抽水水位下降值和回灌水位上升值相同时的回灌水量和抽水水量的比值)以及分析回灌井影响半径。5.6区域浅层地热能评价
5.6.1区域浅层地热能评价的内容包括计算换热功率、浅层地热容量，采暖期取热量和制冷期排热量及其保证程度评价。
5.6.2计算面积应结合当地的土地利用规划确定，并扣除不宜建设浅层地热能换热系统的面积。5.6.3用体积法计算浅层地热容量，计算深度可根据当地浅层地热能利用深度确定，宜为地表以下200m深度以内。在计算浅层地热容量的基础上，可根据当地可利用温差，计算可利用的储藏热量。计算参数可参照附录B。
5.6.4应在适宜性分区的基础上计算浅层地热能换热功率，计算方法参照附录A和附录B。5.6.5计算地埋管换热适宜区和较适宜区的换热功率，在有地源热泵工程的地区可采取实际工程的平均换热功率，在没有地源热泵工程的地区可采用现场热响应试验取得的单孔换热功率，并确定可开发利用浅层地热能的面积，计算区域换热功率。5.6.6计算地下水换热适宜区和较适宜区的换热功率，在有地源热泵工程的地区，可采用实际工程的换热功率；在没有地源热泵工程的地区，可采用抽水和回灌试验取得的水量和合理井距，确定满足技术、经济和环境约束的区域地下水循环利用量，计算区域换热功率。5.6.7计算地表水的换热功率，宜用水量折算法计算区域换热功率。河流的水循环利用量应根据长系列监测数据确定，应小于枯水年枯水季最小流量。湖泊、水库等地表水体水循环利用量应根据其深度、面积确定。
5.6.8当具有可靠的浅层地热能评价成果的条件下，在浅层地热地质条件类似地区可采用比拟法估算换热功率和浅层地热容量。
5.6.9根据区域浅层地热换热功率、采暖期和制冷期，确定采暖期取热量和制冷期排热量，并可根据当地单位面积平均热负荷，估算供暖和制冷面积。5.6.10应进行区域浅层地热能均衡评价，论证取热量和排热量的保证程度。可分别计算大地热流（大地热流的确定方法参照附录F)、太阳能、周边热交换等热补给和热排泄量，并与采暖期取热量、制冷期排热量以及区域储藏热量的变化量进行一年或多年期动态平衡论证。6场地浅层地热能勘查
6.1通则
6.1.1场地浅层地热能勘查的目的是查明工程场地浅层地热能条件，进行场地浅层地热能评价、浅层地热能开发利用评价，为地源热泵工程项目可行性研究及设计提供基础依据。6.1.2勘查前应收集建设场地及其周边一定范围内的地质、水文地质资料、已建地源热泵工程勘查和5
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运行情况等资料，选择适宜的浅层地热能换热方式，确定相应的勘查方法。6.1.3勘查范围为地源热泵工程换热系统工程建设场地。勘查技术方法包括物探、钻探、测试、试验等。
场地浅层地热能评价的内容为：计算换热功率、浅层地热容量、采暖期取热量和制冷期排热量，6.1.4
进行地下热均衡评价，论证采暖期取热量和制冷期排热量的保证程度，宜对开采利用情况下地下温度场的变化和储藏热量的变化量进行预测评价。计算评价方法参照附录A和附录E。6.1.5场地浅层地热能开发利用评价包括环境影响预测和经济成本评估，并提出开发利用方案。6.2地埋管换热方式浅层地热能勘查6.2.1主要内容：
查明岩土层岩性结构、地下水位、地温场分布特征；通过勘查孔取样、测试分析获得勘查场地岩土体的天然含水率、孔隙率、颗粒结构、密度、导热b)
系数、比热容等；
c）勘查孔应进行现场热响应试验，取得换热孔的有效传热系数、岩土体平均导热系数、地层初始温度等参数，计算确定换热孔的合理间距；进行地埋管换热系统场地浅层地热能评价，提出合理的开发利用方案。d)
勘查要求：
