中國地質調查局淺層地溫能研究與推廣中心
Ⅰ 中國地質科學院水文地質環境地質研究所
截至2014年底，全所職工總數534人，其中在職職工310人，離退休職工224人；博士生導師8人，享受國務院政府津貼專家4人。專業技術人員中，院士1人，俄羅斯自然科學院外籍院士1人，正高級職稱40人，副高級職稱46人，中級職稱125人。內設8個綜合管理部門、16個技術業務部門、3個科研業務保障部門。國際水文地質學家協會中國國家專業委員會、中國地質學會水文地質專業委員會、地熱專業委員會、農業地質專業委員會、河北省礦泉水產品質量監督檢驗站掛靠所內。
發表論文122篇，其中SCI檢索論文21篇、EI檢索論文23篇。出版專著5部，獲得專利29項，1項專利技術實現轉讓，獲著作權1部。獲批12項國家自然科學基金項目。石建省研究員獲「全國優秀科技工作者」稱號，盧耀如院士再獲河北省院士特殊貢獻獎，石建省、王貴玲研究員受聘全國首席科學傳播專家。國家實用新型專利「有機物污染水樣泵管口采樣器」成功轉化為產品，投入批量生產。榮獲國土資源科學技術二等獎1項，中國地質調查局、中國地質科學院2014年度地質科技十大進展1項，中國地質學會2014年度十大地質科技進展1項。
獲獎證書
領導班子由5人組成，所長、黨委書記石建省，副所長張永波、張兆吉、李援生，紀委書記張民福。
所長、黨委書記石建省（中），副所長張永波（右二），副所長張兆吉（左二），副所長李援生（右一），紀委書記張民福（左一）
年度重要科研成果
我國地下水污染調查建立全流程現代化取樣分析技術體系。成功研製系列取樣器並解決痕量組分採集技術難題，發展高效實用的現場調查技術及離線萃取技術，快速准確地查明了重點地區地下水污染狀況；通過高解析度遙感解譯調查土地利用類型與污染源分布；構建了有機分析實驗平台，對全國33個實驗室實現網路遠程質量監控。
大型盆地和東南沿海典型地區深部水文地質調查與綜合評價取得地熱資源勘查重大突破。在高溫地熱資源以及乾熱岩勘查、水熱型地熱資源調查評價、省會城市及地級市淺層地溫能調查評價取得重大突破，發現多處高溫地熱異常。西藏古堆高溫地熱顯示區地熱鑽探230米深度溫度達195 ℃，為我國目前地熱勘探中同深度溫度最高鑽井，川西地區高溫地熱鑽探填補了理塘、巴塘地熱鑽探空白。首次開展乾熱岩科學開發利用試驗研究，東南沿海地區乾熱岩鑽探選址取得進展，完成東南沿海乾熱岩資源潛力區地球物理勘查。
貴德縣扎倉溝乾熱岩鑽孔現場
中國地質調查局王學龍副局長聽取項目匯報
熱坑間歇噴泉
熱水塘沸噴泉
城市發展中的地質環境風險評估與防控關鍵技術研究與示範。以甘肅蘭州、天水的滑坡、泥石流為研究對象，攻克了滑坡、泥石流發生概率難以計算的難題，建立了滑坡、泥石流風險評價技術方法體系。以鄭州地面沉降為研究對象，研究了中原城市群地面沉降發生原因與機理，為中原城市地面沉降風險評價技術研究奠定了基礎。以石家莊、北京、洛陽為研究區域，研究了污染物在這些地區包氣帶中的遷移規律與包氣帶的防污能力，改進了地下水污染防污能力的評價方法技術，為地下水污染風險評估奠定了基礎。
全國地下水資源及其環境問題戰略研究。查明我國13個糧食主產區的分布范圍、農業種植現狀及其灌溉用水對地下水依賴狀況與趨勢、各糧食主產區地下水資源保障農田生產用水能力。首次查明地下水超采與灌溉農業之間關系、小麥、玉米等秋糧作物及蔬菜和耗水型果林用水對地下水超采影響程度和應調控閾以及節水灌溉與地下水資源優化配置機制。提出相對農民模式的綜合優化節水灌溉方案和實施對策，示範應用取得顯著生態環境和經濟社會效益。創編了我國「國家主要含水層圖工作大綱與技術要求」，全面完成《我國水工環地質工作發展史》出版稿，對發展我國水工環地質事業具有重要指導意義。
國家糧食主產基地黃淮海區灌溉農業的用水強度、對地下水依賴程度和地下水保障能力分布圖
祁連山大型煤炭基地土地覆蓋現狀解譯圖
重要能源基地水文地質環境地質調查。完成我國重要能源基地1∶5萬水文地質環境地質調查工作總體部署。先後開展了「青海重要能源基地水文地質調查」、「神東煤炭基地水文地質調查與老空區普查」和「晉東能源基地水文地質環境地質調查」。完成6個1∶5萬標准圖幅調查（面積約2520km2）；實施一批探采結合井，總出水量約14736m3/d，有力地解決了礦區缺水問題。在多年凍土區融區控水規律、鄂爾多斯盆地直羅組強富水特性、典型岩溶泉域強徑流帶分布與演變、採煤條件下上覆含水層疏干破壞機理、礦區含水層保護理論技術、老空區老空水普查技術方法和1∶5萬水文地質編圖等方面取得一系列新成果。
巴丹吉林沙漠1∶5萬水文地質調查。完成巴丹吉林沙漠湖泊集中分布區野外調查任務，填補了我國沙漠區域水文地質調查空白。調查湖泊窪地133個、泉點29個、機民井88個，人工揭露地下水73處。初步查明沙漠東南部第四系沉積基底特徵和湖泊、地下水分布的規律。首次在沙漠腹地完成350米水文地質鑽探，揭露了第四系沉積基底和含水層結構，並首次獲取巴丹吉林沙漠水文地質參數，為沙漠區水文地質條件研究奠定了良好基礎。
中國工程院重大咨詢項目我國地熱資源開發利用戰略研究。通過全球地熱資源開發利用數據，對我國各類地熱資源開發利用情況以及開發利用用途進行分析總結，圈定具有開發利用前景的高溫、中低溫地熱區（田），提出地熱發電規模及遠景布局。查明我國乾熱岩資源分布，圈定若乾乾熱岩遠景分布區，提出我國地熱資源開發利用集約化目標及方向。開展了地下熱水資源開發利用現狀與趨勢研究，制定出我國地熱資源開發利用關鍵技術研究路線圖，為地熱資源管理提供決策依據。
群礦採煤驅動下含水層結構變異對區域水循環影響機制研究。初步查明采空區覆岩三帶宏觀分布規律，采場應力分布對覆岩裂隙發育特徵的影響特徵、關鍵層分布對覆岩裂隙發育特徵影響機理，分析總結了采動裂隙發展與含水層結構變異演化規律，基本掌握采空區裂隙發育特徵及滲透性變化規律，建立了典型礦區含水層空間結構變異數值模型，創造性提出采空區滲透性躍變曲面「橢拋凹形體」概念。
華北平原典型地區地下水回灌關鍵技術與工程示範。應用GMS軟體初步建立了試驗場三維地層結構圖，建立了勘察回灌區水文地質參數系列。建立完善了地下水回灌三維水流模型，發展了地下水高精度模擬技術和優控管理信息技術。完善了滹沱河沖洪積扇三維地下水流模型，採用嵌套技術建立區域模型與示範區模型的耦合模型；建立示範區地下水回灌主要污染組分的溶質運移模型，進行了地下水管理模型的演算法研究，初步形成地下水管理信息系統。
沙漠腹地水文地質鑽探
含水層結構破壞物理模擬試驗
地下水回灌試驗場立體圖
Ⅱ 省會城市淺層地溫能調查評價
一、內容概述
本項成果是國土資源部中國地質調查局組織開展的全國主要城市淺層地溫能調查評價的階段成果，至2011年，已完成31個省會級城市的淺層地溫能調查評價，取得如下主要成果：
（1）完成了省會級以上城市淺層地溫能資源潛力評估，建立了全國淺層地溫能信息系統，在沈陽、呼和浩特、杭州等10個城市建立了淺層地溫能利用地質環境動態監測網。
（2）根據各地氣候條件、水文地質特徵和經濟技術現狀，完成了地源熱泵應用適宜性區劃，建立了天津梅江國際會展中心、上海世博軸等30個淺層地溫能利用示範工程。
（3）結合城市建設規劃，制定了北京、天津、沈陽等10個城市的淺層地溫能開發利用規劃，以及省會級以上城市淺層地溫能利用工程場地地質勘查規程。
（4）初步查明我國所有省會級城市總熱容量為5.41×1016kJ/℃，地下水熱泵系統夏季換熱功率為2.14×108kW，冬季換熱功率為1.31×108kW。每年地源熱泵系統總換熱量為3.85×1012kW·h，摺合標准煤約4.73億t，可減少二氧化碳排放8.18億t。
二、應用范圍及前景
淺層地溫能資源分布廣泛，儲量巨大，是新型清潔能源。大力推動淺層地溫能開發，對促進節能減排具有重要意義。項目調查評價成果可作為城市淺層地溫能開發利用規劃和管理的基礎依據，項目形成的技術要求和工作方法可供有關單位參考使用。天津梅江國際會展中心、上海世博軸等30個淺層地溫能利用示範工程，可供不同氣候和地質條件下建設淺層地溫能開發利用工程借鑒。
三、推廣轉化方式
會議交流、技術培訓、咨詢服務、項目合作、現場指導、宣傳報道等。
技術依託單位：中國地質科學院水文地質環境地質研究所
聯系人：申建梅王貴玲
通訊地址：石家莊市中華北大街268號
郵政編碼：050061
聯系電話：0311-67598657
電子郵件：[email protected]，[email protected]
Ⅲ 國內地源熱泵發展概況
1.地源熱泵發展史
我國熱泵技術的研究開始於世紀50年代，天津大學熱能研究所開展了我國的熱泵的最早研究。1956年呂燦仁教授的《熱泵及其在我國應用的前途》一文是我國熱泵研究現存的最早文獻。
20世紀60年代，我國開始在暖通空調中應用發展熱泵，並取得了一大批成果。1960年同濟大學吳沈釔教授發表了「簡介熱泵供暖並建議濟南市試用熱泵供暖」；1963年原華東建築設計院與上海冷氣機廠開始研製熱泵式空調器；1965年上海冰箱廠研製成功了我國第一台制熱量為3720W的CKT-3A熱泵型窗式空調器；1965年天津大學與天津冷氣機廠研製成國內第一台地下水熱泵空調機組；1966年又與鐵道部四方車輛研究所共同合作，進行干線客車的空氣/空氣熱泵試驗；1965年，由原哈爾濱建築工程學院徐邦裕教授、吳元煒教授領導的科研小組，根據熱泵理論首次提出應用輔助冷凝器作為恆溫濕空調機組的二次加熱器的新流程，這是世界首創的新流程；1966年與哈爾濱空調機廠共同開始研製利用製冷系統的冷凝廢熱作為空調二次加熱的新型立櫃式恆溫濕熱泵式空調機。
1978～1988年我國熱泵應用與發展進入全面復甦階段。這期間，為了充分了解國外熱泵發展的現狀與進展，大量出版有關著作，國內刊物積極刊登有關熱泵的譯文，對國外熱泵產品進行測試與分析，積極參加國際學術交流。同時，一些國外知名熱泵生產廠家開始來中國投資建廠。例如美國開利公司是最早來中國投資的外國公司之一，於1987年率先在上海成立合資企業。
1989～1999年期間我國熱泵又迎來了新的發展里程。在我國應用的熱泵形式開始多樣化，有空氣/空氣熱氣、空氣/水熱泵、水/空氣熱泵和水/水熱泵等。在這期間國內已有國有、民營、獨資、台資等不少於300家家用空調器廠家，逐步形成我國熱泵空調器的完整工業體系。水環熱泵空調系統在我國得到廣泛應用。據統計到1999年，全國約有100個項目，2萬台地下水熱泵機組在運行。20世紀90年代初開始大量生產空氣源熱泵冷熱水機組，90年代中期開發出井地下水熱泵冷熱水機組，90年代末又開始出現污地下水熱泵系統。土壤耦合熱泵的研究已成為國內暖通空調界的熱門研究話題。國內的研究方向和內容主要集中在地下埋管換熱器，在國外技術的基礎上有所創新。
進入21世紀後，由於我國快速城市化，人均GDP的增長，拉動了中國空調市場的發展，促進了熱泵在我國的應用越來越廣泛，熱泵的發展十分迅速，熱泵技術的研究不斷創新。2000年至2003年間，熱泵的應用、研究空前活躍，碩果累累。
2000～2003年4年間，專利總數287項，年平均為71.75項，是1989～1999年專利平均數的4.9倍。2000～2003年間發明專利共119項，年平均29.75項，是1989～1999年發明專利平均數的4.25倍。
2000～2003年中熱泵文獻數量劇增，如2003年文獻數是1999年文獻的5倍。全國高校有105名研究生以熱泵技術為題目，平均每年有26.25名，是90年代平均數的7倍多。
全國各省市幾乎均有應用熱泵技術的工程實例。熱泵技術研究更加活躍，創新性成果累累。在短短的幾年中有3項創新性成果問世：同井回灌熱泵系統、土壤蓄冷與土壤耦合熱泵集成系統、供寒冷地區應用的單、雙級耦合熱泵系統。
2.地源熱泵應用基礎與實踐的研究
我國地源熱泵研究起步於20世紀80年代，首先是一些高校和科研機構對地源熱泵的相關技術進行了專題研究。部分研究項目列入表3-1中。
表3-1部分高校地源熱泵研究課題
研究工作主要集中於以下幾個方面：地下埋管換熱器的傳熱模型和傳熱研究；夏季瞬態工況數值模擬的研究；熱泵裝置與部件的模擬模型的理論和實踐研究；
地源熱泵空調系統製冷工質替代研究；其他能源如太陽能、水能等與地熱源聯合應用的研究；地源熱泵系統的設計和施工；地源熱泵系統的經濟性能和運行特性的研究；地下地下水熱泵回灌技術與實踐；土壤熱物性及土壤熱導率的試驗研究。
同井回灌地下地下水熱泵地下水運移數值模擬與實驗研究；土壤蓄冷與土壤源熱泵集成系統的應用基礎研究等。
