地下水源熱泵系統(tǒng)成井與回灌技術(shù)

1、 2012/3/27 五、案例分析 地下水補(bǔ)、徑、排條件及水位動(dòng)態(tài) 場(chǎng)地潛水動(dòng)態(tài)類型為滲入蒸發(fā)、徑流型。 試驗(yàn)場(chǎng)承壓水天然動(dòng)態(tài)類型屬滲入徑流型。受人為因素影響，該 層地下水水位變化較大，自九十年代以來，地下水水位出現(xiàn)下降趨勢(shì)。 利用場(chǎng)地第1層、第2層承壓水水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（2007年5月初的監(jiān)測(cè) 資料），繪制水位標(biāo)高等值線圖分別見圖3-6和圖3-7。由圖可見，場(chǎng)地 內(nèi)第1層承壓水總體自西南向東北方向流動(dòng)，平均水力坡度在1左右； 第2層承壓水總體自北向南流動(dòng)，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 圖3-6 試驗(yàn)場(chǎng)第1層承壓水等水位線圖 圖3-7 試驗(yàn)場(chǎng)第2層承壓水等水位線圖 五、案例分析 抽水-回灌井井間距30m左右，井深46m左右，為混合井，主要抽取、 回灌第1、第2承壓水含水層中的地下水。抽水-回灌井成井資料具體見 圖3-9和3-10。 成 因 年 代 人工堆積層 72 標(biāo) 高 (m 深 度 (m 含 水 層 層 次 柱狀圖 1:200 水井結(jié)構(gòu) 內(nèi)外徑 300 320 毫米 井管結(jié)構(gòu) 纏 和 絲 間 規(guī) 距

3、 格 (毫米 礫 料 規(guī) 格 斷 面 描 述 成 因 年 代 人工堆積層 標(biāo) 高 (m 巖 層 厚 度 (m 含 水 層 層 次 柱狀圖 1:200 水井結(jié)構(gòu) 內(nèi)外徑 300 320 毫米 井管結(jié)構(gòu) 纏 和 絲 間 規(guī) 距 格 (毫米 礫 料 規(guī) 格 斷 面 描 述 粘質(zhì)粉土填土:黃褐-色,濕,植物根 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 粘質(zhì)粉土填土:黃褐-色,濕,磚渣、植物根 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕 第 四 紀(jì) 沉 積 層 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕,土質(zhì)不均 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 粉質(zhì)粘土:褐黃(暗-色,濕, 粉質(zhì)粘土:黃灰-色,濕, 粉質(zhì)粘土:灰黃-色,濕,貝殼 重粉質(zhì)粘土:灰-色,濕,貝殼 粉質(zhì)

4、粘土:褐黃-色,濕,貝殼 重粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕,粗顆粒 砂質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 細(xì)砂:褐黃-色,濕, 細(xì)砂:褐黃-色,飽和, 粗砂:褐黃-色,飽和, 細(xì)砂:褐黃-色,飽和, 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕, 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 砂質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕, 粘土:棕-色,濕,姜石 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕, 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕, 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕,23.9024.10m為砂質(zhì)粉土輕， 24.00m 含粗顆粒 第 四 紀(jì) 沉 積 層 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕 粉質(zhì)粘土:褐黃(暗-色,濕 粉

5、質(zhì)粘土:黃灰-色,濕 重粉質(zhì)粘土:灰-色,濕,貝殼 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕,貝殼 砂質(zhì)粉土:褐黃-色,濕 細(xì)砂:褐黃-色,濕 細(xì)紗:褐黃-色,飽和 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕 優(yōu) 質(zhì) 粘 土 封 孔 優(yōu) 質(zhì) 粘 土 封 孔 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕，含姜石 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕,姜石 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕 24.00m 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 砂質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 粉質(zhì)粘土:褐黃(暗-色,濕, 30.13m 間距 1.5 左右 33.27m 卵石混粉質(zhì)粘土：雜色，濕，D大8cm，含粉質(zhì)粘土 約35 粉質(zhì)粘土:褐黃(暗-

