吉林省煤田地质局一〇二勘探队吉林省梅河口市135000
提要：为了保证浅层地热能的合理开发，必须进行勘查评价。区域浅层地热能调查查明区域浅层地热能资源数量、质量以及分布规律，进行开发利用区划，为浅层地热能可持续利用提供依据。
关键词：浅层地热能；地源热泵；勘查；评价
1.概述
地热能是地球内部产生的储存在地表以下的热量。浅层地热能是指地表以下一定深度范围内，温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地热能。浅层地热能是地热资源的一部分。浅层地热能是赋存在地球的表层岩土体中的低温地热资源。浅层地热能资源丰富，分布广泛，温度稳定，开发技术臻于成熟，目前已经广泛应用于供暖和空调制冷，是一种很好的替代能源和清洁能源。近10年以来，浅层地热能利用技术逐步得到推广，日益受到人们的重视，成为目前地热能利用新的增长点。其分布普遍、埋藏浅、可持续利用，并且可以作为化石能源的替代资源，减少温室气体。中国广大平原松散地层分布区，或具备地下换热条件的基岩出露区，都具有开发利用浅层地热能的条件。
开发利用浅层地热能必须以地质勘查评价为基础。对于土壤源换热系统，需要掌握一定区域内地热承载力、地温场特征、岩土体热传导系数等参数，土壤源换热系统的设计要根据浅层地热资源所赋存的地热地质条件而定。地下水换热系统需要有丰富和稳定的地下水源作为保证，水文地质条件必须适合于同层回灌。在建设地下水换热系统时，需要避免不同含水层之间的水质污染、热污染问题的发生。建设地下水换热系统的地下水井应避开地下水水源地保护区和地下水严重污染的区域。目前，在建设浅层地热能利用系统前大多数没有开展地热能资源勘查和环境影响评价，从而造成能源利用效率不高，部分浅层地热能利用系统工程出现了明显的环境安全隐患。
浅层地热能勘查评价的目的是为利用与保护浅层地热资源，提供资源/储量及其所必须的地质资料，减少开发风险，取得浅层地热资源开发利用最大的社会经济效益和环境效益，并保持资源的可持续利用。浅层地热能勘查的主要任务是采用综合勘查方法技术查明地热地质背景及浅层地热条件，确定可开发的地区及合理开发量，对浅层地热能综合利用进行评价，提出可持续开发利用的建议，并预测开发利用产生的环境影响。
2.浅层地热能勘查
浅层地热能勘查包括区域浅层地热能调查和场地浅层地热能勘查两类，区域浅层地热能调查主要是利用现有的水文及工程等地质资料和地热相关调查，对区域内含水层结构、厚度、埋藏、岩土体热物理参数、地温、回灌能力、渗透参数等进行确定，必要时要进行仿真实验，其目的是全面掌握区域范围内浅层地热能存储数量、分布规律及地热能自身质量，在此基础上制定与之相匹配的开发利用规划，从而实现可持续利用和管理，值得注意的是，在调查的过程中调查精度应在1：200000~1：50000比例尺之间，而且每一百平方公里的调查范围，至少应设置6个勘察孔分别进行实验，以此保证调查结果的全面性和准确性。
3.浅层地热能资源计算评价
浅层地热能资源评价包括地热能资源量评价和地下水质量评价两部分。浅层地热能资源评价应计算浅层地热能可利用量和储存量。区域浅层地热能评价的深度范围为：在恒温带以下至200m埋深以内。地源热泵工程浅层地热能评价的深度根据工程的需求而定。浅层地热能资源一般利用温差在5～15℃，地下水利用后的温度应在0℃以上。在中国不同地区，可利用温差也不相同。推荐采用值为：东北地区可用5～6℃，华北地区可用7～8℃，华东地区可用8～9℃，华南地区可用10～12℃。
