DB37/T 4308-2021 区域浅层地热能调查评价规范

ICS27.010

CCSF15

37

山东省地方标准

DB37/T4308—2021

区域浅层地热能调查评价规范

Specificationforinvestigationandevaluationofregionalshallowgeothermalenergy

2021-02-02发布2021-03-02实施

山东省市场监督管理局发布

DB37/T4308—2021

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4总则..............................................................................2

5资料收集..........................................................................3

6区域浅层地热能调查................................................................4

7勘查孔布设与施工..................................................................5

8岩土热响应试验....................................................................6

9抽水、回灌试验....................................................................7

10样品采集与测试...................................................................8

11动态监测.........................................................................9

12区域浅层地热能适宜性分区.........................................................9

13区域浅层地热能资源评价..........................................................10

14成果编制........................................................................11

附录A（规范性）设计书编写提纲及附图要求...........................................12

附录B（资料性）计算方法...........................................................13

附录C（规范性）山东省不同区域浅层地热能适宜性分区要素.............................18

附录D（规范性）区域浅层地热能适宜性分区（指标法）分区指标.........................21

附录E（资料性）岩土热物性参数.....................................................22

附录F（资料性）浅层地热能利用节煤减排量估算表.....................................23

附录G（规范性）成果报告编写提纲及附图附表要求.....................................24

附录H（规范性）区域浅层地热能调查表...............................................26

参考文献............................................................................30

I

DB37/T4308—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由山东省自然资源厅提出并组织实施。

本文件由山东省自然资源标准化技术委员会归口。

本文件起草单位：山东省地矿工程集团有限公司、山东省地质环境监测总站、山东大学、山东建筑

大学、山东科技大学、山东省地质调查院、山东省建筑科学研究院。

本文件主要起草人：刘桂仪、胡松涛、邵琦、贾超、高志友、张新文、孟苗苗、陈永昊、潘春光、

陆凯、王庆兵、姜春永、冯克印、朱恒华、刘坤、朱友强、孙云川、张红红、孙明远、计孝飞、丁鸿亮、

张学斌、刘晓飞。

II

DB37/T4308—2021

区域浅层地热能调查评价规范

1范围

本文件规定了区域浅层地热能调查评价的总则、资料收集与整理、野外调查、动态监测、勘查孔施

工、试验测试、适宜性分区、资源评价等工作的基本内容。

本文件适用于山东省1：50000区域浅层地热能调查评价工作，其他精度调查评价工作可参照本文

件执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T11615地热资源地质勘查规范

GB/T14848地下水质量标准

GB50027供水水文地质勘察规范

GB/T50123土工试验方法标准

DZ/T0148水文水井地质钻探规程

DZ/T0153物化探工程测量规范

DZ/T0227地质岩心钻探规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

浅层地热能shallowgeothermalenergy

从地表至地下200m深度范围内，储存于水体、土体、岩石中的温度低于25℃，采用热泵技术可提

取用于建筑物供热或制冷等的地热能。

[来源：NB/T10097—2018，2.1.6]

3.2

热物性测试thermophysicalpropertiestest

采用人工热源对岩土体样品的热物理参数进行的测试。

3.3

岩土热响应试验rock-soilthermalresponsetest

1

DB37/T4308—2021

利用测试仪器对项目所在场区的测试孔进行一定时间连续换热，获得岩土综合热物性参数及岩土初

始平均温度的试验。

[来源：NB/T10097—2018，2.4.32]

3.4

无负荷循环法non-loadcyclemethod

在无加热或冷却负荷循环的情况下，通过记录地埋管换热器出水温度，计算温度稳定至观测结束时

间段内平均温度（地层初始平均温度）的方法。

3.5

浅层地热容量shallowgeothermalcapacity

在浅层岩土体、地下水和地表水中储藏的单位温差所吸收或排出的热量。

注：kJ/℃。

[来源：NB/T10097—2018，2.4.30]

3.6

浅层地热换热功率heatexchangerpower

从浅层岩土体、地下水和地表水中单位时间内通过热交换方式所获取的热量。

注：kW。

[来源：NB/T10097—2018，2.4.35]