a）水平地埋管换热系统工程，工程场地勘查采用槽探或钎探进行。探槽位置和长度应根据场地形状确定，探槽的深度宜超过预计的埋管深度1m。竖直地埋管换热系统工程，工程场地勘查采用钻探进行，勘查孔深度宜比预计的埋管深度深5m；b）
勘查工作量的布置，按表3确定。表3探槽和勘查孔工作量
埋管方式
工程热负荷q/
q≥25
250≤g<1000
1000≤g<2000
q≥2000
注：工程热负荷取冷、热负荷中较大者。6.2.3勘查孔施工、取样及测试应符合5.4.3要求。6.2.4现场热响应试验应符合5.4.4要求。6.3地下水换热方式浅层地热能勘查主要内容：
探槽、勘查孔数量/
1(探槽）
≥2(探槽）
1(孔）
1～~2(孔）
2～3(孔）
≥3(孔)
查明工程场地范围内地层岩性结构、含水层类型及埋藏条件、地下水位等；a）
勘查井应进行抽水和回灌试验。通过抽水试验获得单井出水量及相应的降深，水温，通过回b)
灌试验获得单井回灌量及相应的水位上升值；在勘查井中取样分析地下水水质，进行地球物理测井；c）
根据技术、经济和地质环境保护的要求确定合理的地下水循环利用量和地下水抽、灌井距；进行地下水换热系统场地浅层地热能评价，提出合理的开发利用方案。6.3.2勘查要求：
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当工程场地及其附近已有较详细的水文地质勘查资料时，可根据实际情况适当减少勘查工作量；
勘查井的布置应根据场地情况确定，工作量按表4确定；表4勘查井工作量
工程热负荷q/
5002000
9≥2000
注：工程热负荷取冷、热负荷中较大者勘查井数量/
勘查井的深度，应根据含水层或含水构造带埋藏条件确定，一般宜小于200m，当有多个含水层组且无水质分析资料时，应进行分层勘查，取得各层水化学资料；勘查井施工应符合GB50027—2001第5章要求；d)
抽水试验应符合GB50027—2001第6章要求；e
回灌试验应符合5.5.4要求。
6.4地表水换热方式浅层地热能勘查6.4.1
主要内容：
查明地表水水源性质、利用现状、深度、面积及其分布；查明地表水水温、流量及动态变化；查明地表水悬浮物、无机物、有机物、微生物及衍生物的含量；d)
开式系统利用方式需进行过滤系统、换热系统、自清洗系统试验，闭式系统利用方式需进行水下换热器的热响应试验。相似水源条件工程可采用类比法；确定地表水取水和回水适宜地点及路线；确定地表水循环利用量；e)
进行地表水换热系统场地浅层地热能评价，提出合理的开发利用方案。6.4.2
勘查要求：
应进行水量、水位、水温和水质动态监测工作，观测资料时间应不少于1个水文年；试验测试工作应在采暖期或制冷期的最不利的水源条件下进行；河流的水循环利用量应根据长系列监测数据所做的水文分析成果确定；湖泊、水库等地表水体水循环利用量应根据其深度、面积确定，应不影响生态环境；确定水源保证措施。
6.5勘查设计和报告编写要求
勘查设计编写要求
编写设计前应进行现场踏勘，设计编写提纲及要求应按附录C执行。6.5.2勘查报告编写要求
勘查工作完成后，应编写勘查报告，报告编写提纲及要求应按附录D执行。浅层地热能开发利用评价
7.1通则
浅层地热能开发利用评价内容包括：环境影响预测、经济成本评估和开发利用方案制定。7.1.2环境影响预测的任务是评价和预测浅层地热能开发可能带来的生态环境效应和环境地质问题。7.1.3经济成本评估的任务是论证浅层地热能不同开发方式的建设、运行成本及经济性。7
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