地下水源热泵系统成井与回灌技术

1、 2012/3/27 五、案例分析 地下水补、径、排条件及水位动态 场地潜水动态类型为渗入蒸发、径流型。 试验场承压水天然动态类型属渗入径流型。受人为因素影响，该 层地下水水位变化较大，自九十年代以来，地下水水位出现下降趋势。 利用场地第1层、第2层承压水水位监测数据（2007年5月初的监测 资料），绘制水位标高等值线图分别见图3-6和图3-7。由图可见，场地 内第1层承压水总体自西南向东北方向流动，平均水力坡度在1左右； 第2层承压水总体自北向南流动，平均水力坡度在1.5左右。 G2 A2 Z1 I2 D2 B2 z2 C2 E2 G1 A1 Z1 I1 D1 B1 z2 C1 E1 71

2、-10 -10 H2 -20 J2 K2 -20 H1 J1 K1 -30 -30 F2 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 F1 40 50 60 图3-6 试验场第1层承压水等水位线图 图3-7 试验场第2层承压水等水位线图 五、案例分析 抽水-回灌井井间距30m左右，井深46m左右，为混合井，主要抽取、 回灌第1、第2承压水含水层中的地下水。抽水-回灌井成井资料具体见 图3-9和3-10。 成 因 年 代 人工堆积层 72 标 高 (m 深 度 (m 含 水 层 层 次 柱状图 1:200 水井结构 内外径 300 320 毫米 井管结构 缠 和 丝 间 规 距

3、 格 (毫米 砾 料 规 格 断 面 描 述 成 因 年 代 人工堆积层 标 高 (m 岩 层 厚 度 (m 含 水 层 层 次 柱状图 1:200 水井结构 内外径 300 320 毫米 井管结构 缠 和 丝 间 规 距 格 (毫米 砾 料 规 格 断 面 描 述 粘质粉土填土:黄褐-色,湿,植物根 粘质粉土:褐黄-色,湿, 粘质粉土填土:黄褐-色,湿,砖渣、植物根 粘质粉土:褐黄-色,湿 第 四 纪 沉 积 层 粉质粘土:褐黄-色,湿,土质不均 粘质粉土:褐黄-色,湿, 粉质粘土:褐黄(暗-色,湿, 粉质粘土:黄灰-色,湿, 粉质粘土:灰黄-色,湿,贝壳 重粉质粘土:灰-色,湿,贝壳 粉质

4、粘土:褐黄-色,湿,贝壳 重粉质粘土:褐黄-色,湿,粗颗粒 砂质粉土:褐黄-色,湿, 细砂:褐黄-色,湿, 细砂:褐黄-色,饱和, 粗砂:褐黄-色,饱和, 细砂:褐黄-色,饱和, 粉质粘土:褐黄-色,湿, 粘质粉土:褐黄-色,湿, 砂质粉土:褐黄-色,湿, 粉质粘土:褐黄-色,湿, 粘土:棕-色,湿,姜石 粉质粘土:褐黄-色,湿, 粘质粉土:褐黄-色,湿, 粉质粘土:褐黄-色,湿, 粘质粉土:褐黄-色,湿, 粉质粘土:褐黄-色,湿,23.9024.10m为砂质粉土轻， 24.00m 含粗颗粒 第 四 纪 沉 积 层 粉质粘土:褐黄-色,湿 粘质粉土:褐黄-色,湿 粉质粘土:褐黄(暗-色,湿 粉

5、质粘土:黄灰-色,湿 重粉质粘土:灰-色,湿,贝壳 粉质粘土:褐黄-色,湿,贝壳 砂质粉土:褐黄-色,湿 细砂:褐黄-色,湿 细纱:褐黄-色,饱和 粉质粘土:褐黄-色,湿 优 质 粘 土 封 孔 优 质 粘 土 封 孔 粘质粉土:褐黄-色,湿 粉质粘土:褐黄-色,湿，含姜石 粘质粉土:褐黄-色,湿,姜石 粉质粘土:褐黄-色,湿 粘质粉土:褐黄-色,湿 粉质粘土:褐黄-色,湿 24.00m 粘质粉土:褐黄-色,湿, 砂质粉土:褐黄-色,湿, 粉质粘土:褐黄(暗-色,湿, 30.13m 间距 1.5 左右 33.27m 卵石混粉质粘土：杂色，湿，D大8cm，含粉质粘土 约35 粉质粘土:褐黄(暗-

