水文地質(zhì)勘察關(guān)于水源熱泵技術(shù)的課題范本

年4月19日水文地質(zhì)勘察關(guān)于水源熱泵技術(shù)的課題文檔僅供參考一、序言（一）任務(wù)來(lái)源“大連港大窯灣港區(qū)重點(diǎn)地段水文地質(zhì)勘察”是“大連港大窯灣港區(qū)海水源技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用”項(xiàng)目的一個(gè)子課題，是整個(gè)項(xiàng)目的前期勘察與論證的一個(gè)重要基礎(chǔ)部分，勘察的成果決定了大窯灣港區(qū)，能否建設(shè)港區(qū)淺層地溫場(chǎng)的供水井，利用熱泵技術(shù)在港區(qū)實(shí)現(xiàn)冬季取暖，夏季制冷的新技術(shù)，它也是具體貫徹國(guó)家提出的節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策的新舉措，總結(jié)好這一成果，在當(dāng)今很有推廣實(shí)踐意義。大窯灣集裝箱碼頭三期工程輔建區(qū)單體海水源熱泵暖通工程及我市其它四個(gè)水源熱泵工程獲評(píng)為國(guó)家第三批可再生能源示范項(xiàng)目，是大連市五個(gè)示范項(xiàng)目之一，均獲得了政府財(cái)政的專項(xiàng)補(bǔ)貼，說(shuō)明該項(xiàng)目的重要性。受大連港集裝箱股份有限公司及大連冰輪友聯(lián)科技有限公司委托，遼寧水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院承擔(dān)了“大連港大窯灣港區(qū)重點(diǎn)地段的水文地質(zhì)勘察”工作，工作時(shí)間是3月至2月。（二）目的任務(wù)本次勘察目的是查明論證重點(diǎn)地段的地質(zhì)與水文地質(zhì)條件；重點(diǎn)地段場(chǎng)區(qū)的地層結(jié)構(gòu)；地下水埋藏條件，水溫變化，水質(zhì)與地下水資源等。闡明大窯灣港區(qū)地質(zhì)環(huán)境特征，淺層低溫場(chǎng)特征，并論證水源熱泵開發(fā)利用適宜性的研究探討?？辈煺撟C的重點(diǎn)地段是大窯灣港區(qū)三十萬(wàn)噸礦石碼頭，輔助建筑0m2；大窯灣港區(qū)散糧碼頭辦公業(yè)務(wù)樓，建筑面積4800m2；大連港集裝箱二期碼頭業(yè)務(wù)樓，建筑面積5600m2；大窯灣集裝箱碼頭三期輔建工程侯工樓業(yè)務(wù)辦公樓、機(jī)修車間等，建筑面積0m2；二、工作區(qū)的自然條件（一）位置、地形、地貌大窯灣港區(qū)位于遼東半島南部、大連市金縣東南13Km，瀕臨北黃海，與大連灣以大孤山半島相隔。水路距大港區(qū)15nmile，陸路距大連市50Km。地理坐標(biāo)N38°59’,E121°53’。大窯灣灣口朝向東南，面向黃海，灣內(nèi)水深大部分在5-10m，是良好的天然港口。近岸底質(zhì)多為砂且多礁石，深水區(qū)為泥質(zhì)，潮間帶甚窄，為典型的基巖港灣海岸。大窯灣港區(qū)座落于大窯灣的南岸，東西長(zhǎng)約4000余米，南北寬度約600-1500余米，是由人工回填及吹填物堆積而成，下部的軟基層經(jīng)強(qiáng)夯并采取振沖置換處理方案，吹填區(qū)域采用插塑料排水板加堆載預(yù)壓方案，而形成了當(dāng)前整體平坦的港區(qū)。地面標(biāo)高約為4.66-5.29m。相對(duì)高程差0.63m。（二）氣象條件大連地區(qū)屬于北溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有海洋影響的特征，根據(jù)大連氣象臺(tái)（1951-1982）統(tǒng)計(jì)資料，主要?dú)庀笠厝缦拢簹鉁兀憾嗄昶骄鶜鉁?0.2℃，極端最高氣溫35.3℃，極端最低氣溫-21.1℃,最大凍土深度93cm。降水：年平均降水量658.7mm,日最大降水量171.1mm,日降水量≥25.00mm的日數(shù)7.1d/a,日降水量≥50.00mm的日數(shù)2.4d/a.