区域浅层地热能资源评价应在完整的地热系统分析研究的基础上，以地热地质单元为基本计算单元进行。研究热（或水热）的补给、运移和排泄规律，研究地热能成因、热传导方式以及地温场特征，建立地热能形成的概念模型和数学模型。计算模型应符合实际，所选择的计算方法和计算参数合理且符合各勘查阶段的要求，模型的建立和计算方法的采用，应随着勘查程度的提高进行修正和更新。随着勘查程度的提高，可利用数值法建立浅层地热能的管理模型，提出浅层地热能的可持续开发利用方案和管理措施。区域地热能资源量评价采用热流量法。
4.浅层地热能利用环境评价分析
浅层地热能虽属于清洁能源．但在勘查过程中要对系统建设运行对环境的影响进行全面的评价．并针对评价结果对存在环境破坏的因素进行改善或预防，使工程建设选址、设计及管理具有科学性，使浅层地热能开发不以牺牲环境为代价．现阶段环境评价主要从工程对大气、地下水循环、地表环境、浅层地温场等方面进行，在全面收集整理区域内相关历史资料的基础上建立与之相匹配的环境影响评价指标体系．并根据浅层地热能调查结果和场地浅层地热能勘查工程规模对其可能造成的环境破坏进行预测．在施工的过程中分阶段通过采集样本对环境状况进行综合评价．并针对环境的变化及时调整预测模型，使浅层地热能勘察对环境的影响评价在动态中持续进行，由于环境因素较复杂．所以在针对环境影响进行评价的过程中要针对不同的方面进行系统的评价．例如大气影响就要考虑工程勘察过程中可能发生的二氧化碳、二氧化硫等有害气体及粉尘的排放；地质环境影响要考虑地表沉降、岩溶崩塌等地质问题等，由此可见环境评价是一项复杂系统的工作，其将人类的资源收益与环境保护精密结合．经大量实践证明大地热流57MW／m是目前浅层地热能开发对环境不构成严重破坏的基本标准．所以在勘察时应尽可能保证在大107于此数值的区域内进行l引。
5.浅层地热能利用经济评价
在地源热泵工程浅层地热能勘查中应进行经济评价。内容包括：投资估算、运行费用估算、收益估算和效益评估。
地源热泵工程包括机房设备系统、室外换热系统和室内空调末端系统3部分组成。其中：机房设备系统包括地源热泵机组、电器自动控制装置、循环泵组、全自动定压仪、软化水与补水系统装置和机房附属设备、管线、阀门等及安装。室外换热系统包括钻孔、换热管安装和换热地到机房地面联络管线等及安装。室内空调末端系统包括室内管道、风道、风机盘管等及安装。投资主要包括土建工程费用、泵房设备费、钻孔费用、前期论证费（设计费、监理费等）等。
运行费用估算要计算维持系统正常运行所需的各项费用。实际运行费=（消耗电量×单位电费）+其他实际费用。消耗电量包括循环泵耗电量、水源泵耗电量、补水泵耗电量、潜水泵耗电量等。其他费用包括：维修费、大修费、人工费、管理费等。收入计算根据建筑面积计算出供暖与供冷面积。采暖费和供冷费按当地取费标准计算，计算出每年应收取的总采暖费用和总供冷费用。
效益评估根据工程项目初投资和运行费用，采用现金流量表法计算出静态和动态投资回收期。同时，还应计算出投资项目的财务内部收益率、财务净现值与净现值率等经济性参数。全面评估工程项目的投资收益。效益对比根据当地油、气、煤等价格，分别估算燃气锅炉供暖、燃煤锅炉供暖和燃油锅炉供暖的初投资和年运行成本，并与浅层地热能利用地源热泵工程供暖与供冷的总成本进行效益对比。
参考文献：
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[2]孙君超，黄峙，胡平放，雷飞，朱娜，邬田华.郑州市某浅层地热能勘查项目岩土热物性测试分析[J].建筑节能，2014，02（05）：28~32.
作者简介：
姜再富，性别：男（1963.06-），汉；籍贯：江苏赣榆，文化程度：大专/MBA；入党时间：1987.10；参加工作时间：1982.08；现工作单位及党内外职务：吉林省煤田地质局一〇二勘探队，总工程师；技术职称：正高级工程师。