3.7

建筑冷/热负荷buildingcold/heatingload

为保持建筑物的热湿环境向建筑物供应的冷/热量。

注：W/m2。

3.8

土地利用系数landusefactor

区内建筑物、构筑物等所占面积与整个建设用地面积之比。

注：它综合反映出热泵工程的经济合理性和土地利用效率。

3.9

层次分析法analytichierarchyprocess

将与浅层地热能评价有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分

析的决策方法。

3.10

指标法indexmethod

选取影响浅层地热能分区的关键性指标，并对指标进行量化，然后依据特定准则评价指标的优劣，

将评价后的指标进行叠加并加以整体判断的决策方法。

4总则

2

DB37/T4308—2021

4.1区域浅层地热能调查评价的目的是通过调查评价工作，为区域浅层地热能开发利用的合理规划、

布局以及可持续利用提供依据。

4.2区域浅层地热能调查评价的主要任务是查明区域浅层地热能赋存条件、分布规律，确定浅层地热

能开发利用适宜地区，进行区域浅层地热能评价，提出可持续开发利用的方案建议。

4.3区域浅层地热能调查评价范围主要是对指定区域内地表以下200m深度范围内岩土体和地下水中

蕴藏的热能进行的地质勘查。

4.4在开展区域浅层地热能调查评价工作前，如区域地质资料不足时，应进行野外踏勘后再编写设计，

设计编写提纲及具体要求应符合附录A的规定。

4.5区域浅层地热能调查评价主要包括资料收集与分析、野外浅层地热能地质及水文地质调查、勘查

孔布设与施工、岩土热响应试验、抽水试验、回灌试验、样品采集与测试、动态监测、浅层地热能适宜

性分区、浅层地热能资源评价以及成果报告和图件的编制等，具体工作流程见图1。

图1区域浅层地热能调查评价工作流程图

4.6根据区域不同地质条件，确定不同的工作方法和技术要求。主要工作量定额按表1执行。

5资料收集

5.1通用要求

区域社会经济、气象水文、地质、水文地质、遥感地质与地球物理勘探、地下水环境问题及地下水

开发利用等资料收集主要参照DZ/T0282执行。

3

DB37/T4308—2021

表11∶5万浅层地热能调查每百平方千米基本工作量定额表

水文地质岩土热响水质样品岩土样品

调查点地质勘查地温监测水位监测抽水试验回灌试验

地区类别勘查孔应试验采集与分采集与分

（个）孔（个）点（个）点（个）（组）（组）

（个）（组）析（件）析（组）

鲁西北

45～502～31～22～32～36～83～60.5～18～1520～30

地区

鲁东

50～553～42～33～43～48～105～81～1.515～2030～40

地区

鲁中南

60～654～53～44～54～512～147～101.5～220～2540～50

地区

注：山东省主要分为以鲁西北地区为代表的第四系松散岩类区、以鲁东地区为代表的岩浆岩及变质岩区、以鲁中南

地区为代表的沉积岩区。

5.2其他资料

5.2.1温度场资料

包括浅井测温和温度场空间分布（水平方向、垂直方向）等资料。

5.2.2成果报告资料

包括以往水文地质、工程地质、环境地质、地热地质、矿产地质的论证、勘探、物探和研究成果报

告等。

5.2.3规划资料

包括土地利用规划、矿产资源开发利用规划、地质灾害防治规划、地下水开发利用规划、城市建设

总体规划、地下空间（地铁、防空、市政管道、商场等）规划、供暖规划、新能源利用规划等。

5.2.4相关的法律法规及政策

包括地下水开发利用管理办法、水源地和泉水保护条例、地质灾害防治等相关法律法规以及浅层地

热能、新能源开发利用等各项鼓励政策。

5.2.5开发利用资料

包括工程建设、换热孔施工、换热器安装、地温场监测、应用效果及节能情况等资料。

6区域浅层地热能调查

6.1目的

区域浅层地热能调查的目的是为浅层地热能评价提供依据和数据支撑；主要任务是查明区域地热能

赋存条件以及水文地质条件和岩土体岩性结构。

6.2通用要求

6.2.1调查深度宜控制在地表以下200m深度内。

4

DB37/T4308—2021

6.2.2调查内容主要包括区域浅层地热能条件调查（区域水文、地质、水文地质、工程地质、环境地

质调查）以及开发利用工程调查两部分。

6.3区域浅层地热能条件调查

