DB37/T 4304-2021 场地浅层地热能勘查规范

ICS27.010

CCSF15

37

山东省地方标准

DB37/T4304—2021

场地浅层地热能勘查规范

Codeforexplorationofshallowgeothermalenergyofthesite

2021-02-02发布2021-03-02实施

山东省市场监督管理局发布

DB37/T4304—2021

目次

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

1范围..............................................................................4

2规范性引用文件....................................................................4

3术语和定义........................................................................4

4总则..............................................................................6

4.1目的任务......................................................................6

4.2场地勘查分级..................................................................7

5场地浅层地热能勘查一般规定........................................................8

6地埋管换热系统场地浅层地热能勘查..................................................8

6.1目的任务......................................................................8

6.2场地浅层地热能调查............................................................8

6.3钻探..........................................................................8

6.4取样及测试....................................................................9

6.5岩土热响应试验................................................................9

7地下水换热系统场地浅层地热能勘查..................................................9

7.1目的任务.....................................................................10

7.2场地浅层地热能调查...........................................................10

7.3勘查井施工要求...............................................................10

7.4抽水试验.....................................................................10

7.5回灌试验.....................................................................10

7.6水样分析测试.................................................................11

8勘查设计和报告编写...............................................................11

8.1勘查设计编写要求.............................................................11

8.2勘查报告编写要求.............................................................11

附录A（资料性）计算方法.........................................................12

附录B（资料性）岩土热物性参数...................................................16

附录C（资料性）腐蚀性及结垢性评价...............................................17

附录D（规范性）勘查设计编写要求.................................................18

附录E（规范性）勘查报告编写要求.................................................19

附录F（资料性）综合成果图.......................................................21

参考文献............................................................................23

I

DB37/T4304—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、孙云川、曲云霞、常乐、于永清、赵辉、冯克印、刁谡、朱

友强、黄峰、张林华、刘坤、孟苗苗、王炳凤、邵琦、张红红、张雷雷、孟波、毕泗敏、张涛、张学斌。

II

DB37/T4304—2021

场地浅层地热能勘查规范

1范围

本文件规定了场地浅层地热能勘查的范围、总则、场地浅层地热能勘查一般规定、勘查等级、地埋

管换热系统场地浅层地热能勘查、地下水换热系统场地浅层地热能勘查以及勘查设计和报告编写等内

容。

本文件适用于山东省新建、改建和扩建的竖直地埋管换热系统、地下水换热系统在设计前的场地勘

查工作。水平地埋管换热系统的场地勘查工作可参照本标准执行。

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/T14848地下水质量标准

GB50021岩土工程勘察规范

GB/T50123土工试验方法标准

DZ/T0148水文水井地质钻探规程

DZ/T0282—2015水文地质调查规范（1：50000）

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

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交换的热量。

注：单位为kW。

[来源：NB/T10097—2018，2.4.35]

3.3

岩土体热导率thermalconductivityofrockandearthmass

3

DB37/T4304—2021

岩土体导热能力的量度，即在热传导方向上单位长度温度降低1℃时，在单位时间内通过单位面积

的热量。

注：一般用符号λ表示，单位为W/(m·℃)。岩土体热导率主要取决于岩土体的矿物组成和结构特点、孔隙度、孔

隙填充物及含水量、温度和压力等因素，也称岩土体导热系数。

[来源：NB/T10097—2018，2.3.3]

3.4

岩土体热扩散率thermaldiffusivityofrockandearthmass

岩土体在环境温度变化时本身的温度变化速率。

注：由热导率λ除以岩石密度ρ和比热容c之积而得，即α=λ/(ρc)。

3.5

地源热泵系统ground-sourceheatpumpsystem

以岩土体、地下水和地表水为低温热源，由热泵机组、浅层地热能换热系统、建筑物用户系统组成

的供暖制冷系统。

注：根据地热能交换方式，可分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

[来源：NB/T10097—2018，2.5.6]

3.6

地埋管换热系统pipeheatexchangesystem

传热介质（通常为水或者是加入防冻剂的水）通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的

地热能交换系统，也称土壤热交换系统。

注：主要分为竖直地埋管换热系统和水平地埋管换热系统两种类型。

[来源：NB/T10097—2018，2.5.8]