風(fēng)向：本區(qū)受季風(fēng)的影響,夏季多南風(fēng),冬季多偏北風(fēng).全年常風(fēng)向?yàn)镹,頻率為19.45%;年平均風(fēng)速5.8m/s,六級(jí)以上大風(fēng)的頻率為8.4%,以N向大風(fēng)為主;最大風(fēng)速32m/s,風(fēng)向SSW。臺(tái)風(fēng)：據(jù)多年臺(tái)風(fēng)資料統(tǒng)計(jì)，對(duì)大連海區(qū)影響較大的臺(tái)風(fēng)平均約2年出現(xiàn)一次，多出現(xiàn)在6-9月份。霧：大窯灣全年能見度≤1Km的霧日數(shù)平均為55d，4-7月份占全年霧日的70.4%。霧的平均延時(shí)為10.6h。濕度：多年平均相對(duì)濕度為67%，冬、春季相對(duì)濕度較低。潮位：大連海區(qū)的潮型為不規(guī)則半日潮。據(jù)鲇魚灣驗(yàn)潮站資料統(tǒng)計(jì)，潮位特征值如下：平均海平面2.15m、平均高潮位3.31m、平均低潮位0.96m、平均潮差2.36m、歷年最高潮位5.00m、歷年最低潮位-1.03m受臺(tái)風(fēng)影響時(shí)，海浪最大高度達(dá)8.00mm。土壤標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度0.70m，最大凍結(jié)深度0.93m，年平均凍結(jié)日數(shù)114.6d，最大積雪厚度37cm。三、勘察手段及工作量根據(jù)研究課題的要求，我們采取下列技術(shù)手段進(jìn)行了調(diào)查研究工作。（一）資料的收集對(duì)場(chǎng)區(qū)已往已進(jìn)行的1：5萬(wàn)城市地質(zhì)系列圖中的有關(guān)資料進(jìn)行收集，著重基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)及環(huán)境水文地質(zhì)方面，并著重收集近來(lái)這些地區(qū)的勘察資料，將這些資料進(jìn)行整理分析，綜合研究，確定勘察手段，選擇鉆探機(jī)械，制定施工設(shè)計(jì)與方案。同時(shí)收集大連港大窯灣港區(qū)從以來(lái)已施工并建成的水源熱泵的場(chǎng)區(qū)，即礦石碼頭、散糧碼頭、集裝箱二期三期碼頭建筑物熱泵技術(shù)使用情況的調(diào)查，對(duì)其適用性進(jìn)行研究。（二）對(duì)工作區(qū)大窯灣南岸及其周邊近20Km2的陸域進(jìn)行1：1000的地質(zhì)與水文地質(zhì)調(diào)查，了解工作區(qū)內(nèi)的地層巖性，地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋藏條件及富集規(guī)律，研究確定港區(qū)淺層地溫場(chǎng)的基本特征。（三）經(jīng)過綜合分析，對(duì)不同的地溫場(chǎng)區(qū)段，布置勘探工作，查明上部第四紀(jì)含水層分布范圍、厚度，確定開發(fā)井的布置，結(jié)構(gòu)等。并經(jīng)過鉆探了解下部基巖含水層特征是否存在含水構(gòu)造及含水部位等。對(duì)供水井的技術(shù)選擇提供方案。全區(qū)共鉆探供水井12眼，收集供水井資料2眼，其余為勘探井16眼，全區(qū)共30眼。（四）抽水試驗(yàn)工作，對(duì)我們已經(jīng)施工的8眼供水井均進(jìn)行了開采試驗(yàn)工作及前期的洗井工作，10月份對(duì)集裝箱三期候工樓附近，雨水大線的潮汐影響因素，進(jìn)行了閥門堵截前后供水井的抽水試驗(yàn)工作，取得了較理想的資料。對(duì)潮濕汐影響供水井的變化連續(xù)監(jiān)測(cè)七晝夜的水位水量、水溫、水質(zhì)資料。對(duì)水源熱泵的冬季取暖，夏季制冷技術(shù)，提供了有價(jià)的措施方案。（五）地溫場(chǎng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工作，我們對(duì)礦石碼頭集裝箱二期與三期業(yè)務(wù)樓、候工樓等水源熱泵使用單位，地溫場(chǎng)進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)及資料收集，取得了實(shí)際觀測(cè)資料，為今后合理利用淺層地溫資源提供了依據(jù)。