進入20世紀90年代，北京工業大學丁良士教授、山東建築工程學院方肇洪教授等人先後在美國俄克拉荷馬州立大學和瑞典、德國、加拿大等地學習考察地源熱泵技術，回國之後紛紛投入國內地源熱泵技術研究的實踐中。丁良士教授主持北京市「低溫地熱能梯級利用技術研究」重大科研工程項目，通過在校內的小試、中試、工程三個階段，研究深層地熱利用技術，開創了國內的先河。方肇洪教授完成的山東省重點科技攻關項目「地熱綜合利用關鍵技術」在專家鑒定中被評定為「達到國際領先水平」。
同時，原重慶建築大學、同濟大學、湖南大學、青島建築工程學院等院校紛紛建立了土壤耦合熱泵實驗系統，展開了全面全面的研究，土壤耦合熱泵研究迅速成為熱門研究課題之一。
進入21世紀後，在國家自然科學基金的資助下，地源熱泵的研究更加深入，更富有創新性。哈爾濱工業大學姚楊教授等，在對國內外關於土壤源熱泵及冰畜冷技術的發展和應用充分了解的基礎上，以新技術改造傳統技術，整合集成土壤源熱泵和冰蓄冷的技術要素和成果，提出一種適合於以空調負荷為主，採暖負荷為輔的全新空調系統形式，即土壤畜冷與土壤源熱泵集成系統。哈爾濱工業大學熱泵空調技術研究所先後建立了同井回灌地下地下水熱泵地下水運移的數學模型；並推導了單一均勻介質含水層中定流量同井回灌地下地下水熱泵地下水滲流的分析解；對同井回灌地下地下水熱泵地下含水層溫度場進行了數值模擬；並對北京恆有源科技發展有限公司共同開展了同井回灌地下地下水熱泵工程的現場實踐研究。
在各高校研究工作的基礎上，研究成果也不斷地被應用於工程實踐中。例如重慶大學城市建設與環境工程學院在新疆米泉市小型辦公樓和重慶大學B區暖通實驗樓採用了土壤源熱泵系統。北京工業大學新建的綜合科技樓、逸夫圖書館、改建的經管學院樓、室內地熱游泳池和新建的能容納8000名學生的教學樓等建築，供熱（製冷）面積5000m2以上的「低溫地熱能梯級利用技術研究」重大科研工程項目。山東建築工程學院的學院學術報告廳工程（包括學術報告廳500m2，學生自習室及計算機房等空調面積約2700m2）選用2台水-水熱泵冷熱水機組。室外地熱換熱器採用垂直U形埋管形式由25組並聯的垂直U形埋管組成的地源熱泵系統。
為了推廣研究成果，各高校紛紛走上產、學、研結合的道路。1999年天津大學地熱中心、天津甘泉集團公司成立研究設計院。2000年山東建築工程學院成立了首個專門從事地源熱泵供熱空調系統的理論研究、技術開發、工程設計和旋工指導的方州地源熱泵研究所。北京工業大學成立了北京天地能流科技發展有限公司。清華大學的北京清源世紀科技有限公司也參與到地源熱泵的工程實踐當中。而許多企業也與高校科研機構緊密結合，以高校的技術力量為依託，共同建立科研機構、開發產品、承接工程。比如清華大學和山東富樂達空調設備有限公司，同濟大學和廣州從化中宇冷氣科技科技發展有限公司，山東建築工程學院和北京嘉和晟業地下水熱泵空調有限公司、煙台荏原空調設備有限公司、山東宏力空調設備有限公司，北京工業大學和山東利豐公司，湖北風神凈化空調設備工程有限公司和華中科技大學、東南大學等。
3.北京區地源熱泵相關的管理規定和政策
1）地下水熱泵
近年來，隨著國家加大建設「資源節約型、環境友好型」社會的力度，實現國家節能減排目標，各地也相繼出台支持開發利用淺層地溫能項目。如2006年5月31日，由北京市發展改革委聯合市水務局、國土局等九個委辦局聯合發文對採用地下地下水熱泵系統實現供暖和製冷項目按35元/m2的標准進行補貼。
由於地下水熱泵項目必須鑿井抽取和回灌地下水，因此地下水熱泵項目開工前須按照水利部頒發的《建設項自水資源論證管理辦法》要求，開展建設項目水資源論證，編制水資源論證報告書，對地下水熱泵項目取水、退水的可行性、用水的合理性、保護措施及對其他取水用戶的影響進行分析。
為保護珍貴的地下水資源，避免地下水熱泵盲目上馬對現有集中供水水源地的不良影響和產生不良的地質環境後果（如地下水交叉污染、地面沉降，地裂縫等），各地方水務主管部門還根據當地的水文地質條件有針對性的制定了管理措施，如北京市水務局2007年5月16日發布的《關於加強我市地下水熱泵管理工作的通知》中對地下水熱泵項目抽、灌距離，限制發展范圍等提出了明確要求：
（1）地下水熱泵系統抽灌含水層為第四系水，井深不得超過100m;
（2）抽灌井與建築物距離不少於30m；抽灌井之間水平距離不少於50m，抽水井之間距離不少於100m;
（3）為防止不同含水層水體交換造成水污染，保證回灌效果，抽灌必須在同一含水層內進行；
（4）嚴禁在自來水水廠地下水源保護區范圍內、地面沉降區、地下水嚴重超采區、承壓含水層內批准建設地下水熱泵系統；
（5）地下水熱泵抽灌井的施工，應嚴格遵守國家有關規程規范，確保抽灌井質量。承擔鑿井施工的單位須應具有相應資質；
（6）新建地下水熱泵系統抽灌水井應分別安裝抽水和回灌計量裝置。已建地下水熱泵系統也必須限期安裝計量設施；
（7）地下水熱泵抽灌水量實行月統季報制度。地下水熱泵系統使用單位每月末應書面報告當月的抽水量、回灌水量。
2）地源熱泵
由於地源熱泵無需開采地下水，對地質環境的影響遠遠低於地下水地源熱泵，其潛在的地質風險、安全風險等也遠遠低於地下水地源熱泵，但是地源熱泵初投資略高於地下水熱泵項目。因此，在2006年5月31日，由北京市發展改革委聯合市水務局、國土局等九個委辦局聯合發文對採用地源熱泵系統實現供暖和製冷項目按50元/m2的標准進行補貼，高於地下水地源熱泵補貼（35元/m2）。
根據北京市國土資源局關於申報地源熱泵項目的通知，項目建設單位需提交經專家審查通過的《地源熱泵系統淺層地溫能勘查評價報告》，報告主要內容為：序言：情況簡介及任務的來源與要求說明；簡要評述勘查區以往水文地質的工作程度及淺層地溫利用的現狀；敘述區域的地層分布情況、氣候條件及水文特徵；簡述勘查工作的進程以及完成的工作量。地源熱泵系統的初步設計方案；項目所在地水文地質條件論證；勘查工作情況；項目所在地的淺層地溫能的評價：地層換熱能力的測試情況；論述淺層地溫能利用量計算的依據，計算評價淺層地溫能；根據保護資源，合理開發的原則，提出相應的利用方式，簡述其保證程度，並預測其可能的變化趨勢，對淺層地溫能資源進行綜合的評估。結論及建議。
沈陽市發布的《關於地源熱泵系統建設和應用工作的實施意見》中明顯指出：地源熱泵系統是利用淺層地能進行供熱製冷的新型能源利用技術，具有清潔、高效、節能的特點。推進地源熱泵系統建設，有利於優化能源結構，促進能源互補，提高能源利用效率。要求在沈陽市三環內的455km2核心區范圍內，對符合應用地下水熱泵技術的409km2范圍內的建築物，原則上都要採用地下水熱泵技術規劃建設。
4.地源熱泵相關的學術交流
近年來，有關地源熱泵的學術流，也是逐步升溫。從地熱應用、熱泵技術發展和清潔能源利用等多角度對地源熱泵發展和應用的會議日益增多。
1978～2005年，中國製冷學會第二專業委員會主辦過12屆「全國余熱製冷與熱泵技術學術會議」。1988年中國科學院廣州能源研究所主辦了「熱泵在我國應用與發展問題專家研討會」。自20世紀90年代起，中國建築學會暖通空調委員會、中國製冷學會主辦全國暖通空調製冷學術年會上專門增設「熱泵」專題交流。1994年9月6日中國能源研究會地熱專業委員會在北京召開了「第四次全國地熱能開發利用研討會」。
2000年6月19～23日，國家科學技術部高新技術開發與產業化司在北京召開了「中美地源熱泵技術交流會」，會議介紹了地源熱泵技術、國外的應用狀況和在中國的推廣，會議的主題就是「提供運用地熱泵技術為住宅小區或公用樓宇採暖製冷，大幅降溫低運行費用的節能解決方案」。
2002年5月20日上午，國際能源機構（LEA）第七屆會議在北京國際會議中心舉行，這是該組織第一次在中國也是第一次在非組織成員國舉行這樣的會議，此次會議的目的是促進熱泵技術在世界范圍內特別是中國的交流和應用。居於國內行業領先地位的富爾達公司成為惟一贊助單位。
2003年3月17日，山東建築工程學院地源熱泵研究所與山東建築學會熱能動力專業委員會聯合在山東建築工程學院舉行「國際地源熱泵新技術報告會」。
為了落實「科技奧運」、「綠色奧運」的理念，為奧運場館建設提供可行的清潔能源建設方案，由北京工業大學和《工程建設與設計》雜志組織的體育場館工程清潔能源建設方案研討會於2004年7月6～8日在北京召開。此次會議邀請國內外專家就以地源熱泵技術為主的體育場館可能應用的清潔能源建設方案進行了研討，為2008年奧運會體育場館最終確定能源方案提供依據。北京奧組委、北京發改委、北京科委等有關單位，國內外學術界、設計界的權威以及28個奧運場館業主代表、相關企業代表參加了會議。
2005年9月，國際地熱協會第39次理事會在北京召開，出席會議的主席倫德先生和參會理事被邀請出席全國地熱產業可持續發展學術研討會。
2005年9月23日，由聯合國開發計劃署駐華代表處、科技部和國家環保總局共同舉辦的中國清潔能源行動推廣會議在北京舉行，來自國內40多個城市的市長、環保局長和其他代表出席了會議。會議旨在推廣聯合國開發計劃署、科技部和國家環保總局共同設立的為期四年的名為「通過使用清潔能源和清潔能源技術減少城市空氣污染的能力建設」的項目所取得的成績和經驗。
2007年1月27日，中國地質調查局淺層地溫能研究與推廣中心成立，中心設在北京市地質礦產勘查開發局。該中心專門從事全國淺層地溫能研究與推廣工作。2007年1月29～30日，由國土資源部主辦，北京市國土資源局、北京市地質礦產勘查開發局承辦的在全國地熱（淺層地熱能）開發利用現場經驗交流會上在北京友誼賓館召開。來自全國400多位代表考察了示範工程，並就國內外淺層地溫能資源勘查評價、開發利用情況、熱泵利用現狀及其發展前景、淺層地溫能利用實例、政策及技術規程等進行了充分的交流，會議號召地質科技人員深入進行淺層地溫能資源賦存、來源、運移規律等基礎研究，為國家大規模科學合理的開發利用淺層地溫能資源奠定堅實的基礎。會議出版了《全國地熱（淺層地熱能）開發利用現場經驗交流會論文集》。
2007年12月，由中國地質調查局淺層地溫能研究與推廣中心組織的全國淺層地溫能資源開發利用高級研修班在北京召開，眾多在淺層地溫能資源開發利用領域的專家學者從理論和實踐兩方面詳細介紹了淺層地溫能資源從勘查評價到開發利用的理論、核心技術和實踐經驗，會議鼓勵科學合理的開發利用淺層地溫能資源，為國家節能減排目標的實現做貢獻。
在增加會議交流的同時，與地源熱泵相關的出版物也不斷面世。1988年由中國建築工業出版社出版了徐邦裕教授等編寫的《熱泵》教材。機械工業出版社1993年出版了郁永章教授主編的《熱泵原理與應用》，1997年出版了蔣能照教授主編的《空氣用熱泵技術及應用》。1994年由華中理工大學出版社出版了鄭祖義的《熱泵空調系統的設計與創新》。1998年出版了鄭祖義博士的《熱泵技術在空調中的應用》。
2001年由中國建築科學研究院空調所徐偉等人翻譯的《地源熱泵工程技術指南》一書出版，為國內地源熱泵工程設計和施工人員提供了參考。《地源熱泵工程技術指南》原是由美國能源部、美國國防部、加拿大自然資源等七家單位支持，美國ASHRAE學會出版的地源熱泵技術專業書，全書分為原理篇、設計篇、安裝篇和節能篇。內容包括：介紹地源熱泵系統的分類、工作原理、系統構成、與常規系統比較；如何進行現場地質調查和實驗；地熱換熱器、地下水換熱器及地表水換熱器系統的設計；輸配系統和室內空調系統的設計；地源熱泵系統的安裝、調試和檢驗；地源熱泵系統的節能措施和節能設計計算，並提供了土壤和岩石的特性數據、防凍劑的特性數據以及塑料管和配件的特性數據。
2004年哈爾濱工業大學馬最良教授等人寫作的《水環熱泵空調系統設計》出版，這是一部較全面闡述水環熱泵空調系統應用理論基礎與實踐的專著。書中首次歸納出可再生能源水環熱泵空調系統的稱謂，這個概念的提出，將為水環熱泵系統注入新的活力，使其系統的應用更加廣泛、更加合理、更加經濟。因此，這種可再生能源水環熱泵系統將會有很好的應用前景，對解決暖通空調的能源與環境問題將有更長遠的戰略意義。
這些教材、著作、譯著的出版，推動了熱泵空調技術在我國的普及與推廣。
與此同時，國內的科技期刊上有關地源熱泵技術的論文也大幅增加。《暖通空調》、《製冷與空調》等雜志都開設專題進行研討。《工程建設與設計》雜志為此出版了地源熱泵專刊，同時開展了「國內地（水）源熱泵應用情況調查」，2004年第4期據調查形成的《國內地源熱泵應用情況調查報告》首次全面地展現了國內地源熱泵應用的情況。《建設科技》雜志對際高集團有限公司、山東富爾達空調設備有限公司等單位的地源熱泵技術給予多次報道。
Ⅳ 地質調查項目成果管理