6、色,湿 30.42m 间距 1.5 左右 33.37m 卵石:杂-色,饱和,D大8cm,一般35cm，D长10cm，未 风化，含砂量约25，圆形、亚圆形，级配较好 卵石:杂-色,饱和,D大8cm,一般35cm，D长11cm，未 风化，含砂量约30，亚圆形、圆形为主，级配较好 粉质粘土:褐黄-色,湿, 8 15 毫 米 滤 料 粉质粘土:褐黄-色,湿 重粉质粘土:褐黄-色,湿, 粉质粘土:褐黄-色,湿 粘质粉土:褐黄-色,湿 粉质粘土:褐黄-色,湿 粉砂:褐黄-色,饱和 卵石:杂-色,饱和,D大7cm,一般24cm，D长9cm，未风 化，含砂量约20，亚圆形，级配较好 8 15 毫 米 滤 料

7、38.32m 间距 1.5 左右 粘质粉土:褐黄-色,湿, 卵石:杂-色,饱和,D大6cm,一般24cm，D长8cm，未风 化，含砂量约25，圆形、亚圆形，级配较好 39.60m 间距 1.5 左右 41.27m 41.32m 45.70m 45.80m 粉质粘土:褐黄-色,湿,姜石 粉质粘土:褐黄-色,湿 图3-9 Z1井资料卡片 图3-10 Z2井资料卡片 36 2012/3/27 五、案例分析 场地含水层概化模型和水文地质参数 Z1 Z2 73 180m/d 第1抽水含水层 280m/d 250m/d 第2抽水含水层 200m/d Z1、Z2井附近各含水层的渗透系数示意图 五、案例分析

8、试验场共设置完成2个抽水回灌井和25个监测孔，监测孔中包括 抽水回灌井中的两个混合观测孔和11组（每组23个）分层观测 孔，抽水回灌井和监测孔设置分布情况见图。 74 观测孔 抽水回灌井 观测孔 37 2012/3/27 五、案例分析 75 系统冬季运行工况的抽水、回灌井水位随时间的变化曲线，得到相 关结论：回灌井内水位高于砾料层（回灌井观测孔）中的水位，表 明回灌堵塞作用应主要发生于回灌井的过滤管上；从抽水井、回灌 井观测孔水位由相差1.8m增长为2.1m可以推测，回灌井观测孔附近 的砾料层中也可能存在一定的堵塞。 27.00 抽水井观测孔 回灌井观测孔 抽水井 回灌井 26.00 25.0

9、0 水位标高（m） 24.00 23.00 22.00 21.00 20.00 3月19日 3月22日 3月25日 3月28日 3月31日 4月3日 4月6日 4月9日 4月12日 4月15日 4月18日 4月21日 日期 抽水井、回灌井及相应观测孔水位随时间的变化曲线 五、案例分析 场地下水地源热泵系统冬季运行自2007年3月19日开始， 至2007年4月25日停机，为全天连续运行。系统冬季运行通 过Z1井抽取地下水提取其中的热量，向Z2井回灌冷水体。 试验场的地下水温度在系统运行前整体比较稳定，地下水 温度在13.513.8，且在整个工程场区范围内变化不大 。 26.00 76 16.00

10、 Z1g 15.00 Z2g D1 D2 G1 G2 I1 I2 25.50 14.00 25.00 13.00 水位标高(m 温度（） Z1g z2g D1 D2 I2 G1 G2 I1 24.50 12.00 11.00 24.00 10.00 23.50 9.00 8.00 23.00 2007-3-19 0:00 2007年3月9日 2007-3-21 0:00 2007-3-23 0:00 2007-3-25 0:00 日期 2007-3-27 0:00 2007-3-29 0:00 2007-3-31 0:00 2007年3月29日 2007年4月18日 2007年5月8日 2007年5月28日 2007年6月17日 2007年7月7日 图6-1 系统冬季运行观测孔中地下水水位标高变化曲线 图6-2 系统冬季运行及停运恢