完成實(shí)物工作量一覽表表1工作項(xiàng)目1：1000地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)鉆孔水文地質(zhì)鉆井供水井水溫水位水量監(jiān)測(cè)潮汐影響抽水試驗(yàn)單位Km2孔M眼M眼天數(shù)眼天數(shù)數(shù)量201614412四、工作區(qū)地質(zhì)構(gòu)造與地質(zhì)環(huán)境條件及水文地質(zhì)條件（一）地質(zhì)構(gòu)造工作區(qū)大地構(gòu)造位于緯向構(gòu)造的陰山構(gòu)造帶與新華夏系第二巨型隆起帶的復(fù)合部位，構(gòu)造復(fù)雜，北西向華夏系構(gòu)造沖斷層與東北向構(gòu)造沖斷層交錯(cuò)，受其影響場(chǎng)區(qū)內(nèi)的北北西向構(gòu)造較發(fā)育。有利于下部巖石賦水，其次級(jí)構(gòu)造位于大連倒轉(zhuǎn)背斜的北翼，礦石碼頭為由橋頭組石英巖夾板巖組成的背斜的東南翼。集裝箱碼頭下部為震旦系長(zhǎng)嶺子組與甘井子組地層組成向斜軸部地帶，向斜軸部呈東西走向，利用地下水富集。（二）地質(zhì)環(huán)境條件及水文地質(zhì)條件經(jīng)過地面調(diào)查，鉆探資料的分析研究，大連港的地質(zhì)環(huán)境條件能夠歸納為三種類型，即大窯灣港區(qū)南部周邊的天然地質(zhì)環(huán)境，港區(qū)東部區(qū)的人工回填地質(zhì)環(huán)境與西部區(qū)的人工吹填區(qū)地質(zhì)環(huán)境。其特征如下：1、大窯灣港區(qū)南部周邊天然地質(zhì)環(huán)境條件港區(qū)南部周邊地區(qū)能夠分為由橋頭組地層組成的山地丘陵地形；另一類由第四系坡洪積物組成的谷地地形。前者屬基巖區(qū)，蓄水貧乏，從區(qū)域資料來(lái)看，單井水量多，小于10t/h，而后者丘間谷地第四紀(jì)堆積層水量變甚少，僅2～5t/h。它難以滿足水源熱泵對(duì)水量的要求，另外，除水量較少外，又遠(yuǎn)離港區(qū)，根本無(wú)法滿足水源熱泵的需求。2、大窯灣港區(qū)東部人工回填區(qū)地質(zhì)環(huán)境與水文地質(zhì)條件大窯灣港區(qū)礦石碼頭、散糧碼頭、集裝箱碼頭二期工程均屬大面積開山石人工填海區(qū)?；靥顚雍穸炔灰唬V石碼頭厚度一般在18.0～20.0m。下伏2～3m的海相粉砂，含淤泥的粘土層，底部基巖為板巖與石英巖。而散糧與集裝箱碼頭，人工回填層厚度較大達(dá)9.00～13.50m。向下為海相淤泥質(zhì)粘土(0.70～7.80m)，下為坡洪積的粘土混碎石層，厚2.20～8.30m，下伏基巖。港區(qū)以大窯灣二期工程業(yè)務(wù)綜合樓勘察資料可代表回填區(qū)第四紀(jì)地層的沉積韻律?？碧缴疃葍?nèi)，場(chǎng)地底層自上而下為：（1）素填土(Q4ml):黃褐色，以近期回填石英巖碎石為主，粒徑5-10cm占50%以上，局部為塊石，輝綠巖碎塊、板巖碎塊、少量粘性土、雜物等。稍密-飽和，松散-稍密。層厚9.00-13.50m，層底標(biāo)高-8.57—-3.71m。（2）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Q4m）：灰黑褐色，含有機(jī)質(zhì)、角礫、細(xì)砂、貝殼，有腥臭味，飽和、軟塑狀態(tài)。層厚0.70-7.8m，層底標(biāo)高-11.51—-6.32m。（3）粘土混碎石（Q3dpl）：黃褐色，含氧化鐵結(jié)核，夾石英巖碎石、角礫，約占30%左右，濕，可塑—硬塑狀態(tài)，層厚2.20-8.30m，層底標(biāo)高-19、81—-11.11m。（4）強(qiáng)風(fēng)化板巖（Zwhc）：黃褐色，巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育，碎裂狀結(jié)構(gòu)，巖芯呈塊狀、片狀。