0709 ；修订日期 ： 20100830 收稿日期 ： 2010基金项目 ： 北京市科技计划项目（ H030630040290 ） 作者简介 ： 王 慧 玲 （ 1978-） ， 女， 硕 士， 工 程 师， 从事环境水文地 质的工程与科研工作 。 E-mail ： whl-helen@ 163. com 图2 Fig． 2 试验场典型地层剖面 Typical profile of test field
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试验场概况
试验场位于小清 河 冲 积 扇 中 部， 处于小清河的一
2 级阶 地 上， 占 地 面 积 约 5 000m 。 试 验 场 自 然 地 形 基
本平坦， 地 面 标 高 在 36. 70m 左 右 。 试 验 场 内 共 布 设 Z2 ） ， 热源井 2 眼（ 编号分别为 Z1 、 井间距为 30m ， 地下 水观测孔 11 个（ 编号 A － K ） ， 热源井及观测孔 深 度 均
图3 Fig． 3of groundwater level in the heating period
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试验场热泵系统运行及测试
试验场地下水地源热泵系统热源井抽取第 2 层地
与采暖运行基本一致：抽水井附近的地下水位下降 、 回 抽、 灌井附近水力坡度最 灌井附近的 地 下 水 位 抬 升， 向外渐趋平缓 。 大，
Vol． 38 No． 3 May 2011
水文地质工程地质 HYDROGEOLOGY ＆ ENGINEERING GEOLOGY
第 38 卷 第 3 期 2011 年 5 月
地下水地源热泵系统应用对地温场的影响
王慧玲 ， 王文峰 ， 王 峰， 孙保卫 100038 ） （ 北京市勘察设计研究院有限公司 ， 北京
采用重力回灌方式进行回灌， 热泵系统运行一个 下水， 制冷周 期， 为 全 天 连 续 运 行。 采 暖 运 行 自 3 月 采暖 、 19 日开始， 至 4 月 25 日停 止， 共 计 运 行 37 天；制 冷 运 行自 7 月 27 日 开 始， 至 9 月 3 日 停 止， 共 计 运 行 39 天。 系统运行过程中采用电测水位计和 Levelogger 记 录仪进行地下水水 位 、 水 温 的 监 测， 共 计 进 行 水 温、 水 位监测约 10 000 点次 。
摘要 ： 通过建立地下水地源热泵系统试验场， 运行热泵系 统， 并 进 行 地 下 水 温 度 连 续 监 测， 分析应用地下水地源热泵系 统对地温场的影响 。 抽水井与回灌井之间以及回灌井附近 的 地 下 水 温 度 随 系 统 运 行 明 显 变 化 。 系 统 运 行 后， 回灌水体 以回灌井为中心向外围扩展， 水温最低或最高点位于含水层 中 部 。 粘 性 土 相 将以不规则边缘的透镜体贮存于含水层中， 对隔水层的温度变化幅度 、 影响范围均小于含水层 。 由于热 量 的 累 积 效 应， 即使是冷热负荷均衡的热泵系统， 运行一个 制冷周期后也将在热源井附近的抽 、 灌水含水层以及相邻的隔水层中形成冷量或热量的小范围聚积 。 采暖 、 关键词 ： 地下水地源热泵；试验场；地下水温度场；地下水流场 中图分类号 ： P314. 2 文献标识码 ： A 3665 （ 2011 ） 03013405 文章编号 ： 1000-
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在 40m 左右 。 热源井及各观测孔具体分布见图 1 。
图1 Fig． 1
热源井及观测孔布置图
Location of heat source well and monitoring wells
， 缺乏实际的监
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水文地质条件 依据现场水文地质勘察 资 料， 试 验 场 约 40m 深 度
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水文地质工程地质
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地下水补 、 径、 排条件 潜水主要接受大气降水入渗和地下水侧向径流补
给， 并以地 下 水 侧 向 径 流 、 越流和人工开采等方式排 泄。 承压水的补给方 式 主 要 为 侧 向 径 流 和 越 流， 排泄 方式主要为地下水侧向径流和人工开采 。 受人为因素 影响， 该层地下水水位变化较大， 地下水流向不明显 。 1. 3 地下水水温及水质 整体比 试验场的地下水背景 温 度 在 13. 6ħ 左 右， 且在整个试验场范围内变化不大 。 较稳定， 依据室内检测结 果， 试验场地下水水质达到饮用 水标准， 不含使井管和过滤管腐蚀的特殊离子或气体， 可充分满足地下水回灌的要求 。
地下水地源热泵系统利用地下水常年恒温的特 通过建造抽水 、 回灌井群提取地下水中的热量或冷 点， 量， 直接导致地下水流场及地温场的变化 。 抽水 、 回灌 区地温场的显著变化将直接影响热泵系统的运行效率 和使用寿命， 可造成 地 下 水 较 高 硬 度 地 区 的 热 源 井 结 垢、 堵塞， 增加工程的 维 护 费 用， 还可能导致地下水水 质显著变化进而对周围生态环境产生影响 。 为了保护 地下水环境 、 优化热泵系统设计， 研究地下水地源热泵 系统运行过程中地温场的演化规律至关重要 。 而目前 国内外关于热泵系统运行对地温场影响方面的研究较 且基本为理论分析或模型计算 少， 测资料验证及相关规律的分析 。 本文通过建立地 下 水 地 源 热 泵 系 统 试 验 场， 并进 行水温 、 水位等的连续监测， 对热泵系统运行影响下地 温场的变化规律进行 分 析， 对于地下水地源热泵系统 具有重要的应用参考价值 。 的优化设计，
范围内主要分布 2 层地下水 。 第 1 层地下水赋存于标 高 21. 40 25. 90m 之间的 砂 类 土 层 中， 试验前水位标 8. 20m 之间的砂卵石层中， 试验 前 地下水 类 型 为 潜 水；第 2 层 地 下 水 高在 25. 00m 左右， 赋存于标高 1. 80 地 下 水 类 型 为 承 压 水， 含水 水位标高在 24. 90m 左右， 层厚 3. 30m 左右 。 试验场典型地层剖面见图 2 。