地質調查項目成果管理由中國地質調查局、大區地質調查中心和項目承擔單位共同負責。地質調查項目成果報告由中國地質調查局統一組織，分級實施。中國地質調查局負責組織計劃項目和重大工作項目的成果報告審查；大區地調中心受地質調查局委託組織計劃項目的成果報告審查，按規定接收大區內工作項目地質調查成果資料；實施單位負責組織工作項目成果報告審查，集成、整合工作項目成果，提交計劃項目成果報告；承擔單位受實施單位委託組織工作項目成果報告審查，匯交地質調查成果資料及規定的原始資料，保管地質調查原始資料和實物資料。
一、項目成果報告的評審
1.評審程序
地調項目成果報告評審已經有比較成熟的程序，目前主要依據中地調發〔2003〕187號《中國地質調查局地質調查項目管理辦法（試行）》，具體程序如下：
（1）地質調查項目應按照有關規定、技術標准和要求，編寫項目成果報告。
（2）成果報告提交單位在完成項目報告並進行初審後，向組織審查單位填報成果報告審查申請表一式兩份，同時附單位初審意見。申請評審必須具備以下條件：
1）全面完成了設計書的任務；
2）通過了野外驗收或相關檢查；
3）各類技術資料齊全；
4）形成文字報告和各類圖件。
（3）地質調查項目成果報告審查工作分為評審和審查兩部分。評審形式分函審和會審兩種，以函審為主。組織審查單位根據成果報告審查申請及項目情況確定評審形式和評審專家人員組成。會審時評審委員會通過審閱成果報告，查閱各類資料，聽取項目組匯報、答辯，並與項目組在交換意見的基礎上，由主審專家主筆並匯總其他評委的意見，提出評審意見初稿和報告質量評分建議，經評審委員會討論形成最終評審意見。函審時由評審委員分別審閱成果報告、進行報告質量評分、形成書面評審意見，由組織評審單位匯總，形成評審意見。
（4）成果報告評審和審查依據為項目任務書、設計書、設計評審意見書、設計審批意見書和有關技術標准。報告評審應堅持實事求是、客觀公正、注重質量、講求實效的原則，保證評審工作的嚴肅性和科學性。
（5）評審應形成專家評審意見，組織審查單位據此簽署評審意見書，下發項目成果報告提交單位。
（6）成果報告提交單位在收到評審意見書30日內按照評審意見書對成果報告進行修改後，送組織審查單位審查。
（7）評審委員會一般由5～9人組成，經費較少的項目，人數可酌情減少，組成人員應覆蓋項目工作涉及的主要專業。
（8）組織審查單位在收到修改後的成果報告15日內進行審查，對審查合格的成果報告，由審查單位下發審查意見書，同時報地質調查局業務主管部門和成果資料管理部門各一份。對審查未合格的報告通知成果報告提交單位限期完成修改。
（9）技術方法和研究類成果報告的評審除按本要求進行外，還應參照國家科委下發的《科學技術成果鑒定辦法》、《軟科學研究成果評審辦法》執行。
2.評審的主要內容
（1）技術資料是否齊全、准確；
（2）成果和原始資料的吻合程度；
（3）成果是否符合設計和有關技術標準的規定；
（4）項目工作任務和預期成果目標的完成情況；
（5）成果的綜合研究水平；
（6）成果報告和綜合圖件的質量；
（7）成果的社會經濟效益、推廣應用前景；
（8）存在問題及建議。
二、項目成果資料匯交程序及要求
（1）承擔單位為地質調查資料匯交單位，各項目承擔單位是地調成果的管理機構，負責本單位及下屬單位科技成果的原始檔案管理工作，對已歸檔的科技成果逐步實現社會共享。中國地質調查局大區地調中心和發展研究中心為地質調查成果資料的管理部門。
（2）大區地調中心負責接收轄區地質調查成果資料。發展研究中心負責接收全國地質調查成果資料。
（3）地質調查資料匯交單位應在成果報告審查意見書下發之日起180日內，按國家有關規定向國家資料管理部門匯交地質資料，並向地質調查局成果資料管理部門匯交地質調查成果資料紙介質和電子文檔資料各一式兩套。
（4）匯交的地質調查成果資料應當符合有關技術標准和地質調查局地質調查成果資料管理辦法要求。
（5）地質調查局成果資料管理部門在每季度開始10日內向地質調查局上報上季度地質調查成果資料匯交情況統計報表。
（6）負責向部科技成果管理辦公室報送本單位需要登記的科技成果有關材料。
三、項目成果的登記
國土資源部科技成果管理辦公室，負責部門的科技成果登記、科技成果資料庫管理、科技成果統計分析和國內外科技信息跟蹤等。地質調查項目成果也屬於國土資源部科技成果一部分，完成成果報告評審和原本檔案歸檔後，應及時到部成果管理辦公室進行登記。
各項目承擔單位的科技成果管理機構，負責本單位及下屬單位科技成果的原始檔案管理工作，對已歸檔的科技成果逐步實現社會共享；負責向部科技成果管理辦公室報送本單位需要登記的科技成果有關材料。
（1）各項目承擔單位在科技項目驗收之前，必須向本單位的科技成果管理部門匯交科技成果原始檔案，然後向部科技成果管理辦公室辦理成果登記手續。
（2）科技成果的原始檔案包括各種原始觀測記錄、野外觀測數據、野外記錄本、原始分析測試數據、有注釋文檔的源程序和操作手冊、文字報告及有關的電子版本資料。
（3）各項目承擔單位在完成科技成果原始檔案歸檔後，方可到部科技成果管理辦公室辦理登記手續。
（4）各項目承擔單位在部科技成果管理辦公室辦理科技成果登記時，必須提交下列材料：
1）項目合同書或設計書一份；
2）完整的科研報告兩份及公開刊物發表論文復印件；
3）科技成果原始資料歸檔證明；
4）按合同書規定的關鍵科學數據、技術文件等相應的電子版；
5）《國土資源部科技成果登記表》兩份；
6）文字報告及其附件、附表的規格為：長27cm、寬19cm（標准16開本）或標準的A4版本。附圖應按同樣規格進行折疊，圖簽折在外面。正文、附表、附件等應採用線裝訂，不得用易銹蝕的金屬物裝訂。
（5）凡符合登記要求的科技成果，經正式登記，由科技成果管理辦公室出具《科技成果登記證明書》。
（6）兩個或兩個以上單位共同完成的科技成果，由其第一承擔單位負責，向部科技成果管理辦公室辦理登記手續。
（7）對於已登記的科技成果，如果得到專家、中介機構、應用單位的評價，可在兩年內向部科技成果管理辦公室補交相關證明材料；如果根據驗收委員會及有關專家的意見，對科研報告作重大修改的，應及時向部科技成果管理辦公室提供新版本的報告。
（8）已登記的科技成果，凡涉及國家機密的，主管部門將按照保密的有關法律法規實行管理。
地質調查項目成果作為科技成果的重要組成部分，其管理已經形成了比較完善的體系。在組織管理上，科學技術部統一領導全國的科技成果管理工作，國土資源部和中國地質調查局科技主管部門設有專門的管理機構，對科技成果和地質調查成果實行分級管理。在管理流程上，科技成果和地質調查成果管理各項工作是一個有機的整體，同時科技成果和地質調查成果管理工作又貫穿於科技活動和地質調查的全過程。在國土資源大調查計劃制定階段，技術檔案、保密及地調成果的統計與分析，為國土資源大調查計劃的制定提供決策依據；在地質大調查實施階段，地質調查成果管理工作為計劃的過程管理提供各項職能服務，及時反饋地質大調查計劃的進展。
Ⅳ 河南省淺層地熱能開發利用展望
一、開發利用淺層地熱能是我國能源戰略和重要國策
淺層地熱能是一種清潔的、可再生的能源，是國家要求大力探索和發展的新能源。胡錦濤總書記在中央人口資源環境工作座談會上指出：建立資源節約型國民經濟體系和資源節約型社會，逐步形成有利於節約資源和保護環境的產業結構和消費方式，依靠科學進步推進資源利用方式的根本轉變。胡總書記在「十七大」報告中又指出：「建設生態文明，基本形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式、消費模式。循環經濟形成較大規模，可再生能源比重顯著上升。主要污染物排放得到有效控制，生態環境質量明顯改善。……開發和推廣節約、替代、循環利用和治理污染的先進適用技術，發展清潔能源和可再生能源，保護土地和水資源，建設科學合理的能源資源利用體系，提高能源資源利用效率。」
溫家寶總理在哥本哈根氣候大會上庄嚴承諾，中國「到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，在如此長時間內這樣大規模降低二氧化碳排放，需要付出艱苦卓絕的努力。我們的減排目標將作為約束性指標納入國民經濟和社會發展的中長期規劃，保證承諾的執行受到法律和輿論的監督。」因此，要實現這一減排目標，就必須大規模削減和節約利用化石能源，大力發展清潔能源和可再生能源。淺層地熱能的勘查與開發是我國發展節能型經濟，建設節能社會的迫切需要。
《中華人民共和國可再生能源法》明確指出：「國家將可再生能源開發利用的科學技術研究和產業化發展列為科技發展與高技術發展的優先領域。國家財政支持可再生能源的資源調查、評價和相關信息系統建設」。國務院頒布的《民用建築節能條例》第四條中指出「國家鼓勵和扶持在新建建築和既有建築節能改造中採用太陽能、地熱能等可再生能源」。可再生能源法和民用建築節能條例的實施為淺層地熱能的調查、評價和開發利用提供了強有力的法律依據和政策保障。
淺層地熱能是一種能自然補給，且可循環利用的可再生清潔能源。有關數據顯示，我國淺層地熱能的應用才剛剛起步，淺層地熱能在能源結構中的比例還很低，目前還主要應用於城市建築節能。隨著經濟的發展，淺層地熱能的應用可能逐步向縣城和農村推廣。
河南省屬大陸季風氣候區，具有夏季炎熱、冬天寒冷、四季分明之特點。夏熱冬冷的氣候條件為淺層地熱能的利用奠定了基礎。
河南省平原地區是省內人口最密集的地區，其中城市集中分布在中東部平原區，該區也是河南省經濟最活躍的地區。東部平原是河南省乃至全國重要的糧食主產區，但經濟相對落後。能源短缺是制約河南平原經濟發展的瓶頸，尤其是廣大的東部平原，能源短缺嚴重製約和影響了該區縣域經濟的可持續發展和社會主義新農村建設進程。
河南平原廣大農村能源比較缺乏，平原及西部山間盆地又多分布厚度較大的第四系鬆散層，淺層含水層岩性由砂礫石、中粗砂、中細砂、細砂組成，淺層地熱能利用層位較鬆散且地下水較豐富，適宜淺層地熱能開發利用。研究表明：河南省平原有較豐富的淺層地熱資源和優越的開發利用條件，適宜於建築節能和人居環境的改善。查清河南省平原區淺層地熱能的埋藏、分布規律及循環特徵，評價淺層地熱能資源開發利用潛力，研發適宜於農村淺層地熱能開發利用的先進技術，對於節能技術的推廣應用，提高淺層地熱能開發利用的科技水平具有重大意義。
加強淺層地熱能勘查評價，制定開發利用及保護區劃，對合理開發利用淺層地熱能，增加能源供應，改善能源結構，保障能源安全，保護環境，促進循環經濟和社會經濟可持續發展具有十分重要的意義。
進入21世紀以來，國際能源價格大幅上漲，尤其是原油、天然氣、煤炭等化石能源價格成倍增加，各城市集中供熱價格也隨之不斷上升。因此，大力開發替代能源，是時代的必然，是各級政府重點支持和發展的產業。淺層地熱能作為可再生的綠色能源，其開發將有力促進和諧社會建設，改善人居環境，也一定能取得良好的社會、生態和經濟效益。
二、淺層地熱能開發利用勢頭強勁
我國的地源熱泵及地能開發利用事業近幾年已開始起步，而且發展勢頭看好。清華大學、天津大學分別與有關企業結成產學研聯合體開發出中國品牌的地源熱泵系統，已建成數個示範工程，越來越多的中國用戶開始重視利用淺層地熱能，並對其利用產生了濃厚的興趣，可以預計中國的淺層地能開發市場前景廣闊。據行業統計，目前地能中央空調系統在全國推廣達數千萬平方米。已遍及北京、上海、天津、河北、河南、山西、遼寧、四川、湖南、西藏、新疆等省區。應用的建築類型包括賓館、住宅、商場、寫字樓、學校、體育場館、醫院、展覽館、軍隊營房、別墅、廠房等。淺層地熱能的利用方式也有最早地下水源熱泵系統發展到地埋管地源型熱泵系統、地表水源熱泵系統（包括江水源、湖水源、污水源等）。我國成功舉辦了北京奧運會，其綠色奧運的重要標志就是包括水立方、奧運村等多個體育場館、設施利用了地溫中央空調系統，受到了奧組委和各國運動員的好評。上海世博會場館也設計利用了地表水源熱泵系統。
目前我國各級政府非常重視淺層地熱能的開發利用，國土資源部、中國地質調查局等部門多次召開淺層地熱能勘查開發經驗交流會、技術研討會，並出台了《淺層地熱能勘查評價規范》，做到了淺層地熱能勘查開發有標准可依。2006年建設部、財政部聯合發布了《建設部、財政部關於推進可再生能源在建築中應用的實施意見》（建科[2006]213號），「意見」中明確規定了國家重點支持淺層地熱能開發利用的示範工程、技術集成及標准制定。國家從中央財政安排專項資金用於支持可再生能源建築應用示範和推廣，財政部、建設部已批准下達3批包括淺層地熱能利用的可再生能源建築應用示範推廣項目。北京、遼寧等省市也相繼出台一些地方規定和優惠政策，有力地促進了淺層地熱能開發利用技術的推廣。例如在北京開發利用淺層地熱能政府給予財政補貼；沈陽市要求全市范圍內具備條件的建築都要使用淺層地熱能開發利用系統；成都、重慶、寧波等城市都設立可再生能源專項資金，用於淺層地熱能開發利用產業化發展，相關企業可享受貼息貸款、高新技術企業等優惠政策。許多省市都在積極開展城市淺層地熱能調查評價與開發利用規劃。河南省財政廳、建設廳聯合下文鼓勵並支持有關房地產企業和單位積極申報國家可再生能源建築應用示範推廣項目，省財政廳、國土資源廳早在2007年就批准省地質調查院申報的「河南省重點城市淺層地熱能調查評價與開發利用研究」科研項目，2009年又批准下達了鄭州、洛陽、開封和三門峽4城市的淺層地熱能勘查評價與區劃項目，有力地促進了河南淺層地熱能開發利用技術的發展。