層頂埋深14.30-25.10m，揭露層頂標(biāo)高-19.81—-9.64m，巖體破碎。東部港區(qū)回填層以素填土碎石為主，以港區(qū)周邊分布的石英巖開山石、塊石為主，僅含少量粘性土，透水性與含水性，地下水滲透性均很好，屬良好的人造含水層。據(jù)礦石與散糧與集裝箱二期碼頭開發(fā)的供水井來(lái)看（井徑1.00m），水量可達(dá)80-120t/h，除開發(fā)上部回填層的地下水外加上深部基巖裂隙水，滿足水源熱泵的需水量是能夠的。3、大窯灣港區(qū)西部吹填區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件與水文地質(zhì)條件西部港區(qū)吹填區(qū)主要指集裝箱碼頭三期工程，候工樓以西，業(yè)務(wù)樓修配車間、倉(cāng)庫(kù)等地，吹填區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件較為復(fù)雜，因?yàn)閲叩膶捳灰?，填料的物質(zhì)成分有差異，吹填區(qū)的物質(zhì)成份也不盡相同，在砂層、粉砂、淤泥粘土、粉土等，吹填的地、層巖性在橫向與縱向的變化亦很大，規(guī)律性差，差異性很大。因此吹填區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件很復(fù)雜。從三期集裝箱工程來(lái)看，經(jīng)鉆探資料得知，垂直與海岸的圍堰，上部寬達(dá)25m，下寬64m,填充物質(zhì)以素填碎石為主，厚度達(dá)14.0～15.0m，透水含水性好，供水井水量可達(dá)210～229t/h，很適合與水源熱泵的要求。而業(yè)務(wù)樓附近的近東西向橫向圍攻堰，距海達(dá)1000m，圍攻墻竟達(dá)40余米，重要的是回填物質(zhì)不如南北向圍墻的粒度粗。以粘土地含碎石為主，粘土含量幾乎占50%以上，較大的影響了透水性與含水性，供水井水量一般13～16t/h，只有多鑿井才能滿足水源熱泵的需水量。而吹填區(qū)的細(xì)粒度沉淀區(qū)，透水性與含水、蓄水性很差，根本無(wú)法滿足水源熱泵水量要求。4、回填區(qū)下部的基巖裂隙水東部港區(qū)的回填層下部基巖為震旦系長(zhǎng)嶺子組板巖風(fēng)化裂隙，水量較小，而港區(qū)西部圍堰及人工吹填區(qū)下覆基巖為震旦系甘井子組灰?guī)r屬巖溶構(gòu)造裂隙水，還見有輝綠巖穿插，使深部地下水具承壓性。開發(fā)下部基巖巖溶構(gòu)造裂隙水，除增加供水井的出水量外，對(duì)于深部水循環(huán)，穩(wěn)定地下水水溫有較好的作用，較大的井深，利于常年使用水井清淤，延長(zhǎng)水井的使用壽命。五、重點(diǎn)勘察開發(fā)地段供水井地層及成井結(jié)構(gòu)（一）礦石碼頭供水井礦石碼頭建筑面積為2萬(wàn)㎡的生產(chǎn)輔助建筑區(qū)，經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算提出的需水量為170t/h，我們經(jīng)鉆探提供了四眼供水井，其中一眼為海水淡化井外，其余三眼均為水源熱泵空調(diào)井。滿足了供暖需要。1、地層情況海水淡化及地溫空調(diào)供水井自上而下所遇地層情況為：人工回填土、橋頭組石英巖夾板巖等地層。2、成井結(jié)構(gòu)（1）布置原則：根據(jù)本場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件及低潮位海水深度，共布置四眼供水井（詳見水井布置圖），A井為海水淡化供水井,B、C、D號(hào)井為地溫空調(diào)供水井，。其坐標(biāo)分別為：A：X=62367.931Y=4313349.855；B：X=62339.740Y=4313391.196；C：X=62343.296Y=4313428.403；D：X=62319.014Y=4313409.524；（2）成井結(jié)構(gòu)（詳見成井結(jié)構(gòu)圖）海水淡化供水井A：井深0～33m，井徑1450mm。