6.3.1区域水文调查：

a)河流、水库、湖泊等地表水体的分布；

b)主要河流的流域面积、径流量、水位、水质、水温及动态变化；

c)水库、湖泊的容量、水质和水温；

d)地表水与地下水(含暗河、泉等)的补排关系；

e)水利工程类型、分布、规模、用途和利用情况。

6.3.2区域地质调查：

a)各类岩石、土体的调查，包括：岩性特征、成因类型、地质时代、产状厚度及结构构造、风化

程度和埋藏分布；

b)地质构造调查，包括：褶皱的类型、形态、规模，组成褶皱的地层岩性、时代和产状；断裂的

类型、产状、力学性质、断裂带空间分布及组成岩性等。

6.3.3区域水文地质调查：

a)水文地质单元（区、亚区、块段）及其所处的位置；

b)含水层和隔水（弱透水）层岩性、厚度、产状、分布范围、埋藏条件、各含水层之间的水力联

系等；

c)包气带岩性、结构、厚度、含水量等；

d)含水层水文地质参数，包括单位涌水量、渗透系数、孔隙率（裂隙率）等；

e)地下水化学成份、类型及空间变化；

f)地下水补给、径流、排泄条件及动态特征；

g)区内地下水水源地及开发利用现状、主要开采层段；

h)地下水允许开采量、开采程度。

6.3.4区域工程地质调查：

a)岩体工程地质特征，包括：岩石的坚硬程度及强度、岩体完整程度；

b)土体工程地质特征，包括：土的颗粒组成、矿物成分、包含物、密实度和湿度及其物理力学性

质；

c)工程地质问题，包括崩塌、滑坡、泥石流的地形地貌、岩土性质、地质构造、地下水、规模、

范围、运动速度、诱发机制、危害以及当地防治措施和经验。

6.3.5区域环境地质调查：

a)调查区域内地下水污染、咸淡水界面、地面沉降、岩溶塌陷、采空塌陷、地裂缝等与地下水相

关的环境地质问题；

b)调查区域内矿山及开发利用历史与现状。

6.4区域浅层地热能开发利用工程调查

浅层地热能开发利用方式主要分为地埋管换热系统和地下水换热系统。区域浅层地热能开发利用工

程调查主要内容见表2。

7勘查孔布设与施工

7.1目的

5

DB37/T4308—2021

区域内勘查孔施工目的是通过施工勘查孔，查明区域地层和含水层结构，为开展现场试验、样品采

集创造条件。

表2浅层地热能开发利用工程调查内容

浅层地热能

调查内容

开发利用方式

工程名称，所在位置、换热方式（埋管方式），竖直地埋管数量、间距、深度，水平埋管

形状、长度、埋管深度，热物性参数，循环介质，投资单位与建设单位情况，投资额，工程用

地埋管换热系统

途及供暖(冷)面积，使用设备情况。工程运行情况，如进、出水温度，流量，取、排热量，换

热功率、效率，每年的节能情况，制热期/制冷期单位长度换热功率，热泵机组型号、功率等。

工程名称，所在位置、供热(冷)面积，地层特征，抽水井、回灌井数量，凿井时间，成井

地下水换热系统结构，深度、抽水量、回灌量，供水温度、回水温度，回灌状况、灌采比，回灌过程中回扬的

时间间隔，热泵机组型号、功率，工程运行状况等。

7.2通用要求

7.2.1勘查孔主要分为地质勘查孔和水文地质勘查孔。

7.2.2勘查孔应布置在地层结构、水文地质结构不清，急需要勘查的地段以及地层结构、水文地质结

构具代表性的典型地区；应布设1眼区域浅层地热能控制孔，勘查深度宜为200m。

7.2.3地质勘查孔应进行岩土热响应试验；水文地质勘查孔应进行抽水、回灌试验，并采取水样进行

水质分析。

7.3勘查孔施工技术要求

7.3.1地质勘查孔深80m～120m，孔径150mm，一径到底；孔内埋管采用双U型直径32mm或25mm

的PE管，管外用粗砂填筑密实。

7.3.2地质勘查孔中地埋管下管前和下管后（未填砾）均应进行水压试验，压力为1.5MPa，带压观测

30min以上，无渗不漏无破裂，压力下降不超过0.05MPa。

7.3.3水文地质勘查孔深度视主要含水层位置而定，一般孔深60m～200m，成井口径不宜小于300mm。

7.3.4地质勘查孔施工按DZ/T0227中的规定执行。

7.3.5水文地质勘查孔施工按DZ/T0148中的规定执行。

8岩土热响应试验

8.1目的

岩土热响应试验的目的是获取岩土体热导率、热扩散系数、平均初始地温等参数，确定单孔换热量，

为竖直地埋管热泵的设计和区域浅层地热能评价提供依据。

8.2通用要求

8.2.1区域上应做1组单、双U地埋管的对比岩土热响应试验，必要时可以增加1～2组。

8.2.2岩土热响应试验应在换热管安装完毕至少48h后进行。

8.2.3应尽可能缩短设备与地埋管换热器的连接管路，并做好保温措施。

8.3岩土热响应试验技术要求

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DB37/T4308—2021

8.3.1岩土热响应试验时，应首先采用无负荷循环法进行岩土初始平均温度测试，后进行热负荷试验。

无负荷循环法测试时，地埋管换热器出水温度稳定（1h内变化幅度小于0.3℃）后，观测时间不宜少

于12h，以温度稳定至观测结束时间段内的平均温度作为岩土初始平均温度。

8.3.2岩土热响应试验时，排热试验和排冷试验不宜在同一勘查孔内进行，若要在同一勘查孔内测试

应在地层温度基本恢复至地层初始平均温度（温差小于0.5℃）后进行。

8.3.3岩土热响应试验时，加热负荷宜采用6kW。

8.3.4测试过程中，热负荷和流量应保持恒定（波动范围在±5%以内），换热管内传热介质流速不应

低于0.2m/s，实时记录回路中传热介质的流量和进出口温度。在地埋管换热器出水温度1h内变化小

于1℃后，观测时间不少于24h。

8.3.5地埋管换热器出水温度1h内变化小于1℃后，出水温度与地层初始平均温度之差应大于±

5℃。

8.3.6应对现场测试资料进行综合分析，剔除因试验条件如气温等变化造成的异常数据。

8.3.7岩土热响应试验的仪器设备应定期（每年至少一次）进行检验和标定。

8.3.8岩土热响应试验参数求取方法见B.1。

9抽水、回灌试验

9.1目的

9.1.1抽水试验的目的是了解含水层的富水性，获取含水层渗透系数、影响半径等水文地质参数，结

合回灌试验，确定一定区域内地下水循环利用量，抽水井、回灌井的数量和布局。

9.1.2回灌试验的目的是为获取回灌时的影响半径、给水度（或储水系数）、渗透系数、导水系数等

水文地质参数以及回灌率，与抽水试验配套，确定区域内地下水循环利用量，抽水井、回灌井的数量和

布局。

9.2通用要求

9.2.1抽水试验通用要求

抽水试验应参照以下通用要求执行：

a)试验井的位置应具代表性，试验井应为条件适宜的水井、已建成或新建的换热井，不具备上述

条件的应专门施工勘查井；

b)对调查区水文地质条件具有控制意义的不同含水层（组）的典型地段，应有抽水试验点控制；

c)试验井周边有水文地质条件相同的水井时，应作为观测孔（包括附近的水井、泉和其它水点）

进行观测；

d)抽水试验前和抽水试验时，必须同步测量抽水孔和观测孔的静止水位和动水位。如静止水位的

日动态变化很大时，应掌握其变化规律。抽水试验停止后，必须按要求测量抽水孔和观测孔的

恢复水位；

e)抽水试验应进行至少2个落程，按照稳定流抽水试验要求进行抽水；

f)抽水试验时，应防止抽出的水在抽水影响范围内回渗到含水层中。

9.2.2回灌试验通用要求

对调查区水文地质条件具有控制意义的不同含水层（组）的典型地段，应有回灌试验点控制，与抽

水试验点配套。抽灌井距应大于区域热突破距离，采用“一抽一灌”。

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DB37/T4308—2021

9.3抽水、回灌试验技术要求

9.3.1抽水试验技术要求

抽水试验按GB50027的要求执行。根据抽水试验数据，分析确定合理的抽水量和井间距。

9.3.2回灌试验技术要求

回灌试验应参照以下技术要求执行：

a)回灌试验宜采用定流量试验方法。试验前应测量静水位，试验时连续测量动水位，试验停止后，

测量恢复水位至初始状态。水位的观测在同一试验中采用同一种方法和测量工具，测量精度应

读到厘米。回灌量采用水表计量，读数应读到0.01m3；

b)回灌试验时，回灌井水位的稳定时间不应小于48h，在稳定期间内，扣除试验前水位日变幅值

后的水位波动应在±10cm以内；

c)试验井周边有水文地质条件相同的水井时，应作为观测孔进行观测；

d)回灌水质不劣于回灌含水层地下水的水质，含砂量体积比不大于1/200000（体积比）；

e)回灌试验结束后，应实测井深；

f)根据抽水和回灌试验数据，确定回灌率以及水源井布设间距；

g)其它要求参照抽水试验技术要求执行。

10样品采集与测试

10.1目的