當前河南省淺層地熱能開發利用中應用較多的是地下水源熱泵，也就是以地下水作為冷、熱源體，在冬季利用熱泵吸收其熱量向建築物供暖，在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放、實現對建築物供冷。淺層地熱能的勘查和開發利用還多局限於城市，大多數縣城和廣大農村還是個空白，尤其是平原區城鎮及農村缺乏能源.大多數地區經濟還相對落後，隨著能源價格的上漲，對農村人民群眾的生活影響會更大。河南平原是黃淮海平原的重要組成部分，人口集中，土地肥沃，是我國重要的商品糧基地，素有「中原糧倉」之稱。同時，這一地區又因地理位置和地質條件的特殊性，「三農」問題尤為突出。隨著經濟的發展和社會主義新農村建設的推進，淺層地熱能在廣大平原城鎮和農村有著更廣闊的開發利用前景，尤其是在現代農業發展方面更值得示範和推廣。
三、前景分析與展望
淺層地熱能開發利用就是利用地源熱泵系統，把地下200m以淺至恆溫帶中的土壤與含水層作為地源熱泵系統冷熱源。在夏季供冷時，向地下排放冷凝熱，經過整個夏季冷凝熱排放與積聚後，使土壤或地下水在恆溫帶會形成局部4～6℃的升溫。在冬季供熱時，熱泵要從土壤或地下水中不斷吸取低品位低溫熱量，使土壤或地下水在恆溫帶以下形成局部4～6℃的降溫，經過一年的供冷供暖周期後又回復到原始恆溫帶溫度。根據這一特點，淺層地熱能開發利用與地質、水文地質條件密切相關，即地質、水文地質條件決定了淺層地熱能開發利用。
隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，公共建築和住宅的供熱和空調已成為普遍的需求。在發達國家中，供熱和空調的能耗可佔到社會總能耗的25%～30%。我國的能源結構主要依靠礦物燃料，特別是煤炭，礦物燃料燃燒產生的大量污染物，包括大量SO2等有害氣體以及CO2等溫室效應氣體，給人們生活、健康和環境造成很大影響。
1.淺層地熱能開發利用前景
前已述及，河南省發展淺層地熱能利用有其獨特的優勢，尤其是氣候條件和地質條件為發展淺層地熱能利用提供了很好的前提。①河南省大部分地區屬於東亞季風氣候，也就是常說的夏熱冬冷地區，由於該地區供冷和供暖天數大致相當，冷暖負荷基本相同，因此適合於在該地區推廣淺層地熱能利用，充分發揮地下蓄能的作用；②河南平原區地質條件適合推廣淺層地熱能利用，該區淺層分布第四系鬆散地層，岩性以粉土、砂層、砂礫石層和黏性土為主，有利於地源熱泵地下換熱器的施工，也有利於地下換熱器的傳熱和地源熱泵系統的運行；③淺層地熱能是清潔能源，與此同時由於廠家密封製冷劑，使用過程中不泄露，不補充，減少了對臭氧層的破壞，所以，淺層地熱能開發利用對降低溫室效應、緩解空氣污染問題起了積極作用；④由於地源熱泵僅僅用來傳輸能量，而不是產生能量，所需能量70%來自於地下，冬天供熱、夏天製冷都具顯著的節能效果，能緩解用電高峰期的能源壓力。地源熱泵是一種使用可再生能源的高效節能、環保型的製冷、供暖空調與供熱水工程系統，該技術能提高能源利用率，是合理用能的典範。近幾年來，我國對建築節能的要求越來越高，地源熱泵技術為減少大氣污染，降低能耗、節約能源這一問題提供了有效的解決方案，具有廣闊的發展前景。
2.淺層地熱能開發利用優勢
（1）節能高效
開發利用淺層地熱能可以大大降低一次能源的消耗。即先利用燃燒燃料產生的高溫熱能發電，然後利用電能驅動熱泵從周圍環境中吸收低品位的熱能，適當提高溫度再向建築供熱，就可以充分利用燃料中的高品位能量，大大降低用於供熱的一次能源消耗。採用地源熱泵為建築物供熱可大大降低供熱的燃料消耗，不僅節能，同時也大大降低了燃燒礦物燃料而引起的CO2和其他污染物的排放。
（2）有利於環境保護
河南省冬季乾燥寒冷，夏季炎熱多雨，是能源消耗最大的時段，尤其是建築能耗供需矛盾十分突出，從氣候上要求冬季供暖夏季製冷，而淺層地熱能的開發利用，對環境的破壞和影響較小。淺層地熱能的利用需要在冬季提取地下熱能用於供暖，而在夏季則需要向地下儲存熱能，這樣可保持地下熱能平衡，使其對環境的影響最小。
（3）資源可循環利用
地下水的回灌問題是地下水源熱泵系統淺層地熱能利用的關鍵環節，多年來回灌技術一直沒能得到很好的解決，成為水源熱泵利用的瓶頸。可喜的是近幾年這一技術有了很大提高，地下水回灌綜合技術取得突破，使水源熱泵技術實現資源可循環利用成為可能。
（4）經濟社會環境效益顯著
在以利用淺層地熱能的實例中，地源熱泵效益與一般燃料效益進行了對比，地源熱泵系統初期投資較大，但運行成本大大降低，運行成本可節約40%左右。地源熱泵技術具有節能、環保、運行費用較低的優點，經濟效益及環境效益顯著，具有廣闊的發展前景，淺層地熱能的開發利用可使各級政府完成節能減排目標。
3.開發利用淺層地熱能，推動我省新農村建設
河南省地處中原，也是農業大省，農村土地、人口佔了很大的比例，在城鎮與農村中大力發展無污染、可循環利用的可再生能源，不僅能為河南省經濟建設作出貢獻，更能有效地提高城鎮及農村居民的人居環境，積極發展現代農業，符合我國新農村建設的發展方向。
（1）淺層地熱能向農村推廣的可行性
河南省處於中國第二沉降階梯的過渡地帶，東部平原，南陽盆地，洛陽盆地等區域都分布著較為豐富的淺層地熱能，開發利用具有廣闊的前景。目前，鄭州、開封、新鄉、許昌、漯河、周口、安陽、濮陽、焦作、南陽等城市都在不同程度地開發利用淺層地熱能，當務之急需將這一先進技術向縣城及以下農村推廣。
在河南省廣大農村發展高效農業和家庭空調，推廣淺層地熱能熱泵技術，無論是從地質條件還是技術方法都是成熟與可行的。
根據河南省實際情況，在村鎮建設推廣建設該系統可根據各地情況有選擇性地進行。在水文地質條件較好的地區，可發展水源熱泵系統，而在水文地質條件不理想的地區發展土壤源熱泵，如果自然條件允許，可發展復合熱泵系統。
在廣大城鎮農村地區，有較多的開發利用空間。只要地質條件允許，就可以合理有序的規劃開發利用淺層地熱能，將熱泵系統的利用效能提升至最高。在新農村建設中，將熱泵系統的優勢最大化的發揮出來。
在農村城鎮中進行淺層地熱能開發，自家院落即可利用，佔地少，效能高，效果顯著，運行費用經濟。相比較傳統的供暖.可以降低污染能耗，增加取暖效果，提高村鎮居民生活水平。
（2）農村淺層地熱能利用前景展望
1）大力發展村鎮連片或單戶供熱和空調：河南省地處冬季採暖區，如此廣大面積上的村鎮，以往絕大多數是傳統的燃煤、燒柴、鍋爐取暖，進入21世紀的今天，完全有條件開發新能源，其中就包括淺層地熱能源來逐步替代污染型化石能源。農村開發利用淺層地熱能具有資源有保證、開發利用風險小、經濟效益好的特點。
在廣大村鎮進行熱泵的應用推廣是高科技通向節能環保的橋梁，是促進地熱直接利用領域中的一次規模性的、重要的技術革新。應用熱泵技術幾乎可以將到處都有的低品位地熱能作為冷熱源擴大供熱或製冷麵積，提高熱利用效率。
2）大力發展農村地熱旅遊業：當代旅遊業已成為世界上發展勢頭最強的最大的產業。河南省是一個旅遊資源十分豐富的地區。開發以農村城鎮為中心的地熱旅遊資源，不僅豐富河南省旅遊業的內容，多增添一個新生長點、新品種，而且也為振興當地經濟起到促進作用。
3）堅持「一熱多用」發展高效農業：低品位地熱資源多源於多層性熱儲，多個水熱動力系統和多種水熱地球化學特徵的地熱流體，充分利用其資源的多功能性，堅持一熱多用的開發原則，提高熱利用率，積極發展高效農業，如大棚種植反季節蔬菜、花卉種植、熱帶魚養殖和冷庫貯藏保鮮等，充分利用淺層岩土層和地下水這一恆溫的冷熱源，以求取得最佳的經濟效益。
河南省淺層地熱能資源豐富，地質、水文地質條件良好，氣候條件適宜，淺層地熱能利用潛力巨大，發展前景廣闊，經濟效益和社會效益顯著。因地制宜、科學利用淺層地熱能，對於河南省的新農村建設，節能減排，推動河南省能源利用結構的調整和經濟發展具有重要的現實和長遠意義。
目前，淺層地熱能在大中城市已逐步開始利用，縣城及以下廣大農村基本還是空白，加強淺層地熱能在農村的應用研究，創新現代農業技術體系，研製適宜農村單戶利用的地下水源熱泵，改善農村人居環境和種植業、養殖業結構，加快社會主義新農村建設。
Ⅵ 淺層地熱能勘查評價技術規范編制說明
韓再生
（中國地質調查局水文地質環境地質部）
淺層地熱能是賦存在地球的表層岩土體中的低溫地熱資源。我國淺層地熱能資源豐富，分布廣泛，溫度穩定，開發技術臻於成熟，目前已經廣泛應用於空調製冷和供暖。是一種很好的替代能源和清潔能源。近10年以來，熱泵技術逐步得到推廣，日益受到人們的重視，成為目前地熱能利用的增長點。從北京、天津等地近幾年開發利用情況可以看到，淺層地熱能分布普遍、埋藏淺、開采利用較便利、風險小，利用熱泵換熱技術既可供熱採暖又可製冷，實現了資源的可持續利用，改善了大氣環境。在採暖、空調方面較深部地熱資源的利用范圍更廣、更具發展前景，適合在我國特別是北方地區大力推廣應用。
為了規范淺層地熱能的勘查與評價，提高淺層地熱能勘查開發水平，合理利用和科學管理淺層地熱能資源，國土資源標准化委員會水文地質工程地質環境地質分技術委員會提出制訂《淺層地熱能勘查評價技術規范》行業標准，委託中國地質調查局編制該項國土資源行業標准。參加該技術規范編制工作的有：中國地質科學院水文地質環境地質研究所、中國地質環境監測院、天津地質礦產研究所、北京市地質勘察技術院、中國能源研究會地熱專業委員會、中國地質調查局水文地質技術方法研究所等單位。
規范明確了有關淺層地熱能的概念和術語，首次系統提出了淺層地熱能資源計算評價的方法，特別是其核心技術：區域淺層地熱能資源量的評價方法具有相當的探索性。在徵求意見稿中，分別規定了區域淺層地熱能調查和地源熱泵工程淺層地熱能勘查工作的目的任務、基本工作內容、工程式控制製程度以及質量要求。對地源熱泵工程淺層地熱能勘查提出了地下工程、水源井施工和質量要求，井群設計、水質評價和處理方法、回灌技術要求、環境影響評價和經濟效益評估等。對區域淺層地熱能調查、資源評價、資料整理和報告編寫提出了基本要求。規程適用於區域淺層地熱能調查評價和地源熱泵工程淺層地熱能的勘查評價，可以成為設計書編制、勘查工程布置、淺層地熱資源評價、報告編寫和審批的依據。
採用熱泵工程開發利用淺層地熱能必須以地質勘查評價為基礎。對於土壤源熱泵工程，需要掌握一定區域內地熱能資源量、地溫場特徵、地層熱傳導系數等參數，地源熱泵工程的設計、熱泵系統的配置和安裝、運行要根據地質和淺層地熱資源狀況而定。水源熱泵工程需要有豐富和穩定的地下水源作為保證，水文地質條件必須適合於同層回灌。在建設地源熱泵系統時，需要避免不同含水層之間的水質污染、熱污染問題的發生。建設地源熱泵的地下水井應避開地下水水源地保護區和地下水嚴重污染的區域。目前，在建設熱泵系統前大多數沒有開展地熱能資源勘查和環境影響評價，從而造成能源利用效率不高，部分地源熱泵工程出現了明顯的環境安全隱患。
我國廣大平原鬆散地層的地區，或具備成井條件的岩溶含水層分布區，都具有開發利用淺層地熱資源的條件。利用這項技術開發淺層地熱能，具有替代常規能源和清潔環保的特點。北京市應用淺層地熱能為冷、熱源的熱泵集中採暖、製冷工程。每年以15%～20%的速度增長。目前全市採用這種技術的供暖建築面積已超過500萬平方米。天津市在地熱梯級供熱系統中使用了地源熱泵，尾水最低排放溫度達到10℃，利用溫差達80℃，地熱資源得到了充分利用。地源熱泵系統具有綠色環保、高效節能、運行成本低、一機多用、技術成熟、不消耗地下水等特點，應用前景廣闊，原則上適用於任何地層和建築。目前，全國利用淺層地熱能供暖（製冷）面積約為1000萬平方米，所佔整個住宅能耗的比率仍很低，具有進一步加大開發利用淺層地熱能資源供暖的潛力。