井深33～68m，井徑300mm。井深68～108.1m，井徑250mm。地溫空調(diào)供水井B：井深0～36m，井徑1200mm。井深36～71m，井徑300mm。井深71～102.m，井徑250mm。地溫空調(diào)供水井C：井深0～21m，井徑1200mm。井深21～60m，井徑300mm。井深60～93m，井徑250mm。地溫空調(diào)供水井D：井深0～33m，井徑1200mm。井深33～72m，井徑300mm。井深72～106m，井徑250mm。（二）散糧碼頭供水井散糧碼頭主要用于業(yè)務(wù)樓4800㎡建筑面積的水源熱泵。使用供水量120t/h水井便滿足了使用的要求。1、地層情況（1）回填土：由碎石、塊石及少量粘性土組成。碎塊石以板巖、石灰?guī)r、石英巖為主，直徑20-200mm，層厚22m。（2）中風(fēng)化泥灰?guī)r：灰色-灰黑色。細(xì)粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，揭露厚度58m，地表以下30-38m巖石裂隙發(fā)育。巖芯較破碎，呈段柱狀，42-60m巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈段柱狀；60-80m巖芯較完整，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖芯呈長(zhǎng)柱狀。2、成井結(jié)構(gòu)井深0～23.5m，井徑600mm。井深23.50～80m，井徑273mm。（三）集裝箱二期碼頭供水井集裝箱碼頭二期業(yè)務(wù)樓建筑面積5600㎡，鑿一眼供水井滿足了水源熱泵空調(diào)的要求。1、地層情況2-7#供水井自上而下所遇地層情況為：人工回填層、甘井子組石灰?guī)r地層（見柱狀圖）。2成井結(jié)構(gòu)（見柱狀圖）2-7#供水井：井深0～22.0m，井徑φ1000mm。井深22.0～48.0m，井徑φ273mm。（四）集裝箱三期候工樓供水井集裝箱三期輔建區(qū)五個(gè)單體，建筑面積16000㎡，水量要求377～420t/h，施工了三眼井滿足了水源熱泵的需求，被國(guó)家批準(zhǔn)為示范工程。1、地層情況地溫空調(diào)供水井自上而下所遇地層情況為：人工回填層、甘井子組石灰?guī)r地層（見柱狀圖）。3-6#井上部有15m的人工回填層，屬透水含水層。下部灰?guī)r30-32m處構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育，70-75m灰?guī)r巖溶發(fā)育均屬含水部位。3-7#井上部14.5m的人工回填層屬透水含水層。下部灰?guī)r25-30m為泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r，32-36m為構(gòu)造破碎帶，屬含水部位。3-8#井上部14.0m人工回填層為透水含水層，下部灰?guī)r60-72m處灰?guī)r巖溶發(fā)育為含水部位。2、成井結(jié)構(gòu)（1）供水井布置原則：根據(jù)本場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，共布置三眼供水井，由北向南其坐標(biāo)分別為：3-6#：X=60841.001Y=4319975.0013-7#：X=60806.944Y=4319926.4083-8#：X=60770.709Y=4319873.614（2）成井結(jié)構(gòu)（見柱狀圖）3-6#供水井：井深0～16.5m，井徑φ1200mm。護(hù)壁管與濾水管直徑φ1000㎜花管位置8-14m井深16.5～21.0m，井徑φ325mm。井深21～80m，井徑φ273mm。井深80～100m，井徑φ219mm。3-7#供水井：井深0～16m，井徑φ1200mm護(hù)壁管與濾水管直徑φ1000㎜花管位置7.3-13.3m井深16～20m，井徑φ325mm。井深20～80m，井徑φ273mm井深80～100m，井徑φ219mm3-8#供水井：井深0～15m，井徑φ1000mm。護(hù)壁管與濾水管直徑φ1000㎜花管位置5.5-11.5m井深15～22m，井徑φ325mm。