城乡融合与地上地下空间协同探测评价的理论与方法——以关中平原城市地质调查评价为例

城乡融合、地上与地下空间协同探测、评价、规划是节约集约利用空间与自然资源，增强城市韧性，促进人与自然和谐共生现代化建设的重要途径。针对中国新型城镇化与乡村振兴协同发展面临着“多规合一”的国土空间规划、地上与地下空间协调集约利用等新的重大科技问题，以关中平原城市群为研究对象，基于地球系统科学和地球关键带理论，汲取系统论、协同论、信息论等理论，提出了城乡融合、地上与地下空间协同探测、综合评价、统筹规划的新时期城市地质理论，以及城市强干扰环境下地下空间精细化探测和建模关键技术、基于地下水位控制的地上与地下空间风险防控技术、“取热不取水”的地下空间地热能绿色开发新技术，并在多个城市得到成功应用。     

浅层地震反射方法在工程物探中的应用

通过设计合理的观测系统和数据处理流程来获取可靠的地震数据，经数据处理后的地震剖面具有更明显的地球物理和地质特征。利用浅层反射波方法获得的反射地震剖面，成功地揭示原成都理工学院主楼所在场地的浅层地下结构，就是浅层地震反射法勘探应用的一个成果。     

地下水源热泵系统热平衡预测三维数值模拟

为了准确模拟预测地下水源热泵系统运行期间的地下水渗流场与温度场的变化规律,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的冷热贯通现象与堆积问题,科学合理地设计地下水源热泵系统。以江苏南通益兴集团地下水源热泵示范工程为例,建立了地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合地下水源热泵系统的设计运行方案,预测分析了未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势。结果表明,该工程按设计方案运行,整个区域地下水温度逐渐升高,出现热堆积问题。采用春秋季与冬季多加热生活用水增加制热负荷量的方法,可有效缓解热堆积问题。     

竖直埋管地源热泵技术

竖直埋管地源热泵技术的重点和核心是地下埋管换热器。地下埋管换热器的设计包括：换热器形式和回路形式的选择，地下换热器尺寸设计，水平间距及热短路，管材的选用和换热能力等。地下埋管换热器的施工主要包括：钻孔，下管，注浆、回填和换热器的安装。     

地上地下工程建设地质环境适宜性一体化评价——以连云港城市规划区为例

工程建设地质环境适宜性评价是国土空间规划编制的基础。以江苏连云港城市规划区为例,探索地上地下工程建设适宜性一体化评价指标体系和方法。一体化评价是一个空间综合决策问题,涉及多个层次多种因素。借鉴经济领域的负面清单模式,基于自然因素的负面清单建立一体化评价指标体系。一体化评价地上和地下评价指标差异性较为明显,地上评价考虑地形坡度、地基承载力、桩基埋深等11因素,而地下空间评价则不考虑地形坡度、桩基埋深等因素。基于层次分析法与熵权系数法的综合评价方法来确定评价指标的权重,采用GIS平台采用多目标线性加权函数模型进行了工程建设一体化分区评价。评价结果显示：工程建设适宜性好区和较好区分布广泛,占比73.94%～93.22%。随着竖向深度增加,地下空间开发地质适宜性好的区域面积显著增加。地上空间适宜性主要受软土、腐蚀性土及地质灾害影响。浅层(0～15 m)地下空间开发地质适宜性主要受浅埋厚层软土的影响,地下空间开发面临软土变形的风险。次浅层(15～30 m)与次深层(30～50 m)地下空间开发地质适宜性主要受砂层涌水量和岩土结合面的影响。从评价结果看,地下空间工程建设适宜性优于地上,建议地下空间...     

中国西北内陆干旱盆地地下水形成演化模式及其意义

随着系统理论分析方法的引入和同位素、遥感、计算机技术和先进物探手段等的应用,内陆干旱区的地下水勘查与研究得到迅速发展。本文以作者在中国西北地区近十几年的地下水勘查与研究成果为主要基础,将内陆干旱盆地平原区地下水划分为四级地下水流系统,即山前局部地下水流系统（Ｉ）、区域地下水流系统（Ⅱ）、滞流地下水流系统（Ⅲ）和细土平原区易变的局部地下水流系统（Ⅳ）。盆地地下水的形成演化和盐分迁移主要发生在Ｉ、Ⅱ和     