10.1.1岩土体样品测试目的是通过测试样品物理性质和热物理性质参数，为地埋管地源热泵工程设

计、浅层地热能资源计算与评价提供基础数据。

10.1.2水质样品测试目的是通过水质指标的分析，进行地下水质量评价(包括腐蚀性评价、结垢性评

价等)，分析工作区地下水化学场分布规律，指导圈定地下水换热系统适用范围。

10.2样品采集与测试技术要求

10.2.1岩土体样品采集与测试技术要求：

a)在地质勘查孔中采取岩土样品，岩土样品测试内容：体积含水率、密度、孔隙度，比热容、热

导率、热扩散系数等；

b)岩土样品采集与分析测试要求按GB/T50123的规定执行。

10.2.2水质样品采集与测试技术要求：

a)水质样品应在抽水试验开始前和结束后分别采取；

b)水质样品分析按地源热泵水质要求指标，可适当增加其它离子、组分，满足腐蚀评价、结垢评

价以及地下水质量分级、水化学分类等要求；

c)水质分析取样点要有代表性，取样点重点布置在地下水换热系统适宜性好区和中等区；当有多

个含水层且无水质分析资料时应分层取样；

d)水质样品采集与分析测试要求按GB/T14848的规定执行。

10.3水质评价

10.3.1地源热泵工程有关水质指标参照DZ/T0225—2009中附录G执行。

8

DB37/T4308—2021

10.3.2对进入水源热泵机组的水质做出评价，包括腐蚀评价和结垢评价，具体方法及要求应符合GB/T

11615的规定。

10.3.3对抽水和回灌到原含水层中的水质可参照GB/T14848进行分析、评价。

11动态监测

11.1目的

动态监测的目的是通过观测地下水水位、水温以及地温的变化规律及发展趋势，为浅层地热能评价

和地源热泵工程的环境影响分析提供数据。

11.2通用要求

11.2.1地下水监测点密度应与区域水文地质复杂程度、地下水开采程度等相适应。

11.2.2地温监测工作应布置在新施工的勘查孔中。

11.2.3地下水位的测试设备，一般采用电测水位仪。当观测孔为自流井且压力水头很高时，可安装压

力表；当压力水头不高时，可用接长井管的方法观测承压水位。

11.3动态监测技术要求

11.3.1地下水位的监测频率为每5日监测一次，日期宜为每月的1日、6日、11日、16日、21日、

26日。地下水温的监测频率为每10日监测一次，日期宜为每月的6日、16日、26日。

11.3.2地下水位统测每年2次，丰水期和枯水期各1次。

11.3.3地温的监测频率为每10日监测一次，日期宜为每月的6日、16日、26日。

11.3.4监测孔测温点垂向间距宜为10m，埋入式温度传感器监测孔数量不少于总地质勘查孔数量的

1/5。

11.3.5地下水位和地温监测时间不应少于1个水文年。

11.3.6设置的地下水和地温监测点均应测量坐标、地面标高及固定点标高，具体测量方法及要求应符

合DZ/T0153的规定。

12区域浅层地热能适宜性分区

12.1目的

浅层地热能适宜性分区的目的是评价区域浅层地热能开发利用适宜程度，为区域浅层地热能合理开

发利用规划提供依据。

12.2通用要求

12.2.1区域浅层地热能适宜性分区主要采用层次分析法和指标法来进行。区域浅层地热能分区的各项

参数及数据完整时，应采用层次分析法来进行适宜性分区；否则采用指标法。

12.2.2对于地埋管换热系统，浅层地热能适宜性分区主要考虑岩土体特性、地下水的分布和渗流情况、

岩土体导热性能等因素，应分为适宜性好、适宜性中等和适宜性差区。

12.2.3在重要水源地保护区、地面沉降严重区、生态保护红线及其它特殊保护区均不进行地埋管换热

系统适宜性分区。

12.2.4对于地下水换热系统，浅层地热能适宜性分区主要考虑含水层岩性、分布、埋深、富水性、渗

透性、地下水位动态变化、水源地保护、地质灾害等因素，应分为适宜性好、适宜性中等和不适宜区。

9

DB37/T4308—2021

12.3层次分析法

采用层次分析法进行适宜性评价时，根据鲁西北、鲁中南以及鲁东地区选择相应指标进行评价，具

体指标选取应符合附录C的规定。

12.4指标法

采用指标法进行适宜性评价时，具体指标选取应符合附录D的规定。

12.5区域浅层地热能开发利用适宜性区划

遵循地下水和地埋管换热系统适宜性优先原则，采用不同形式的热泵系统适宜性两两对比，综合适

宜性取两者中适宜较好者，具体见表3。

表3浅层地热能适宜性区划表