井深22～75m，井徑φ273mm。井深75～100m，井徑φ219mm。（五）集裝箱碼頭三期業(yè)務(wù)樓供水井集裝箱碼頭三期業(yè)務(wù)樓建筑面積5000㎡，施工了五眼井，滿足了水源熱泵的需求，計(jì)需水量為73t/h。1、地層情況地溫空調(diào)供水井自上而下所遇地層情況為：人工回填層、甘井子組石灰?guī)r地層（見柱狀圖）。3-1#井上部有9.5m的人工回填層,屬透水含水層,9.5-11.0m為灰色淤泥質(zhì)細(xì)粉砂。下部為灰?guī)r，18-30m處為輝綠巖夾層,80-86m灰?guī)r巖溶發(fā)育均屬含水部位。井深106m。3-2#井上部有9.5m的人工回填層，屬透水含水層,9.5-10.5m為淤泥質(zhì)粉砂。下部為白云質(zhì)灰?guī)r,25-30m為構(gòu)造破碎帶，屬含水部位。井深93m。3-3#井上部有9.5m的人工回填層,屬透水含水層,9.5-11.5m為淤泥質(zhì)細(xì)粉砂。下部為白云質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r30-35m處為輝綠巖,60-65m處灰?guī)r巖溶發(fā)育為含水部位。井深130m。3-4#井0-10.0m為粘土含碎石層，11-12.0m為淤泥質(zhì)粉砂，下部為中厚層白云質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r，80-83m處夾薄層輝綠巖，25-30m巖溶發(fā)育，富水性較好。井深95m。3-5#井0-11.0m為粘土含碎石層，11-12.0m為細(xì)粉砂層，向下10-18.0m為灰黃色石灰?guī)r，12.0～15.4m巖芯破碎，巖溶發(fā)育。向下為灰黑色中厚層狀石灰?guī)r，80-82m巖芯破碎，構(gòu)造節(jié)理發(fā)育。2、成井結(jié)構(gòu)（1）供水井布置原則：根據(jù)本場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，共布置五眼供水井，由北向南再向東其坐標(biāo)分別為：3-1#：X=59993.990Y=4320316.9113-2#：X=59997.087Y=433.8823-3#：X=60123.883Y=438.0583-4#：X=60190.363Y=433.0603-5#：X=600250.414Y=4319958.771(2)成井結(jié)構(gòu)(見柱狀圖)3-1#供水井:井深0-11m,井徑Φ1000㎜。護(hù)壁管與濾水管直徑Φ1000㎜花管位置4.5-8.5m井深10-14m,井徑Φ325㎜.井深14-84m,井徑Φ273㎜.井深84-106m,井徑Φ219㎜.3-2#供水井:井深0-10.5m,井徑Φ1000㎜。護(hù)壁管與濾水管直徑Φ1000㎜花管位置4.5-8.5m井深10.5-14m,井徑Φ325㎜.井深14-78m,井徑Φ273㎜.井深78-93m,井徑Φ219㎜.3-3#供水井:井深0-9.5m,井徑Φ1400㎜,為透水的護(hù)壁管.護(hù)壁管內(nèi)下濾水管直徑Φ800㎜,0～11.50m花管位置4.5-11.5m井深11.5-12.5m,井徑Φ273㎜.井深12.5-130m,井徑Φ200㎜.該井12.5m以上下了一套Φ273㎜的導(dǎo)正套管.12.5m以下供水井井徑為Φ200㎜.井底有遺棄的水泵及20m井管。3-4#供水井:井深0-11.0m,井徑Φ800㎜,濾水管花管位置5-9.5m,井深0-12m,下一套Φ273㎜導(dǎo)正濾水管.12m以下井徑Φ200㎜.3-5#供水井：井深0-12m,井徑Φ800㎜,濾水管花管位置5-10.0m,井深12-12.7m,井徑Φ325㎜井深12.7-80m,井徑Φ273㎜井深80-103m,井徑Φ219㎜六、洗井、抽水試驗(yàn)與參數(shù)計(jì)算（一）洗井的目的清除井內(nèi)和滲入地層內(nèi)的泥漿，破壞泥皮；抽出過濾層和它附近含水層中的細(xì)粒砂，以便在過濾管周圍形成天然的過濾層；增大鉆井的出水量。采用300QJ330型潛水泵洗井，利用潛水泵抽水，使泥皮剝落，隨大量涌出的水而排出井內(nèi)。