复杂环境条件下深基坑综合支护措施的应用

北京某交易中心一期基坑工程属大型深基坑工程，各种地下管线和地上建(构)筑物复杂，介绍了针对其复杂环境条件的综合支护措施的设计思路与实际应用效果。     

红碱淖—沟岔地区地下水流系统研究

本文根据对红碱淖－沟岔地区地下水形成的背景条件、水化学特征、环境同位素组成的分析和剖面地下水势的计算，把研究区划分为２个区域地下水流系统和３个局部地下水流系统，对不同等级地下水流系统的边界、系统的循环作了详细探讨，深刻揭示了这种复合地形区、均质含水介质中地下水流的循环模式。     

中国北方地下水系统划分方案研究

地下水系统是水文地质学的研究热点之一。学术界对“地下水系统”的概念尚没有明确和统一的认识,不同学者对“地下水系统”的理解各有侧重,划分依据与标准不一,划分结果各异,故在应用上常造成混乱。文中基于地下水流系统的概念,归纳了地下水系统划分的原则和依据,认为地下水系统划分应以自然状态不同级别的地下水流系统为首要依据,以含水层系统为判断水力联系和流动系统内部结构的重要基础,提出了一套划分中国北方地下水系统的方案,将其划分为4个地下水系统区块、10个一级地下水系统和56个二级地下水系统。地下水系统区块主要依据特大区域尺度上具有相似地下水循环特征且在地域上毗邻的盆地（流域）的组合体划分：一级地下水系统主要依据盆地（流域）尺度的区域地下水流系统和区域地下水流向划分;二级地下水系统主要依据区域水流系统的分区特征（受次级盆地或次级流域控制）划分。这一方案为中国北方区域地下水资源评价、地下水资源管理、地下水与环境等相关问题的研究提供地下水系统的框架基础。     

呼和浩特盆地地下水流系统变异机制及其资源效应

几十年的高强度开采致使呼和浩特盆地地下水流系统发生了很大变化。在对含水系统结构特征分析的基础上,结合地下水流场及水位动态特征,对地下水流系统演化模式进行了分析总结,基本可归纳为3个演化阶段,地下水人工开采及沟谷水利工程的修建是地下流系统变异的主要驱动因子。采用均衡法对现状条件下地下水均衡情况进行了定量计算,通过与历史时期均衡情况对比分析,发现在不同水流系统演化阶段,各含水层地下水补排量差异较大,从而导致地下水资源量发生变化,与历史时期相比,潜水含水层资源量明显减小,承压含水层资源量有所增加,但总资源量一定程度减小,地下流系统变异的资源效应明显。     

地源热泵系统技术规程关键技术问题探讨

根据当前我国大力倡导节能减排、各地积极开发利用浅层地热能资源的背景形势,结合对各地编制的地源热泵系统技术规程的系统分析,从确保热泵系统长期安全、可靠、低能耗运行,实现对浅层地热能可持续开发利用的角度出发,探讨了地源热泵系统技术规程中易受忽视的如干关键问题。     

地埋管热泵换热系统热影响半径分析

地埋管热泵换热系统是一种在开发利用浅层地热能过程中应用非常广泛的热交换系统。本文依托山东省国土资源厅实施的聊城市浅层地温能调查评价项目,对聊城市某小区内的地埋管热泵换热系统安装温度自动采集监测装置,2016年采集一个完整制冷期的地温变化数据,通过监测地埋管热泵系统换热孔和周边一定距离内监测孔内温度变化,绘制换热孔和监测孔一定时间范围内温度随时间和距离的关系变化曲线,分析换热孔在吸收热量后温度通过土壤介质的传播速率和最大影响半径,从而为实际地埋管热泵换热系统工程设计提供了依据。     

上海地源热泵系统对地质环境的热影响分析

根据地源热泵工程试验场两年监测数据,分析了地下换热区地温场分布特征以及地源热泵系统短期运行对地质环境的热影响效应。换热区地温场分布主要受气温、建筑冷热负荷、原始地温、岩土导热系数、与换热孔距离等因素影响。在吸排热比基本平衡的条件下,地源热泵系统对地质环境的热影响较小。选择合理的埋管间距,充分利用地源热泵的热回收功能,采用冷却塔—地埋管、地表水—地埋管等复合系统,有助于消除吸排热比不平衡现象。     