3.7

地下水换热系统groundwaterheatexchangesystem

通过地下水进行热交换的地热能交换系统。

注：分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。

[来源：NB/T10097—2018，2.5.9]

3.8

回灌试验reinjectiontest

向井中连续注水，并记录水位、水量的变化来测定含水层渗透性和水文地质参数的试验。

[来源：DZ/T0225—2009，3.10]

3.9

回灌率injectionrate

单位回灌量与单位涌水量之比。

3.10

热物性测试thermophysicalpropertiestest

采用人工或天然热源对岩土体样品的热物理参数进行的测试。

4

DB37/T4304—2021

[来源：DZ/T0225—2009，3.12]

3.11

岩土热响应试验rock-soilthermalresponsetest

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]

3.12

岩土初始平均温度initialaveragetemperatureoftherock-soil

从自然地表下10m～20m至竖直地埋管换热器埋设深度范围内，岩土常年的平均温度。

[来源：NB/T10097—2018，2.4.34]

3.13

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。

3.14

热负荷试验thermalloadtest

采用试验装置，向地埋管换热器提供恒定热量，通过监测地埋管换热器的进、出水温度的变化和流

量数据，对数据分析处理计算后得到岩土平均热导率。

3.15

冷负荷试验coldloadtest

采用试验装置，向地埋管换热器提供冷量，在入口温度恒定的情况下测定地埋管换热器的换热量，

从而确定每延米地埋管换热器的吸热能力。

3.16

容积热容量volumeheatcapacity

单位体积的物质，温度变化1℃所需吸收或放出的热量。

注：单位J/m3·℃。

3.17

勘查孔（井）explorationboreholes(wells)

也称测试孔，用于埋设竖直地埋管开展岩土热响应试验的钻孔称为勘查孔，用于从地下含水层中取

水或向含水层灌注回水的钻孔称为勘查井。

4总则

4.1目的任务

5

DB37/T4304—2021

在查明场地地层结构、水文地质、工程地质、环境地质条件的基础上，竖直地埋管换热系统查明场

地岩土层结构、岩土初始平均温度、岩土体热导率、岩土体热扩散率、岩土体容积热容量、地下水静水

位、水温、水质及分布、地下水径流方向、速度和冻土层厚度等参数；地下水换热系统查明含水层类型、

地下水径流方向、水温、水质、水位动态变化，含水层岩性、分布、埋深、厚度、富水性和回灌率等与

浅层地热能相关的参数，提出开发利用建议，为场地浅层地热能开发利用的设计和施工提供依据。

4.2场地勘查分级

热泵系统建设项目的规模根据供暖/制冷面积确定，供暖制冷面积在同一项目包含不同工程类型子

项时，以其中大小分级最高的来确定；场地条件复杂程度分级可参照表1。依据场地复杂程度和工程规

模，浅层地热能场地勘查分为一、二、三级，见表2。

表1场地条件复杂程度分级

换热地质环境复杂程度

项目

系统复杂中等简单

埋管深度范围内同时具

埋管深度范围内同时具有咸、埋管深度范围内，含水层较

有供水意义含水层及其

含水层淡水含水层且包含当地主要单一或不含当地主要开发利

他不具备供水意义的多

地埋开发利用含水层用含水层

个含水层

管换

岩性岩相复杂多样，岩土

热系岩性岩相变化较大，岩土体结

体结构复杂。严重湿陷、岩性岩相变化小，岩土体结

统地层岩性构复杂。除Ⅰ级之外的特殊岩

膨胀、砂土液化的特殊性构较简单。无特殊岩土体

土体

岩土体

不良地质现象发育强发育中等发育弱

远离水源地，并利用有供水意除农业用水外，未大规模开

地下水资源保护要求水源地保护区

地下义的含水层发地下水

水换基岩裂隙水或具两种以上部松散岩类孔隙水，下部岩单一岩溶水或松散岩类孔隙

含水层类型

热系上不同含水层溶水水

统地下水水位年降幅＞2m1m～2m＜1m

不良地质现象发育强发育中等发育弱

注：复杂程度就高不就低。

表2场地浅层地热能勘查等级表

场地条件复杂程度

建筑性质供暖/制冷面积工程规模

复杂中等简单

＞100000m2大型一级一级二级

住宅类50000m