達(dá)到洗井的目的，直到水清砂凈。（二）抽水試驗(yàn)根據(jù)具體情況，我們采取了單孔抽水試驗(yàn)即常時(shí)間開采性試驗(yàn)。抽水設(shè)備用電動(dòng)深井潛水泵。經(jīng)過抽水試驗(yàn)?zāi)軌颢@取水位、水量、水溫、水質(zhì)等資料。抽水試驗(yàn)，首先測(cè)得靜水位，水溫和氣溫，然后在抽水開始時(shí)測(cè)量三角堰堰高，按照要求間隔測(cè)量動(dòng)水位變化。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定水量后延續(xù)時(shí)間48/h，進(jìn)行恢復(fù)水位觀測(cè)，一般以5、10、15……min按順序觀測(cè)，直至完全恢復(fù)為止。單井抽水試驗(yàn)一覽表表2地段井號(hào)水位埋深（m）洗井延續(xù)時(shí)間（h）抽水延續(xù)時(shí)間最大降深S（m）出水量Q抽水時(shí)水溫（℃）下降時(shí)間（h）恢復(fù)時(shí)間h）t／ht／d集裝箱三期侯工樓3-6#4.51964858.20229.195500.56113-7#4.691204814.80210.135043.1211．53-8#4.70724818.036.96887.0411集裝箱三期業(yè)務(wù)樓3-1#2.0548483.560.56.58157.92113-2#1.8296482.545.014.04336.9611.53-3#1.70120722.040.1017.58421.92113-4#1.78120722.042.1222.23533.52113-5#1.9072482.545.015.26366.2510.0礦石碼頭A15.009248443.25204.614910.64B14.859248443.49170.004080.00C14.299248442.66170.004080.00D15.589248442.62170.004080.00散糧碼頭1-6#3.2852040集裝箱二期2-7#2.81202880（三）參數(shù)計(jì)算供水井為潛水井，可利用穩(wěn)定流公式計(jì)算出滲透系數(shù)和影響半徑。公式如下：k=0.366Qlg（R/rw）/mSwR=2SW√HKmSw=Sw（2H-Sw）/2式中：k——滲透系數(shù)（m/d）；Q——涌水量（m3/d）；M——含水層厚度（m）；Sw——抽水井水位下降值（m）；R——影響半徑（m）；rw——抽水井半徑（m）；H——抽水前潛水層厚度；供水井K值計(jì)算結(jié)果一覽表表3地段井號(hào)水位埋深（m）出水量Q最大水位降深S（m）滲透系數(shù)（m/d）影響半徑（m）t／ht／d集裝箱三期侯工樓3-6#4.51229.195500.568.20555103-7#4.69210.135043.124.8095.73493-8#4.7036.96887.048.062185集裝箱三期業(yè)務(wù)樓3-1#2.056.58157.9260.50.141793-2#1.8214.04336.9645.00.43226.33-3#1.7017.58421.9240.100.5217.293-4#1.7822.23533.5242.120.74280.83-5#1.9015.26366.2545.00.45220.5礦石碼頭A15.00204.614910.643.2556.42235.93B14.85170.004080.003.4955.57228.58C14.29170.004080.002.6678.91195.2D15.58170.004080.002.6281.39193.59散糧碼頭1-6#852040集裝箱二期2-7#1202880七、水源熱泵技術(shù)在大連港區(qū)適用性探討（一）港區(qū)淺層地溫場(chǎng)類型的劃分前已述及水源熱泵可將水源中大量的低溫位熱能泵送（交替?zhèn)鬟f）轉(zhuǎn)換成高溫位熱能并進(jìn)行利用；因而“水”與“泵”就是二個(gè)重要的前提，就是說(shuō)泵是當(dāng)前國(guó)家定型生產(chǎn)的，能夠選擇使用，而在使用地區(qū)是否有大量地位溫的水源才是能否使用“熱泵”的重要前提。