為了保證淺層地熱能的合理開發利用，有必要結合地區發展建設和能源需求，進行區域淺層地熱能資源評價，制定合理開發利用規劃，確定有利的開發地段及適宜的開發利用方式，做到有序開發、合理利用、科學管理淺層地熱能資源。建議首先在北京市開展區域淺層地熱能資源調查評價試點，在取得經驗的基礎上，部署全國系統的淺層地熱能資源評價，查清資源底數，為政府統一規劃淺層地熱能資源、提高能源利用效率、保障能源安全的宏觀決策提供基礎依據。還應有針對性的建立淺層地熱能開發利用示範區，總結經驗，提高利用技術水平。
《淺層地熱能勘查評價技術規范》編制工作自2006年4月開始，編寫組成員中既有多年的地熱地質工作者，又有國內最早從事地源熱泵開發的專家，還有勤於思考的年輕同志。在收集、查閱國內、外有關資料的基礎上，對北京市和天津市正在運行的地源熱泵工程進行了深入調研。編寫組集思廣益，集中編寫，5月份提出了徵求意見第一稿。廣泛發送給全國有關部門和專家，並在天津大學舉辦的「全國地熱熱泵培訓班」上徵求意見。截至7月底共收到書面意見26份，還有一些專家提出了口頭意見。特別感謝國務院參事室、國土資源部地質勘查司、礦產開發管理司、地質環境司、北京大學、中國地質大學、中國礦業大學、北京市國土局、天津市地勘局、山東省地勘局、中科院地質研究所、中國能源研究會和中礦聯地熱專業委員會等部門的專家對徵求意見稿提出的中肯意見。規范編制組於8月份集中整理分析、認真研究、深入討論了反饋的意見，對規范進行了重大的修改和補充，完成了徵求意見第二稿。本稿作為國土資源部2007年在北京召開的「全國地熱（淺層地熱能）開發利用現場經驗交流會」的會議材料，進一步廣泛徵求意見。
科學開發利用淺層地熱能資源，必須堅持節約高效，有必要在以下方面加強技術攻關：淺層地熱能量的計算評價方法，地熱水的回灌技術，堵塞的處理方法，土壤熱泵系統淺層地熱溫度場的計算、淺層地熱參數採集方法，深層岩土熱物性測試及其儀器，不同地層熱物性資料庫，不同區域的地下傳熱模型的模擬實驗，地埋管換熱器的傳熱強化，高性能回填材料的試驗研究，專用管件的研發，以地源熱泵為基礎的混合系統的優化，直接交換地能系統和新型地下換熱器等。需要在實踐中不斷總結前曾地熱能勘查評價的經驗，在解決關鍵問題的過程中逐步完善《淺層地熱能勘查評價技術規范》。
請會議代表和各位專家將修改、補充意見於2007年3月以前反饋給編寫組。聯系地址：北京市西城區黃寺大街24號，中國地質調查局，水文地質環境地質部，韓再生，郵編：100011，電話及傳真：010-51632893。
Ⅶ 雄安地上地下打造兩個雄安是怎麼回事
這是一片千年福地！
雄縣、容城、安新，近千年未發生6級以上地震；地下百米以內結構均勻，工程條件好，適宜地下空間開發；這是我國中東部地熱資源最豐富區域，地下熱水資源年可開采量摺合標准煤220萬噸。在這里，國土資源部、中國地質調查局將從萬米深處地質調查開始，打造國土空間立體開發示範區。
綠色低碳：打造「地熱雄安」
說起藍天工程，好消息是雄安新區是我國中東部地熱資源最豐富、開發利用條件最好的區域，充分利用地熱資源，對綠色低碳城市建設具有重要意義。
初步調查顯示，雄安新區分布有三個大中型地熱田，地下熱水資源分布廣、埋藏淺、溫度高、儲量大、水質優、易回灌。初步評估，在采灌均衡條件下，地下熱水資源年可開采量摺合標准煤220萬噸，可滿足約4000萬平方米建築物供暖需求。
目前區內分布牛駝鎮、高陽和容城三個大中型地熱田，資源開發利用量僅占可采資源總量的6％，潛力巨大。全區普遍適於淺層地溫能開發利用，年可開采量摺合標准煤400萬噸，可滿足約1億平方米建築物供暖、製冷需要。
郝愛兵說，充分開發利用地熱資源，對藍綠交織、清新明亮綠色生態城市建設具有重要意義。
雄安真的要雄起了！
Ⅷ 淺層地熱能勘查技術
楊旭東 曹福祥
（中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所）
摘要：地球是一個巨大的能源寶庫，每天由地球內部向地表傳遞的熱量相當於全人類一天使用能量的2.45倍。特別在當今人們日益關注全球氣候變化、環境污染問題和社會的可持續發展的形勢下，隨著地源熱泵技術的日臻成熟，低溫低焓淺層地熱能作為一種可再生的清潔能源而備受關注。作為其開發利用的技術支撐勘查技術亟待解決，本文僅就有關問題及經驗進行探討。
1 淺層地熱能開發現狀
地球是一個巨大的能源庫，進入地球內部越深，溫度就越高。每天由地球內部向地表傳遞的熱量相當於全人類一天使用能量的2.45倍。這種儲存在地球內部的能量其實比化石燃料豐富，特別在當今人們日益關注全球氣候變化、環境污染問題和社會的可持續發展的形勢下，地熱能作為一種可再生的清潔能源而備受關注。
淺層地熱能是地熱能源的一部分，地層恆溫帶至地表以下200m以內具備開發利用價值的地熱能，一般溫度在15℃左右。其開發利用與地源熱泵技術的發展是分不開的。
1.1 國外應用現狀
1912年，瑞士Zoelly首次提出利用淺層地熱能作為熱泵系統低溫熱源的概念，並申請了專利，標志著地源熱泵系統的問世。至1948年，Zoelly的專利技術才真正引起人們普遍關注，尤其在美國和歐洲各國開始重視此項技術的理論研究。1974年以來，隨著能源危機和環境問題的日益嚴重，人們更加重視以低溫地熱能為能源的地熱泵系統的研究。
美國地源熱泵應用的力度最大，1990年、1995年和2000年地熱直接利用中，地源熱泵占很大比例，約為59%，而且發展很穩定，平均年增長7.7%左右。1997年已安裝12kW地源熱泵4萬台，2000年達40萬台左右，預計2010年總裝機量可達到150萬台。目前地源熱泵在美國應用最多的還是學校和辦公樓，大約有600多所學校安裝了地源熱泵，主要集中在中西部和南部地區。
歐洲的地源熱泵應用主要集中在中北歐國家，如瑞典、奧地利、瑞士、德國等。20世紀50年代地源熱泵的利用曾出現過一次高潮，由於價格高，沒有進一步發展。石油危機後，歐洲一些國家先後組織了五次大型的地源熱泵專題國際學術會議，對三十多個地源熱泵項目進行了研究。與美國情況不同，歐洲主要利用淺層地熱資源，採用地下土壤中埋盤管（埋深小於400m）的地源熱泵，主要用於室內地板輻射供暖及提供生活熱水。據1999年統計，家用的供暖設備中，地源熱泵所佔比例瑞士為96%，奧地利為38%，丹麥為27%，比1996年以前有明顯提高。
1.2 國內應用現狀
我國具有較好的熱泵科研成果與應用基礎，早在20世紀50年代天津大學開展了我國熱泵的研究。20世紀80年代末以後，國內各大院校開始了研究地源熱泵的熱潮，在2001年寧波召開的全國熱泵和空調技術交流會和2002年在北京召開的國際熱泵會議上，國內外有關人士開始關注中國這個很有發展潛力的大市場。近幾年來，國內加強了地源熱泵的應用研究力度，自行研究和生產地源熱泵機組的廠家已達十幾家，如山東的富爾達、北京的中科能、沈陽的東宇等。另外，一些國外知名公司在國內也設立了銷售部門，並在北京、天津、廣州、重慶、山東、河南、湖南、遼寧、西安、黑龍江及河北建立了工程。目前我國已有100多個地源熱泵工程，供熱/空調面積達100萬m2。這些工程幾乎都是以地下水作為熱源的水源熱泵系統。地下埋管的地源熱泵系統，僅在山東、天津、湖南、河北及吉林等地有示範工程，並取得了初步效果。
2 淺層地熱能開發水文地質分類
根據淺層地熱能利用含水層介質類型、特徵及埋藏分布情況等進行淺層地熱能水文地質類型的劃分。結合已有的相關勘查規范基本可將地熱能開發水文地質類型分為4類16型。4類為孔隙水類、岩溶水類、裂隙水類、特殊水類。各類分型以及需要查明的水文地質問題詳見表1。
表1 水源地水文地質勘查類型及應查明的主要水文地質問題
續表
3 淺層地熱能勘查技術
在淺層地熱能勘查過程中，一方面繼承和發展著傳統的水文地質勘察方法，同時不斷地把新理論、新技術和新方法及時應用於淺層地熱能勘查之中。從衛星圖像、航空相片的航測到地球化學、地球物理勘查，再到地質鑽探，已形成了從天空到地表再到地下的全方位立體勘查體系，達到了經濟發展，地質先行的戰略要求。淺層地熱能勘查應遵循如下最優化原則：資料收集—地質調查—地球物理—地球化學—地質鑽探—資源評價—開發利用—回灌保護—測量監測。
3.1 資料收集
在任何勘查進行之前，首先要盡可能地收集、整理和分析該地區的地質、水文地質、物化探等資料。收集資料時要注意以下四點：
（1）查閱的范圍盡量大些，包括一個完整的地質構造單元及其相鄰地區；
（2）要重視岩體和地質構造資料的收集；
（3）對低溫傳導為主的地熱田，重要的是凹陷中的凸起，要重視物化探資料的收集；
（4）要重視溫度資料的收集，盡可能收集溫泉的位置、溫度、水量等資料。在覆蓋地區主要找鑽孔抽水時的實測溫度資料。
3.2 地質及水文地質調查
地質調查的目的是了解淺層地熱能地質背景，要查明地熱田的地層時代、岩性特徵、岩漿岩的時代、分布范圍、地質構造特徵以及地下水的補給、徑流和排泄條件等，以便為下一步的淺層地熱能勘探工作提供依據。地質調查時應注意以下幾個問題。
（1）淺層地熱能開發區的構造控制。從對已知的井、泉調查來看，其出露位置多數是在近代還有較強活動的構造復合位置上；或是大斷裂和由它引起的次一級斷裂相交的地方；或是在張性、張扭性的斷裂及節理處等，因為這些地方岩石比較破碎，常常也是地下水在其中運動和深部水上涌的有利場所。
（2）在調查區域斷層剖面時，要重點描述孔隙透水層和不透水層，以及所有火山岩的產狀和時代，同時注意岩層的化學成分、熱液蝕變和礦物沉積的特徵和范圍。通過對圍岩蝕變和裂隙中礦物沉積的現象，可以幫助尋找那些埋藏在深部、地表無地熱顯示的熱異常區，還可以指出進一步勘查的方向。
（3）水文地質方面應對地表出露的冷泉水或冷水井逐個進行溫度、水量和pH值的野外測定，描述冷泉出露的地質和構造條件，選取水樣做化學和同位素（氚）等測定。對區內經過的河流、小溪也要測量流量和水溫，應將一些主要河流分段測量，測出進熱區前、中間和出熱區後的水溫並取水樣，以確定地表水體與地熱水之間的補給排泄關系。在沖積扇發育地區應劃分頂部補給區、中部徑流區和下部排泄區的界限。
3.3 地面物探勘查技術
地面物探勘查的具體任務是：確定含水層上覆蓋層的厚度，地層和岩性分界面及形態；確定斷裂的位置與產狀；了解岩溶發育位置、規模和形態特徵；查明地下水賦存空間和徑流通道的連通性；查明地下水埋深、流速、流向及含水層深度、含水量等。地下水勘查常用的方法以直流電法和電磁法為主，具體包括：自然電場法、充電法、直流電阻率法、激發極化法、音頻大地電場法、高密度電阻率法、地質雷達、頻率域電磁測深法（EH－4電導率成像系統）、瞬變電磁法和核磁共振法等，各種方法有其自身的技術特點，因而有其不同的適用范圍。
自然電場法和充電法常用來確定地下水流向、流速，核磁共振技術可直接探測含水層位置、水量及其滲透率，這是淺層地熱能地下水勘查物探技術要解決的共性問題。針對不同類型地下水的賦存條件和物探方法的技術特點，如何建立合理、有效的物探勘查技術，是地面物探勘查要解決的首要問題。
3.3.1 鬆散層孔隙水
物探勘查的主要目的是了解含水層結構及其富水性、地下水位埋深和地下水礦化度。淺層孔隙水勘查技術國內外均已較成熟，一般情況下採用直流電測深法或激電測深法較為適宜，成本低、方法簡單而普及，視電阻率參數可確定含水層結構和地下水礦化度，激電參數用於了解富水性。但有的地區常規電阻率法工作難度較大，如沙漠區地表極為乾燥，電極接地電阻較大，供電困難；對於淺部高礦化度地區，電阻率偏低，導致供電電流過大，需大功率供電設備，且測量電壓信號小，影響觀測精度；部分地區地形條件不利，不易開展工作。此時可選擇電磁測深法，如頻率域電磁測深法（EH-4電導率成像系統），其觀測系統輸入阻抗較高，易於開展工作，效率高；瞬變電磁法可採用磁源激勵回線，不涉及接地問題。對於水文地質條件復雜的地區，在其它物探工作基礎上，選擇重點區採用Numis核磁共振技術確定含水層的深度、厚度、給水度及水量等多個參數，在西北黃土塬區應用效果明顯，但該方法成本高，效率較低。
3.3.2 碎屑岩類裂隙水
其賦存介質主要為中生代盆地沉積的一套巨厚的侏羅、白堊系河湖相砂泥岩。地下水類型包括風化帶網狀裂隙水、淺層承壓裂隙水。
碎屑岩風化帶網狀裂隙水物探勘查的目的一是確定風化殼底界埋深，二是了解風化裂隙發育程度及其富水性。由於勘探深度小於50m，選擇具有高解析度的高密度電阻率法較為適宜。
淺層裂隙承壓水是指碎屑岩類大片泥岩所夾一定厚度砂岩層的層間裂隙水，由於不同類型膠結方式的砂岩體孔隙滲透很低，砂岩層以裂隙含水為主。物探勘查的目的是了解砂層厚度，雖然模型較為簡單，由於含水砂岩層厚度的限制，導致物探勘查難度較大。目前頻率域電磁測深法是較為可行的手段。
3.3.3 碳酸鹽岩岩溶水
岩溶區地下水按賦存介質不同，分為表層帶岩溶水、岩溶溶洞水、岩溶管道水、構造裂隙岩溶水和埋藏型岩溶水。它們既獨存在又互相交錯，構成復雜的岩溶地下水系統。
（1）表層帶岩溶水。物探勘查的主要目的是了解覆蓋層厚度，基岩的起伏形態，溶洞、溶槽等發育情況。探測對象的地球物理特徵是呈低阻反映，與圍岩接觸界面兩側波阻抗有一定差異。由於探測深度一般小於30m，異常體規模較小，要求物探手段具有較高的分辨能力，因此，可選擇的方法有高密度電阻率法和探地雷達。
（2）岩溶溶洞水。岩溶溶洞水發育於質純厚度大的灰岩、白雲岩中，以面狀或似層狀分布。由於溶洞、溶孔、溶隙含水，因而表現為低阻特徵。物探找水首先採用剖面類方法如聯合剖面法、音頻大地電場法確定溶洞、溶隙發育區的平面位置，然後利用電磁類測深方法了解岩溶發育帶的空間分布特徵，尤以瞬變電磁測深法反映異常更加明顯。
（3）岩溶管道水。岩溶管道水亦即地下暗河，是西南碳酸鹽岩區最典型的地下水類型。由於岩溶區地表水與地下水轉化頻繁，地下水空間分布極不均勻，縱向上具有雙層或多層結構；同時受地層、構造和岩溶地貌的控制，岩溶水文地質系統具有小型、分散的特點。岩溶管道水的地質—地球物理模型較多簡單，同圍岩相比，其電性、彈性參數特徵變化明顯，但受其規模和埋深條件的限制物探找水難度較大，目前尚未有切實有效的技術方法。對於埋深小於100m的岩溶管道水，物探勘查方法可選擇探地雷達、EH－4電導率成像系統、瞬變電磁法。探地雷達在其有效勘探范圍內可直觀反映異常體分布形態；EH 4系統能夠反映地下裂隙、岩溶發育情況，但當地表不均勻時易產生靜態效應，甚至無法做出合理的解釋；瞬變電磁法觀測純二次場，對探測高阻圍岩中的低阻異常效果較好。各種方法可以從不同側面反映異常體形態特徵，從而可查明地下岩溶管道分布情況。當岩溶管道水埋深大於100m時，找水難度較大，目前可利用的方法有瞬變電磁法，但應用程度尚不成熟，還需進一步試驗、研究。
（4）構造裂隙岩溶水。該類地下水受構造裂隙帶控制，物探找水的主要目的是查明構造裂隙帶的分布特徵及其富水性。有關斷層帶裂隙水物探勘查技術，在20世紀80年代已經成熟，最經濟有效的方法組合是採用音頻大地電場法和激電測深法。音頻大地電場法可快速確定構造帶的平面位置，而激電測深法的視電阻率、極化率和半衰時等綜合參數可以了解斷層之破碎、裂隙發育富水段。當受地形條件限制時，激電測深法難以開展工作，可採用EH-4電導率成像系統了解構造裂隙帶的空間分布特徵及其富水性。當覆蓋層厚度大於30m時，音頻大地電場法異常強度較弱，應選擇聯合剖面法確定構造帶的平面位置。
（5）埋藏型岩溶水。深埋岩溶水物探勘查的目的是了解灰岩界面埋深和岩溶發育情況。灰岩與上覆地層間電性特徵、彈性參數差異較大，岩溶發育受深部構造控制，呈低阻反映且彈性參數不連續。地震技術可較為准確了解灰岩界面埋深和斷層空間分布特徵；電磁測深法以反映地層結構、岩溶發育程度為主；直流電測深主要用於普查階段。目前，幾種方法的有效配合在寧南深埋岩溶水勘查中取得了新進展。
深埋岩溶水地球物理勘查技術面臨的幾個問題是：地下水水位埋藏較深且變化大，水位埋深的確定仍有難度；深埋的古生界碳酸鹽岩溶地下水受構造控制，分布不均勻，難以確定地下水礦化度，其實，淺層構造裂隙水勘查也存在類似的問題；當灰岩上覆碎屑岩時，了解岩溶的發育程度有一定的困難。
深埋岩溶水地球物理勘查技術面臨的幾個問題是：地下水水位埋藏較深且變化大，水位埋深的確定仍有難度；深埋的古生界碳酸鹽岩溶地下水受構造控制，分布不均勻，難以確定地下水礦化度，其實，淺層構造裂隙水勘查也存在類似的問題；當灰岩上覆碎屑岩時，對岩溶發育程度的認識有一定的困難。
3.3.4 基岩構造裂隙水
該類地下水賦存介質為火成岩或前震旦變質岩，基岩裸露或蓋層較薄，岩石風化裂隙不發育，地下水資源缺乏。地下水主要賦存於構造裂隙帶中。
物探勘查技術與碳酸鹽岩構造裂隙岩溶水類同。對於勘查難度較大的地區，核磁共振技術可用來區分斷層泥或富水程度。
3.4 鑽探法
鑽探法是一種投資大、風險高，但在淺層地熱能勘查和評價中不可缺少的重要方法，也是查明淺層地熱能分布和儲存條件的基本手段，是淺層地熱能勘查的重要環節。鑽探主要應用於淺層地熱能詳查和勘探階段，其目的是驗證過去工作所圈定的范圍是否正確，並查明地下水的埋藏條件、運動規律、水溫、水量、水位水質等水文地質情況。目前我國鑽探施工技術日臻成熟。
4 淺層地熱能開發成井工藝
在淺層地熱能鑽井施工中，鑽井是基礎，完井是關鍵，二者統一於施工的全過程。鑽井到達目的層並不意味著熱源井的完成，完井工藝的優劣決定地熱井的好壞。
4.1 完井工藝流程選擇
根據井身結構的不同，目的層的層位決定了完井的施工工藝，按目前施工的熱源井基本分為兩大類型，一種是鬆散地層，即第四系地層、風化層及斷層破碎帶；一種為基岩目的層熱源井，如奧陶系、寒武系、青白口系、薊縣系的霧迷山組。由於目的層不同完井工藝也不一樣。
4.1.1 鬆散地層完井工藝
鬆散地層完井都要下過濾器，所以完井工藝比較復雜，基本工藝如下：
鑽井結束→換漿→物探測井→通井→破壁→換漿→下管→止水→填礫→洗井→抽水試驗（獲取水文地質資料）→交井。
鑽井結束後，為了保證測井工作的順利完成，要進行換漿，將井下泥漿的性能進行調整（但要保證井壁的穩定），調整的項目主要是黏度、密度、含砂量等指標，目的是為了保證測井工作的順利完成。測井工作要依據地質設計的技術要求逐項進行測試，依據測井解釋資料以及錄井的實際資料，來決定濾水管的下入深度和纏絲間距以及止水的位置。測井工作結束後，要再次下鑽通井，並同時下入破裂器，進行破壁，待通井並破壁後再下入過濾器。
在濾水管頂部20～30m進行水泥固井，將濾水管上部地層全部用水泥封固，封固長度應不少於300m。在泵室和井管重疊部位要進行固井，將其環空部位用水泥封固，保證在試壓3～4MPa穩定20分鍾後，才能保證其環空部位的封固質量。在各層濾水管需要止水的部位加裝5mm厚的橡皮兜進行止水，橡皮兜數量每層不少於2個。
下管工作結束後，下入鑽具帶噴嘴，在濾水管部位上下沖洗，沖洗壓力在5MPa即可，沖洗時間不低於4h。然後提出噴嘴，下入鑽具連接壓風機進行氣水混合洗井，水清砂凈後，將鑽具提至泵室內再次進行氣水混合洗井。最後根據洗井的水位降深再下入潛水泵進行正式抽水，測出該井的實際出水量、動靜水位及降深。根據地質設計要求做抽水試驗，經建設方、施工方、監理方三方驗收後交井完成地熱井的全部施工。
4.1.2 基岩熱源井的完井工藝
基岩熱源井完井基本是裸眼完井，完井工藝相對較簡單。按設計的井深結構和深度完井後進行換漿工作將井內泥漿換止20s以下，即可進行測井。測井工作結束後，將鑽具下至目的層底部進行氣水混合洗井，水清砂凈後，下入深井泵進行抽水，測出該井的實際出水量及水位和單位涌水量後，進行交井工作。
4.2 完井後的探孔
無論是哪類熱源井，全部工作結束後，都要進行探孔工作。鬆散層熱源井探井後，沉澱管內的沉砂不能超過沉澱管的1/3，如大於1/3應將沉澱管內砂子撈出。鬆散層熱源井最下部的沉澱管不應少於20m。
基岩熱源井完井後探孔要求：井底沉澱物不能超過含水層（目的層）的長度的1%，如達不到上述標准，應重新進行排砂工作直至滿足要求後交井。
4.3 酸化洗井
在基岩熱源井施工中，如目的層裂隙較小或岩屑堵塞出水道，應採用酸化壓裂辦法進行處理。
在熱源井施工中酸化採用的鹽酸濃度與地層的岩屑進行采樣做室內試驗，來決定酸化的鹽酸的濃度。一般應採用的濃度為15%～18%。
酸化壓裂的辦法：先向井內注入裸眼段容積的鹽酸，然後下入封隔器（封隔器的尺寸要能封閉上部套管）進行壓裂。根據井深不同採用的壓力不同。壓力最小也不能小於15MPa，這樣壓力才能使酸化的效果較好。
5 淺層地熱能開發存在問題
淺層地熱能（包括地下水、土壤或地表水）藉助地源熱泵技術既可供熱又可製冷的高效節能空調系統，以其獨有的優點，近幾年在國內得到迅速發展。隨著我國能源結構政策的調整，我國以燃煤鍋爐採暖和空氣源熱泵供冷的傳統形式會被更加高效的地源熱泵所取代。隨著地源熱泵技術的研究和發展，作為一種利用可再生能源的空調系統，具有節能和環保的雙重效益，它必將成為21世紀最普遍最有效的供熱供冷技術。
但從總體上看，中國地源熱泵的發展還不夠規范，基礎研究上還有待進一步完善，相關專業標准有待制定，行業之間缺少必要的合作交流，這些因素都或多或少影響著這項技術的推廣。
我國淺層地熱能勘查開發方面主要存在的問題有國家對全國淺層地熱能的統一管理工作薄弱；全國地熱資源勘查評價程度偏低；地熱資源開發利用水平低；地熱資源勘查開發技術研究有待加強；一些地區熱源井過於集中、開采過量等。另外，地熱能開發所引起的環境問題也相繼出現，主要表現在熱源尾水除極少量回灌以外，大部分則通過城市排水系統流入附近的河流和濕地。對於就地排放的熱源尾水，從水質和溫度上要確保排放時不會污染周圍的水體、土壤或引起熱污染等。因此，要密切關注水化學動態趨勢，進行跟蹤研究，以便及時發現問題及時解決。
利用管井灌采地下水還存在以下問題：①采灌井的井身結構不合理，大多數采灌井仍沿用開采井的單濾水管的結構，有的井身管材採用水泥管，影響井的壽命。②采灌井的地面裝置不科學，井口及泵管系統均沒有密封，回灌過程易造成氣相堵塞，時間長會使管井報廢。③大部分地區的采灌對井，或采或灌只有單一性能，冬、夏兩季長期如此，會使單純的回灌井形成物理和生物化學堵塞，導致造成回灌井報廢。④合理利用地下水資源。取用合宜的地下水，必須再次回灌地下，嚴格控制回灌水質，杜絕水資源的浪費或污染。⑤地下水源熱泵冷熱水機組的合理設計與選用，提高能源效率。
6 建議及對策
利用地源熱泵開發淺層地熱能的技術和資源條件已基本具備，熱泵的最高效率和高度環保更贏得了世界的青睞，因此，熱泵技術和產業正在全世界得到快速發展。我國也已具備相應的發展條件，發展前景非常看好。
（1）注意非地熱異常區的地熱資源勘查與開發，拓寬了地熱資源開發利用的范圍。地熱資源分布面廣，在深部有強滲透儲層分布的條件下，按地熱增溫率計算，在一定深度內都有可能獲得所期望的地熱資源，隨著勘探技術的進步，目前鑽3000～4000m的地熱深井已不是難題，這就使地熱資源的開發有了新的思路，不局限在地熱異常區或分布在較淺的部位，尤其是在一些大型沉積盆地區和有經濟基礎的城鎮，開始了進行地熱資源開發的探索，有的已取得了成功，如石家莊、鶴壁等地。
（2）油田地區地熱資源開發受到了普遍的關注。沉積盆地的油田地區實際上也是地熱資源廣泛分布的地區，相當一部分有水無油的石油勘探井可以改造為地熱開采井，油田開采後期水多油氣少，轉為以開采地熱資源為主，可同時開發地熱和剩餘油氣資源，對油田地區的經濟發展和產業調整十分有益，這點已引起了石油界同行普遍關注，並已在華北、華東、大慶等地進行了試點，取得了很好的效果。
（3）重視地熱資源的綜合利用與梯級利用，提高地熱資源的利用率和經濟效益。對地熱資源的開發利用已由初期的一次性利用向綜合與梯級利用方向轉化，用於供熱採暖的地熱水往往採取先採暖後供熱和環境用水或依據建築物對溫度的不同要求實行梯級採暖，或利用熱泵技術將一次採暖後的尾水，利用熱泵進行熱能轉換作二次利用等方式，提高了地熱資源的利用率和技術含量。地熱資源在用於農業溫室種植方面，也在考慮利用不同作物對溫度要求的不同，實行溫度的梯級合理配置，如北京小湯山地區的現代農業園。
（4）重視采灌結合，維持地熱資源的可持續利用。在一些早期開發地熱的地區，如北京、天津、福州、西安等地，地熱水水頭已有較明顯的下降，在一定程度上影響到資源的進一步開發和持續利用，聯系國內外開發地熱的經驗，地熱回灌已成為維持地熱資源可持續利用和提高熱田地熱資源採取率的共識，這些地區早期開發地熱資源的地區，除了開採回灌試驗研究外，已將采灌結合列入了對熱田進一步開採的重要管理內容。
（5）推進規模化開發，使地熱資源的配置趨於合理，提高開發利用的整體經濟效益。這是與地熱資源的特點、采灌結合開采方式的需要、經濟規模化和大型化的發展形勢分不開的。隨著經濟發展大型企業的涌現和地熱采灌結合的實施，實際將限制小型的只採不灌的單位對地熱資源的開發，而鼓勵資源條件好、有經濟條件實行規模化開采並可實行采灌結合的單位開發地熱資源，這將是一個必然的趨勢。
（6）制定統一開發規劃，實行統一開發。開發地熱是以開發其以水為載體的地熱流體資源或地熱水資源，由於其流動特性，在同一熱田或在分布廣泛的同一熱儲層內開采地熱水資源時，開采井之間的相互干擾是不可避免的，為了合理開發與保護地熱資源，減少以致避免盲目開采問題，應在查清可采地熱資源條件下，制定統一的開發規劃，實行統一開發和管理。對此，早期開發地熱資源的北京、天津、福州等地已注意到了這個問題，較早制定了地區的地熱資源開發規劃，推進對地熱資源的有序開發。
（7）地熱開地利用中控制技術的應用。主要是對地熱開采井產量、水量配置、地熱尾水的排放溫度按供求的實際需要進行控制；對地熱水井產量、井內水位（頭）變化、水溫等實行自動監測傳輸等。在北京、天津等地新開發地熱資源的單位應用自控技術已較普遍。
（8）強化管理。加強行政立法、制定相關的技術標准，對地熱的開發利用實行規范化管理和法制管理。
Ⅸ 國家地質實驗測試中心
截至2013年底，中心在職職工130人，其中正高級22人，副高級30人，中級55人，初級及以下20人，工人3人。具有博士學位33人，碩士學位40人，大學本科37人，大學專科14人，其他學歷6人。設有6個職能處室、6個專業研究室、1個部級重點實驗室，2個局級和院級重點實驗室，1個局級業務中心。中國地質學會岩礦測試技術專業委員會、中國計量測試學會地質礦產實驗測試專業委員會、全國國土資源標准化技術委員會地質礦產實驗測試分技術委員會等學術組織掛靠在測試中心。
2013年，共承擔各類項目111項，其中科技部項目10項（含國家重大科學儀器設備開發專項1項），國家自然科學基金項目22項，地質調查計劃項目2項、工作項目20項，公益性專項項目5項、課題27項，其他項目25項。到位科研經費總計6431.6萬元（含外撥）。
2013年，以第一完成單位獲國土資源科學技術二等獎1項，1項成果入選中國地質科學院2013年度十大科技進展。以第一單位研製國家標准物質9個，獲得專利5項、軟體著作權1項。公開發表學術論文61篇（包括國外期刊論文22篇，國內期刊論文39篇），其中第一作者38篇（包括國際英文SCI檢索論文9篇，中文核心期刊論文27篇，其他論文2篇）。出版專著《地質實驗工作60周年文集》。
岩石礦物分析（第四版）獲國土資源科學技術二等獎
含氣量測量及氣體採集裝置專利證書
領導班子由4人組成，主任、黨委書記庄育勛，副主任（正局級）吳淑琪，副主任羅立強，副主任、紀委書記沈建明。
主任、黨委書記庄育勛（右二），副主任（正局級）吳淑琪（左二），副主任羅立強（右一），副主任、紀委書記沈建明（左一）
年度重要科研成果
現代光質譜技術在鎢鐵銅等重要礦種成礦及伴生元素同時分析中的研究與應用示範。初步建立了鎢、鈮鉭、稀土、鈹礦石、釩礦石的部分ICPAES、ICP-MS分析方法。該方法體系的建立將降低鈮鉭礦石、鎢礦石、鈹礦石、稀土礦石以及釩鈦磁鐵礦中伴生元素的檢出限。該技術的研究及推廣，對鎢、鈮鉭、稀土、鈹礦石、釩礦石以及稀有礦石中鎢、鈮、鉭、銣等元素的選冶工作提供了有力的測試工作技術支撐，同時有利於加大地質找礦力度，提高資源利用效率。
分析人員進行ICP-AES多元素測定
ICP-AES電感耦合等離子體發射光譜儀
鑽井泥漿氣體現場快速檢測系統的改進及測試試驗。建立了永久凍土帶天然氣水合物鑽探泥漿脫氣實時監測系統，實現了烴類、非烴類氣體同時監測；初步建立了攜帶型氣相色譜快速測定井口游離氣分析方法。自主研發的泥漿脫氣裝置，獲得實用新型專利一項。
國家一級標准物質研製。2013年通過國家質量監督檢驗檢疫總局批準的地質類標准物質共9個系列41種，佔地質領域現有國家一級標准物質10%，其中測試中心研製了5個系列18種標准物質，分別為土壤中有機氯農葯和多氯聯苯成分分析標准物質6種、北極海洋沉積物成分分析標准物質1種、青藏高原三江源土壤成分分析標准物質6種、矽線石成分分析標准物質3種、Re-Os同位素標准物質2種。這些標准物質具有品種多、系列性好、量值准確和適用性強等特點，可供地質礦產勘查、環境評價及貿易等相關部門用作化學成分分析的量值溯源和質量監控，成為地礦行業地質樣品化學成分分析質量體系的基本組成部分，將為我國地質調查與環境評價等工作起到重要技術支撐作用。
頁岩氣含氣量現場測試儀器研發。自主研發一套頁岩氣含氣量現場測試儀器，已獲批國家實用新型專利並同時申請了發明專利，該儀器在中國地質調查局油氣資源調查中心柴達木盆地及松遼盆地的頁岩氣地質調查實際工作中取得了良好效果。
頁岩氣現場解吸分析儀
Ⅹ 淺層地熱能的國內外研究利用現狀與發展
一、國外研究利用現狀與發展趨勢
1.早期發展階段
淺層地熱能的研究與開發利用是隨著熱泵技術的研究與開發而興起的。早在186年前（1824年）法國物理學家卡諾奠定了熱泵理論基礎。之後英國的物理學家焦耳論證了改變氣體的壓力引起溫度變化的原理。英國勛爵湯姆遜教授首先提出了「熱量倍增器」可以供暖的設想。1912年，瑞士蘇黎世已成功安裝了一套以河水作為低品位熱源的熱泵設備用於供暖，並以此申報專利，這就是早期的水源熱泵系統，也是世界上第一個水源熱泵系統。
在此之後的幾十年，地源熱泵基本處於實驗研究階段，並先後有地表水源熱泵、地下水源熱泵及土壤源熱泵系統的問世與發展。20世紀30年代地表水源熱泵系統問世，是地源熱泵中最早使用的熱泵系統形式之一。歐洲第一台較大的熱泵裝置是1938～1939年間在瑞士蘇黎世市政大廳投入運行的，它以河水作為熱源，供熱能力175k W；20世紀40～50年代，瑞士、英國早期使用的地表水源熱泵地下水源熱泵系統除了用於建築物採暖外，還用於游泳池加熱和人造絲廠工藝加熱和鞋廠空調等。隨後歐洲其他一些國家也開始安裝地表水源熱泵系統，熱泵系統的供熱量不斷增大，性能系數也有很大提高。
地下水源熱泵也誕生於20世紀30年代，到1940年美國已安裝了15台大型商用熱泵，其中大部分是以井水為熱源。1937年，日本在大型辦公樓內安裝了2台194k W 壓縮機帶有蓄熱箱的地下水熱泵系統，其性能系數達4.4。至20世紀40～50年代，美國應用的主要是地下水地源熱泵。
1941年，第二次世界大戰爆發後，影響和中斷了空調供暖用熱泵技術的研究和發展。二戰結束後，熱泵技術研究及應用逐步恢復，至1950年美國已有20個廠商和10餘所大學研究單位從事熱泵開發研究，在當時擁有的600台熱泵中，50%用於房屋供暖。地埋管式地源熱泵技術初始於美國和英國。1950年前後，兩國開始使用地埋管吸收地熱作為熱源為家用房屋供暖的小型土壤熱泵。1952年，美國約出廠1000套熱泵，1954年出廠約2000套熱泵。由於地源熱泵的日趨成熟，有力地促進了淺層地熱能的廣泛應用。
1957年，美國軍用基地住房大量採用熱泵供暖代替燃氣供熱方案，熱泵產量達2萬套，1963年年產量增加到7.6萬套。至20世紀60年代初，美國安裝的熱泵機組已達近8萬台。但當時壓縮機質量尚不過關，設備費用高而影響了熱泵供暖技術的推廣，開始處於停頓狀態。
到1964年，熱泵可靠性的問題已成為一個十分嚴峻的問題。60年代電價持續下降，使得電加熱器的應用不斷增加，限制了熱泵的發展。
2.迅速發展階段
20世紀70年代，世界石油危機的出現，又引起人們對地下水源熱泵的關注與興趣，又開始大量安裝與使用地下水源熱泵，熱泵工業進入了黃金時期。這一時期，世界各國對熱泵的研究工作都十分重視，諸如國際能源機構和歐洲共同體都制定了大型熱泵發展計劃，熱泵新技術層出不窮，熱泵的用途也在不斷地開拓，並廣泛應用於空調和工業領域，在能源的節約和環境保護方面起著重大的作用。
熱泵真正意義的商業應用也只有近20年的歷史。20世紀90年代後，隨著環保要求的進一步提高，美國地下水源熱泵系統的應用一直呈上升趨勢。美國能源信息部的調查表明：美國地下水源熱泵的生產量從1994年的5924台上升到1997年的9724台。再如美國，截止到1985年全國共有1.4萬台地源熱泵，而1997年就安裝了4.5萬台，到目前為止已安裝了40萬台，而且每年以10%的速度穩步增長。1998年美國商業建築中地源熱泵系統已佔空調總保有量的19%，其中在新建築中佔30%。目前，每年大約有5萬套地源熱泵在安裝，其中開式系統佔5%。美國熱泵工業已經成立了由美國能源部、環保署、愛迪遜電力研究所及眾多地源熱泵廠家組成的美國地源熱泵協會，該協會在近年中將投入1億美元從事開發、研究和推廣工作。
歐洲一些國家由於採取積極的促進政策（包括財政補貼、減稅、優惠電價和廣告宣傳等），熱泵市場得到快速發展。1997年，歐洲發展基金會重新提出熱泵發展計劃。到2000年，歐洲用於供熱、熱水供應的熱泵總數約為46.7萬台，其中地下水源熱泵約佔11.75%。與美國的熱泵發展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家主要利用淺部地熱資源，地下土壤埋盤管的地源熱泵，用於室內地板輻射供暖及提供生活熱水。據1999年的統計，在家用的供熱裝置中地源熱泵所佔比例，瑞士為96%，奧地利為38%，丹麥為27%。
3.發展趨勢
近年來，各國淺層地熱能的開發利用規模和發展速度都在快速增長。美國和加拿大一些大學和研究機構，對於土壤源熱泵進行了較深入的試驗研究，取得了一些重要數據。美國能源部（DOE）、美國環保局（EPA）及愛迪生電器學會（EEI）、國家農業電力合作公司等財團組成一家政府參與的工業設施國際集團，推廣熱泵供暖系統。目前從國外發展趨勢看，開發利用淺層地熱能，將是地熱資源開發利用的主流和方向。
淺層地熱能是寶貴的新型能源。與風能、太陽能等非人力控制的自然資源相比，淺層地熱能是一種在開采利用時間上，可人為控制使用的可再生能源，是集熱、礦、水為一體，具有潔凈、廉價、用途廣泛的新能源。開發利用淺層地熱能可以降低常規能源消耗，減少環境污染，尤其是大氣污染，又可以在發展某些相關產業經濟與提高人們生活質量方面發揮作用，具有顯著的商業價值。因此，引起了各國對其開發利用的重視。特別是1973年世界能源危機以來，淺層地熱能的勘查與開發利用正在迅速向深度和廣度發展。
4.地下水熱運移數值模擬研究進展
地下水源熱泵運行後，回灌井注入含水層的冷熱能會在對流和熱傳導的作用下向抽水井運移，從而對地下水溫度場產生影響，因此有必要對地下水熱運移過程進行深入研究。數值模擬方法以其高效性、便捷性和靈活性等眾多優勢，逐漸成為研究這一問題的有效工具。鑒於此，本節對國內外地下水熱運移數值模擬研究進展進行回顧，為本專題的後續研究提供基礎和參考。
從20世紀70年代末開始，國外提出了許多描述含水層中熱量運移的數學模型.Mercer等（1985）、Crawford等（1982）以及Mirza等對含水層儲能的一些模擬技術進行了討論。1985年.P.Heijde和Y.Bachmat等統計了當時已有的21個熱運移數學模型，所有這些模型均只考慮對流和熱傳導作用，忽略了自然對流對熱運移的影響，除了兩個是三維水流耦合模型外，其餘均為一維和二維的。Tsang等（1981）和Sykes等（1982）曾先後利用有限差數值模擬方法，對Auburn大學第二期地下含水層儲能野外試驗中水和熱量運移規律進行了模擬研究，模擬結果與試驗觀測結果基本吻合。Buscheck等（1983）利用Aubum大學儲能試驗前兩個周期的資料進行了二維數值模擬，並在模擬過程中考慮了自然對流的影響。Rouve等（1988）應用有限元模擬方法對德國Stuttgart大學的人工含水層季節性儲能試驗進行了二維數值模擬，並對含水層中各填充亞層的滲透性空間組合進行了優化。Molson等（1992）利用加拿大Ontario武裝基地潛水含水層儲能試驗數據，對該試驗過程進行了三維有限元模擬，其中考慮了自然對流影響和密度隨溫度的變化，該模型相對比較完整，但是試驗條件比較簡單，且連續性方程不盡完善。Forkeli等（1995）利用二維軸對稱模型和三維有限元模型對人工含水層儲能系統的儲能效果進行了模擬研究，並通過對比模擬確定了效果最佳的人工儲能系統。Travi等（1996）建立了二維非穩定流模型，通過數值計算給出了一個含水層剖面上溫度的變化。Chevalier等（1999）應用隨機游離法對多孔介質含水層儲能進行了模擬研究，發現區域地下水的流動能夠加速所儲熱能向下游含水層中擴散，從而降低所儲熱能的回採率。Nagano（2002）通過實驗室試驗和有限差分數值模擬研究得出，如果儲熱過程中回灌水的溫度較高（>；50℃），含水層中將很可能發生自然對流現象，從而使得利用含水層儲能的熱回收率將受到較大影響。Chounet等（1999）利用混合有限元法對土壤中水流和熱量運移進行模擬，提高了模擬精度，但所用模型是一個剖面的二維模型。
國內對地熱數值模擬研究始於20世紀80年代後期，張菊明等（1982）用有限元法模擬了二維地熱運移問題，並給出了有限元程序。李競生等 李競生，王廣才 1989.平頂山八礦熱水補給來源及條件方式.煤炭科學研究總院西安分院科研報告. 胡柏耿.1995.地熱田中的傳熱傳質研究.北京：清華大學博士學位論文.