6、色,濕 30.42m 間距 1.5 左右 33.37m 卵石:雜-色,飽和,D大8cm,一般35cm，D長(zhǎng)10cm，未 風(fēng)化，含砂量約25，圓形、亞圓形，級(jí)配較好 卵石:雜-色,飽和,D大8cm,一般35cm，D長(zhǎng)11cm，未 風(fēng)化，含砂量約30，亞圓形、圓形為主，級(jí)配較好 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕, 8 15 毫 米 濾 料 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕 重粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕, 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕 粉砂:褐黃-色,飽和 卵石:雜-色,飽和,D大7cm,一般24cm，D長(zhǎng)9cm，未風(fēng) 化，含砂量約20，亞圓形，級(jí)配較好 8 15 毫 米 濾 料

7、38.32m 間距 1.5 左右 粘質(zhì)粉土:褐黃-色,濕, 卵石:雜-色,飽和,D大6cm,一般24cm，D長(zhǎng)8cm，未風(fēng) 化，含砂量約25，圓形、亞圓形，級(jí)配較好 39.60m 間距 1.5 左右 41.27m 41.32m 45.70m 45.80m 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕,姜石 粉質(zhì)粘土:褐黃-色,濕 圖3-9 Z1井資料卡片 圖3-10 Z2井資料卡片 36 2012/3/27 五、案例分析 場(chǎng)地含水層概化模型和水文地質(zhì)參數(shù) Z1 Z2 73 180m/d 第1抽水含水層 280m/d 250m/d 第2抽水含水層 200m/d Z1、Z2井附近各含水層的滲透系數(shù)示意圖 五、案例分析

8、試驗(yàn)場(chǎng)共設(shè)置完成2個(gè)抽水回灌井和25個(gè)監(jiān)測(cè)孔，監(jiān)測(cè)孔中包括 抽水回灌井中的兩個(gè)混合觀測(cè)孔和11組（每組23個(gè)）分層觀測(cè) 孔，抽水回灌井和監(jiān)測(cè)孔設(shè)置分布情況見圖。 74 觀測(cè)孔 抽水回灌井 觀測(cè)孔 37 2012/3/27 五、案例分析 75 系統(tǒng)冬季運(yùn)行工況的抽水、回灌井水位隨時(shí)間的變化曲線，得到相 關(guān)結(jié)論：回灌井內(nèi)水位高于礫料層（回灌井觀測(cè)孔）中的水位，表 明回灌堵塞作用應(yīng)主要發(fā)生于回灌井的過濾管上；從抽水井、回灌 井觀測(cè)孔水位由相差1.8m增長(zhǎng)為2.1m可以推測(cè)，回灌井觀測(cè)孔附近 的礫料層中也可能存在一定的堵塞。 27.00 抽水井觀測(cè)孔 回灌井觀測(cè)孔 抽水井 回灌井 26.00 25.0

9、0 水位標(biāo)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、回灌井及相應(yīng)觀測(cè)孔水位隨時(shí)間的變化曲線 五、案例分析 場(chǎng)地下水地源熱泵系統(tǒng)冬季運(yùn)行自2007年3月19日開始， 至2007年4月25日停機(jī)，為全天連續(xù)運(yùn)行。系統(tǒng)冬季運(yùn)行通 過Z1井抽取地下水提取其中的熱量，向Z2井回灌冷水體。 試驗(yàn)場(chǎng)的地下水溫度在系統(tǒng)運(yùn)行前整體比較穩(wěn)定，地下水 溫度在13.513.8，且在整個(gè)工程場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)變化不大 。 26.00 76 16.00

10、 Z1g 15.00 Z2g D1 D2 G1 G2 I1 I2 25.50 14.00 25.00 13.00 水位標(biāo)高(m 溫度（） 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 圖6-1 系統(tǒng)冬季運(yùn)行觀測(cè)孔中地下水水位標(biāo)高變化曲線 圖6-2 系統(tǒng)冬季運(yùn)行及停運(yùn)恢