能夠說(shuō)能否找到豐富的地下水水源是水文地質(zhì)工作者研究的重要課題。經(jīng)過大窯灣港的大量勘察資料的整理、分析，我們梳理清楚了港區(qū)的地下水含水（存水）介質(zhì)的埋藏、分布、邊界條件及物質(zhì)成分變化等，即能夠總結(jié)出大窯灣港區(qū)幾種不同含水類型的淺層地溫場(chǎng)環(huán)境類型；初步可總結(jié)為三種地溫場(chǎng)環(huán)境類型：一是大面積回填層通透式地溫場(chǎng)環(huán)境類型；二是通道式回填層的的地溫場(chǎng)環(huán)境類型；三是吹填區(qū)差異性地溫場(chǎng)環(huán)境類型。（二）淺層地溫場(chǎng)的水文地質(zhì)特征1、大面積回填層通透式地溫場(chǎng)大窯灣港區(qū)的礦石碼頭，散糧碼頭、集裝箱二期碼頭以東范圍即屬于此種類型。它的特點(diǎn)是回填層厚度大（15-22m）、范圍廣，呈不規(guī)則的沿海濱延伸的長(zhǎng)方體，南北寬500-700m，長(zhǎng)1000-2500m，這種人工回填層形成形體，存滿了北部來(lái)的海水與南側(cè)陸相地下水，猶如一個(gè)看不見地下水庫(kù)?；靥钗镔|(zhì)成分以素填碎石土、塊石為主，特別是礦石碼頭，填海碎石全是附近劈山取石，幾乎全是石英巖碎塊，含少量板巖及少量粘性土，成為理想的人工含水層，因?yàn)樗?、塊石多，孔隙率高，形成滲透性好，滲透系數(shù)K值達(dá)55.0-95.7m/d。通透能力強(qiáng)的含水層。實(shí)踐證明開發(fā)該含水層作為水泵水源，每井開采80-120t/h是沒有問題的，有些井達(dá)到了230t/h。（1）井水溫度變化的分析從陸地來(lái)講，大連沿海陸地常年水井（100m深度以內(nèi)）地下水溫的年變化為12-14℃，水溫年變幅較小，主要原因是受穩(wěn)定地溫場(chǎng)的控制。海濱區(qū)的水井，水溫的變化除受氣溫的季節(jié)性影響外，還受海水溫度季節(jié)性變化的影響，潮汐、風(fēng)向的影響，以及介質(zhì)條件與海的連通關(guān)系是直接因素。礦石碼頭地溫空調(diào)供水井經(jīng)2-3月份長(zhǎng)期水井溫度觀測(cè)，測(cè)得結(jié)果是不低于9℃，（見礦石碼頭低溫空調(diào)供水井水溫觀測(cè)曲線圖）。集裝箱碼頭二期工程業(yè)務(wù)樓、供水井～的觀測(cè)資料可知水溫最低的2-3月份亦于7.5℃滿足了水源熱泵的正常工作要求（見集裝箱二期供水井水溫觀測(cè)曲線）。從如上水溫觀測(cè)資料能夠看出，該地溫場(chǎng)的供水井水溫變化直接受海水溫度變化影響較大，供水井在開發(fā)利用中，在開采水量保持不變的情況下，動(dòng)水位的變化，隨海水潮汐的漲落而變化，這種變化非常顯著（見水位變化曲線圖）。2、通道式回填層地溫場(chǎng)港口集裝箱碼頭三期侯工樓的水源供水井就屬于這種類型。供水井就選擇在吹填區(qū)中呈南北走向垂直于海岸的圍堰上。圍堰的東西兩側(cè)吹填物是一些細(xì)顆粒的粉砂、淤泥、粘土層，富水性很差，沒有選擇供水井的余地。而圍堰由人工回填而成，回填層為碎石、塊石等組成，根據(jù)勘察的成果資料分析，結(jié)合建筑物的位置，我們將供水井選擇在圍堰南緣，即回填層，含水量由大變小的邊界，即3-6與3-7二個(gè)供水井水量較大，3-8井水量較小。圍堰南北向長(zhǎng)約600m，最大特點(diǎn)是人工回填層的圍堰堆積物透水性好，與海水的連通性強(qiáng)，能夠說(shuō)圍堰是海水的較好通道。而其周圍吹填區(qū)的細(xì)粒堆積物，滲透性與海水的連通性極差，沒有供水意義。圍堰上供水井的水位、水溫、水質(zhì)變化與排水管線（雨水大線）的試驗(yàn)分析由于圍堰經(jīng)強(qiáng)夯地基處理后，穩(wěn)定性當(dāng)然好于周圍的吹填區(qū)。因而其它建筑體，雨水排洪管線也建于圍堰上，排水管連接處縫隙過大（5-8cm），管徑φ1.40m，大量的管隙滲流量隨潮汐變化，不斷補(bǔ)給地下水，就等于海水由管道直接補(bