天津市浅层地热能开发利用动态监测网建设.pdf

第38卷第6期
中?地质
Vol38.No6
2011年12月
GEOLOGY IN CHINA
Dec.,2011
天津市浅层地热能开发利用动态监测网建设
田光辉林黎程万庆曾梅香
刘东林宋美钰蔡芸王平宗振海
天滓地热勃查开发设计院,天津300250)
提要:天津是中国浅地热能开发利用试点城市之一,目前已顺利完成试点工作,形成了“调查先行、规刘跟进、工程
示范、监测到位、政策保障”的“天津模式”,动态监测作为其中一项重要的工作,取得了车硕的成果。首先,结合天津浅
层地热能地质条件和开发利用现状,制定了动态监测网的原则和技术要求;建设了地层温度监测站、运行系统监站
及两者皆有的监测站共11个,同时建立了天津浅层地热能开发利用试验基地及动态监测中心,采用GPRS网络实现
了監测数据的无线传输;产学研相结合,研制了“分布串列式地层精细温度测量和传输采集系统”等监训设各、仪器及
軟件,共申报国家专利14项;在总结和分析建设经验的基础上,起草了《天津市地埋膂地源热泵动态监昶规程》。笔者
认为,天津的工作成果,必将为其他省市开展浅层地热能工作提供宝贵的经验。
关键词:浅层地热能;动态监测网;监测中心;专利;规程
中图分类号:P968;P314文献标志码:A文章编号:10003657(2011)6-1660-07
概述
作四”。试点工作包括浅层地热能调査评价、开发利
用规划编制、示范工程建设、动态监测网建设和策
浅层地热能是指地表以下一定深度范围内(一研究等各项T作。利用一年的时间,天津市圆满地完
般为恒温带至200m理深),温度低于25℃,在当前成了各项工作任务。在调査评价和示范T程建设的
技术经济条件下具备开发利用价值的地热能。它基础上,初步构建了天津市浅层地热能开发利用动
是一种可再生、环保、清洁的新型能源,开发利用浅态监测网,建设完成了11个监测站、1个试验基地
层地热能是发展绿色经济、低碳经济和循环经济的和天津浅层地热能开发利用监测中心;研发了相关
必然趋势。中国浅层地热能开发利用潜力巨大,据保的监测设备、仪器及软件,申报国家专利14项;并起
守估算,全国287个地级以上城市每年浅层地热能草了《天津市地埋管地源热泵动态监测规程》。这些
资源量相当于95亿c标准煤,在现有技术经济条件成果将及时、准确、动态的监測和预测开发利用浅层
下,可利用热量相当于每年3.5亿标准煤,如果有地热能资源可能带来的环境地质影响,提出防治浅
效开发利用,扣除开发利用的电能消耗,每年可节约层地热能利用产生不利环境影响的措施,为天津
标准煤2.5亿t,减少排放二氧化碳5亿t(数据引自市浅层地热能资源科学合理开发利用提供了技术数
“国际新能源刚”
据;同时,也为今年开展的全国29个省会级城市浅
为进一步排进浅层地热能开发利用,总结探索层地热能调查评价工作提供了宝贵的经验。
调査评价与开发利用的工作模式,更好地指导全国
天津市开发利用浅层地热能资源始于2000年,
的工作,2009年至2010年,国土资源部和天津市联第一个项目是天津东车辆段修所项目,服务面积为
合开展了“天津市浅层地热能开发利用调查试点工500m2。经过近10年的发展,截止2010年5月,天
收稿日期:2011-08-21:回日期:2011-10-26
甚金项目:中园地质调査局地质大调査项目(1212011013001)资助
作者简介:田光辉,男,1980年生,工程师,现主要从事水文地质、工程地质和热储工程研究工作;Eーmail:tjdrytgho8@126.com
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第38卷第6期
田光辉等:天津市浅层地热能开发利用动态监测网建设
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监测中心
监测站
网络
Rs网络
图1天津浅层地热能开发利用动态监测网示意图
1g. 1 Dynamic monitoring network map showing the
development and utilization of shallow geothermal erergy in Tianjin
津市共有浅层地热能开发利用项目174个,总服务GPRS无线传输系统,负责收集、整理和分析不同类
面积达294.79万m2。其中地埋管地源热泵系统132型监测站上传的监测数据,评价开发利用浅层地热
个,占总数的75.86%,服务面积183.27万m2,占总能对地质环境的影响及系统的节能效果,全市监测
面积的62.17%;地下水地源热泵系统42个,占总数站的拓展、维护和管理,编写监测月报、监测年报等
的24.14%,服务而积152万m2,占总面积的工作。
37.83%。主要用于企事业单位、商场和展馆、学校和2.2监测站
医院等建筑物的供暖和制冷
天津的浅层地热能开发利用动态监测站根据不
2动态监测网的构建
同的方式分为地下水地源热泵监测站和地埋管地源
热泵监测站,后者又根具体工程条件细分为地温
动态监测网建设应遵循的主要原则:①要能覆监测站、运行系统监测站、地温和运行系统监测站3
盖整个天津市,选区域地质、水文地质条件具有代种类型。具体的分类及监测要求见表1。
表性的[.程,兼顾各地昃结构、地质构造单元;②结
监测站的建设必须依托于各个具体工程,结合
合具体的工程现状及实际情况,具有可操作性;③参示范工程建设,按照动态监测网建设的基本原则,选
考浅层地热能资源适宜性分区,监测站所在地的资择了11个已建或在建的地源热泵项目,实施了监测
源条件要具有代表性;④监测站要具有不同的L.站的建设,具体炖表2。
程规模、利用方式和建筑类型;⑤结合一定的行政区2.3试验基地
划,便于管理;⑥监测内容要具有针对性,保证数据
为了更好地了解和分析地埋管地源热泵系统运
的连续性和准确性
行特征,研究天津地区地埋管换热孔的布置方式,探
2.1动态监测网构建模式
讨最佳的投资和运行方案,在天津地热勘査开发设
监测网的布设采用“监测中心ー-监测站”的构建计院建立了地埋管地源热泵系统试验基地。试验基
模式(图1)。监测中心是整个系统运作的核心,通过地布置了不问深度(包括60m、80m、100m、120
孙宝成,等天津市浅层地热能资源调査报告.天泮地热查开发设计院,2010
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