城市地区浅层地温能评价方法探讨

随着地源热泵技术的成熟,我国城市地区浅层地温能利用正在快速发展,为了保证浅层地温能的有效开发和可持续利用,应对浅层地温能资源进行评价。浅层地温能资源包括浅层地温能可利用量和储存量。浅层地温能利用环境评价和经济评价是资源评价中的必要内容。资源计算成果为城市区域浅层地温能开发利用规划和地源热泵工程提供依据。     

关中盆地浅层地热能赋存规律及资源量估算

通过野外地质调查及室内综合研究,分析了关中盆地浅层地热能的开发利用情况、赋存特征和形成模式,并对资源量进行了估算,总结了盆地不同地貌单元、不同岩性的岩土体热物性参数特征,计算了区域恒温带深度和浅层大地热流值。关中盆地地热能的形成模式主要为热传导型和热对流型: 热传导型地热资源主要分布于西安凹陷、固市凹陷等完整地质块体内; 热对流型地热资源主要分布于深大断裂直接沟通地表的区域以及断裂带周边区域。采用层次分析法对关中盆地浅层地热能进行适宜性分区,认为关中盆地整体属于地埋管地源热泵系统适宜区或较适宜区,地下水地源热泵系统适宜区和较适宜区主要分布在盆地中部漫滩区和阶地区。利用热储法,计算关中盆地浅层地热能热容量为1.38×10¹⁶ kJ/℃,浅层地热能储量巨大,开发利用前景优良。     

吉林市城区地下水源热泵浅层地热能开发利用前景分析

地下水源热泵浅层地热能是指地下水在抽水-回灌过程中,利用水源热泵提取水中的热能,或用于空调制冷产生的能量转换。地下水源热泵地热能是浅层地热能的一种主要类型。地下水源热泵浅层地热能是一种可循环利用、环保的新型能源,逐渐为人们认识,具有广泛的开发前景。本文简要介绍吉林市城区地下水源热泵浅层地热能条件,开发利用前景分析。     

地埋管地源热泵技术在贵州岩溶地区的应用研究

地埋管热泵技术是采集地表以下200 m深度内的浅层地热能进行供热制冷的新型能源利用技术,而该技术在贵州碳酸盐岩分布区的应用和推广之所以受到制约,其主要原因是岩溶地层中建造垂直换热孔的难度大、成本较高。通过贵州省有色科技大楼附楼采用垂直地埋管式与基础桩螺旋盘管式有效组合的换热系统,在岩溶一般至中等发育的碳酸盐岩地层中开发利用浅层地热能的成功经验的介绍,为地埋管热泵技术在贵州岩溶地区的应用和推广提供参考。     

风冷热泵与水源热泵系统在小型建筑中的经效对比分析——以成都某项目七号楼为例

浅层地温能作为一种可再生环保能源越来越受到广泛重视,现在主要推广在较大规模的建设示范项目中。本文结合成都某办公楼空调方案,对风冷热泵与水源热泵系统优缺点及经济效益进行对比,得出水源热泵系统在小规模建设项目中同样具有可观的经济与社会效益。     

山东省鲁北地区浅层地热能资源评价

鲁北地区于2001年已陆续开始应用热泵技术开发浅层地热能,但区内的浅层地热能资源评价工作却严重滞后,制约了区内浅层地热能资源的开发和合理利用。为促进鲁北地区浅层地热能的开发利用,省政府拿出专项资金,开展了鲁北地区浅层地热能的资源评价工作,前期在调查区域内开发利用现状和摸清地质条件的基础上,采用层次分析法,分别对地下水换热方式和地埋管换热方式进行了开发利用适宜性分区,采用热储体积法对该区的浅层地热容量进行了计算,得出鲁北地区浅层地热容量为29．386×10^15 kJ/℃;并根据适宜性分区结果,分别对地下水式和地埋管式地源热泵适宜区、较适宜区可利用换热量也进行了计算,得出地下水式地源热泵200 m以浅可利用换热量为0．8489×10^10kW·h,地埋管式地源热泵200m以浅可利用换热量为6．5261×10^12kW·h。     

天津地区地源热泵系统应用中的若干问题

介绍了地源热泵的优势,分析了地源热泵在天津的适用性,介绍了地源热泵在天津地区的应用并对其经济性作了分析对比。对天津地区浅层地热勘探的特点及钻孔工程中的相关问题做了介绍,最后介绍了天津地区的水文地质条件,分析了如何解决地源热泵的回灌以及在钻探施工过程中确保不破坏咸淡水层之间的阻水层问题等。