國內外專家對於專門針對水源熱泵的地下水熱運移也進行了一定的模擬研究。Gringarten等（1975）對地下水均勻流動條件下的含水層熱能採集進行了理論研究。通過對邊界條件的簡化和進行適當的條件假設，建立了對井系統的熱傳遞數學模型，並利用該模型對不同給定條件下的熱突破事件進行了定量評價，為法國的對井采能系統的合理布局設計提供了有效的指導。為了定量評價目標含水層系統中熱量的運移特徵，從而指導采能系統的設計，Wiberg應用有限單元法，對單純的熱傳導和傳導－對流並存兩種不同假設條件下，理想含水層系統中地溫場的分布特徵進行了對比模擬研究。根據美國威斯康星州的供暖和製冷負荷要求，Andrews（1978）應用二維有限元模型，定量評價預測了水源熱泵利用對地下溫度場的影響。模擬結果表明，與區域地下水處於靜止狀態的情況相比，當區域地下水以一定的速度流動時，冬灌井周圍的溫度降幅相對較小，而影響半徑有所增加，並且溫度擾動帶沿水流方向發生一定的偏移。Rahman（1984）通過對含水層條件進行假設，建立了對井回灌系統的模擬模型，並對不同的回灌量、含水層厚度、初始儲層溫度和井距影響條件分別進行了定量模擬研究。研究結果表明，除回灌量和井對之間的距離外，含水層厚度對熱突破的時間影響比較顯著；而含水層的儲水率和滲透系數對熱突破事件的影響並不顯著。為了確定開采井群和回灌井群之間的合理布局，Paksoy（2000）應用CONFLOW程序，對含水層采能過程中熱鋒面的運移特徵進行了定量模擬研究。通過限定開采井和回灌井的水位變幅，同時確保不出現熱突破，最終確定上述約束條件下開采井群和回灌井群之間的最小距離。Tenma建立了一個理想的對井模型，利用FEHM軟體對不同的開采與回灌量、水井濾管長度與位置和運行周期情況進行定量對比模擬。研究結果表明，前兩個因素是控制模型溫度變化幅度的主要影響因素。在國內，辛長征等（2002）利用美國地質調查局編寫的HST3D程序，對一典型雙井承壓含水層的速度場和溫度場進行了全年運行模擬，由於程序的限制，模擬時採用全年固定流量和固定溫度的辦法。周建偉等（2008）利用基於HST3D的Flowheat程序對武漢市某地下水源熱泵系統進行了模擬，並對布井方式和抽灌組合的合理性進行了分析。張昆峰等（1998）模擬了大口徑井水源熱泵的冬季運行工作情況，結果表明，大口徑井中的井水流動為均勻下降。
二、國內研究現狀及發展趨勢
1.早期熱泵的應用與起步階段（1949～1966年）
相對於世界熱泵的發展，我國熱泵的研究工作起步約晚20～30年左右。20世紀50年代天津大學熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的最早研究，1956年呂教授的《熱泵及其在我國應用的前途》一文是我國熱泵研究現存的最早文獻。20世紀60年代，我國開始在暖通空調中應用發展熱泵，並取得了一大批成果。1960年同濟大學吳沈釔教授發表了《簡介熱泵供暖並建議濟南市試用熱泵供暖》；1963年原華東建築設計院與上海冷氣機廠開始研製熱泵式空調器；1965年上海冰箱廠研製成功了我國第一台制熱量為3720W的CKT-3A熱泵型窗式空調器；1965年天津大學與天津冷氣機廠研製成功國內第一台地下水熱泵空調機組；1966年天津大學又與鐵道部四方車輛研究所共同合作，進行干線客車的空氣/空氣熱泵試驗；1965年，由原哈爾濱建築工程學院徐邦裕教授、吳元煒教授領導的科研小組，根據熱泵理論首次提出應用輔助冷凝器作為恆溫濕空調機組的二次加熱器的新流程，這是世界首創的新流程；重慶建築大學、天津商學院等單位對地下埋盤管的地源熱泵也進行了多年的研究。中國科學院廣州能源研究所等單位還多次召開全國性的有關熱泵技術發展與應用的專題研討會。清華大學、天津大學分別與有關企業結成產學研聯合體，開發出中國品牌的地源熱泵系統，已建成多個示範工程，越來越多的中國用戶開始熟悉熱泵，並對其應用產生了濃厚的興趣。
我國早期熱泵經歷了17年的發展歷程，度過一段漫長的起步發展階段。其特點可歸納為：①對新中國而言，起步較早，起點高，某些研究具有世界先進水平；②由於受當時工業基礎薄弱，能源結構與價格的特殊性等因素的影響，熱泵空調在我國的應用與發展始終很緩慢；③在學習外國基礎上走創新之路，為我國今後熱泵研究工作的開展指明了方向。
2.熱泵應用與發展的停滯期（1966～1977年）
這一時期正處於「十年動亂」期間，在此期間熱泵的應用與發展基本處於停滯狀態。該期間沒有一篇有關熱泵方面的學術論文發表和正式出版過有關熱泵的譯作和著作等；國內沒有舉辦過一次有關熱泵的學術研討會，也沒有派人參加過任何一次國際熱泵學術會議，與世隔絕10餘年。只有原哈爾濱建築工程學院徐邦裕、吳元煒領導的科研小組在1966～1969年期間，堅持了LHR20熱泵機組的研製收尾工作，於1969年通過技術鑒定，這是在「文革」時期全國唯一的一項熱泵科研工作。而後，哈爾濱空調機廠開始小批量生產，首台機組安裝在黑龍江省安達市總機修廠精加工車間，現場實測的運行效果完全達到（20±1）℃，（60±10）%的恆溫恆濕的要求.這是我國第一例以熱泵機組實現的恆溫恆濕工程。
3.熱泵應用發展的復甦與興旺期（1978～1999年）
1978～1988年，我國熱泵應用與發展進入全面復甦階段。在此期間，為了充分了解國外熱泵發展的現狀與進展，大量出版有關著作，國內刊物積極刊登有關熱泵的譯文，對國外熱泵產品進行測試與分析，積極參加國際學術交流。同時，一些國外知名熱泵生產廠家開始來中國投資建廠。例如美國開利公司是最早來中國投資的外國公司之一，於1987年率先在上海成立合資企業。
1989～1999年期間，我國熱泵又迎來了新的發展歷程。在我國應用的熱泵形式開始多樣化，有空氣－空氣熱泵、有空氣－水熱泵、水－空氣熱泵和水－水熱泵等。在此期間國內已有國有、民營、獨資、合資等不少於300家家用空調器廠家，逐步形成我國熱泵空調器的完整工業體系，且水源熱泵空調系統在我國得到廣泛應用。據統計，到1999年全國約有100個項目，2萬台地下水源熱泵在運行。20世紀90年代初開始大量生產空氣源熱泵冷熱水機組，90年代中期開發出地下水熱泵冷熱水機組，90年代末又開始出現污水源熱泵系統。土壤耦合熱泵的研究已成為國內暖通空調界的熱門研究課題。國內的研究方向和內容主要集中在地下埋管換熱器，在國外技術的基礎上有所創新。
1978～1999年，中國製冷學會第二專業委員會主辦過9屆「全國余熱製冷與熱泵技術學術會議」。1988年中國科學院廣州能源研究所主辦了「熱泵在我國應用與發展問題專家研討會」。自20世紀90年代起，中國建築學會暖通空調委員會、中國製冷學會在其主辦的全國暖通空調製冷學術年會上專門增設「熱泵」專題交流。
1988年，中國建築工業出版社出版了徐邦裕教授等編寫的《熱泵》教材；機械工業出版社1993年出版了郁永章教授主編的《熱泵原理與應用》，1997年出版了蔣能照教授主編的《空調用熱泵技術及應用》，1998年出版了鄭祖義博士著的《熱泵技術在空調中的應用》；1994年華中理工大學出版社出版了鄭祖義著《熱泵空調系統的設計與創新》。1989～1999年，正式發表有關熱泵方面論文270篇，熱泵專利總數161項，而發明專利為77項。這些教材、著作、譯著和論文的出版，專利技術的應用，推動了熱泵技術在我國的普及與推廣。
4.熱泵技術的飛速發展時期
進入21世紀後，由於城市化進程的加快，人均GDP的增長，拉動了中國空調市場的發展，促進了熱泵在我國的應用，應用范圍越來越廣泛，熱泵的發展十分迅速，熱泵技術的研究不斷創新。熱泵的應用、研究空前活躍，碩果累累。2000～2003年，專利總數287項，是1989～1999年專利平均數的4.9倍。2000～2003年間發明專利共119項，是1989～1999年發明專利平均數的4.25倍。2000～2003年，熱泵文獻數量劇增，如2003年文獻數是1999年文獻數的5倍。全國各省市幾乎都有應用熱泵技術的工程實例。熱泵技術研究更加活躍，創新性成果累累。在短短的幾年中有3項世界領先的創新性成果問世，包括：同井回灌熱泵系統，土壤蓄冷與土壤耦合熱泵集成系統，供寒冷地區應用的雙級耦合熱泵系統。
5.地源熱泵的應用與研究
我國地源熱泵研究起步於20世紀80年代，首先是一些高校和科研機構對地源熱泵的相關技術進行了專題研究。如北京工業大學對深層地熱水進行了研究，並設計了若干垂直埋管和水平埋管的土壤源熱泵試驗系統；哈爾濱工業大學的水環熱泵空調系統應用基礎的研究與評價，土壤蓄冷與土壤耦合熱泵集成系統的數值模擬與實驗研究，土壤源熱泵系統中地埋管的熱滲耦合理論與關鍵技術研究；湖南大學建設了水平埋管土壤源熱泵系統等。另外，青島建築工程學院、山東建築工程學院、上海同濟大學、天津商學院、重慶建築大學等大學也進行了該方面的研究。近年來國內數所高等院校開展了土壤源熱泵系統和水源熱泵系統的試驗研究，並取得了一些重要成果。
目前，我國淺層地熱能的開發利用研究發展很快，經過近二十幾年的研究和開發，熱泵技術在我國已取得了很大進步，尤其是地源熱泵技術發展迅速。已經初步建立了各類地下水源熱泵系統的水源井施工技術和技術要求，井群設計和計算方法、水質評價和處理方法及環境評價方法等。
截止到2008年10月底，我國淺層地能應用面積超過1×108m2（《地源熱泵》雜志2009年5月刊）。已遍及北京、上海、天津、河北、河南、山西、遼寧、四川、湖南、西藏、新疆等地。應用的建築類型包括賓館、住宅、商場、寫字樓、學校、體育場（館）、醫院、展覽館、軍隊營房、別墅和廠房等，應用前景廣闊。
6.淺層地熱能的開發利用與發展趨勢
淺層地熱能的開發利用涉及城市能源結構、環境保護和提高人民生活質量的重大課題。特別是淺層地下水源熱泵和土壤源熱泵的可再生能量採集系統是解決上述重大課題的關鍵，其能量採集基本不受使用地域和四季氣候的影響。淺層地熱能作為建築物的冷熱源初始採集更具有推廣價值。
淺層地熱能的開發利用不僅受到學術界和企業界的關注，政府也更加重視。《中華人民共和國可再生能源法》明確指出：國家將可再生能源開發利用的科學技術研究和產業化發展列為科技發展與高技術發展的優先領域。國家財政支持可再生能源的資源調查、評價和相關信息系統建設。該法的實施為淺層地熱能的調查、評價和開發提供了強有力的依據和保障。國土資源部、中國地質調查局等部門多次召開淺層地熱能勘查開發經驗交流會、技術研討會，並編制出台淺層地熱能勘查評價規范，做到了淺層地熱能勘查開發有標准可依。近年來，隨著國家加大建設「資源節約型、環境友好型」社會的力度，實現節能減排目標，國家從中央財政安排專項資金用於支持可再生能源建築應用示範和推廣，財政部、建設部已批准下達3批包括淺層地熱能利用的可再生能源建築應用示範推廣項目。各地也相繼出台支持開發利用淺層地熱能項目。如2006年5月31日，由北京市發改委聯合市水利局、國土局等9個委辦局聯合發文對採用地下水源熱泵系統實現供暖和製冷項目按每平方米35元的標准進行補貼，對採用地源熱泵系統實現供暖和製冷項目按每平方米50元的標准進行補貼；沈陽市發布的《關於地源熱泵系統建設和應用工作的實施意見》中要求在沈陽市三環內的455km2核心區范圍內，對符合應用地下水熱泵技術的409km2范圍內的建築物，原則上都要採用地下水源熱泵技術規劃研究。
進入21世紀，伴隨中國經濟的迅速發展，人們對生活品質和舒適性要求的不斷提高，城市能源結構的改變，建築市場的巨大，為淺層地熱能開發利用技術的推廣創造了前所未有的機遇。國內在熱泵理論研究、試驗研究、產品開發和工程項目的應用諸方面都取得了可喜的成果。
目前，我國已經建立了比較完善的開發利用淺層地熱能的工程技術、機械設備、監測和控制系統，但回灌技術中的水質控制和回灌對儲層及用水管的影響評價，堵塞井的處理技術，對井群采灌系統溫度場、化學場和壓力場的模擬計算方法，參數採集方法等尚在研究之中。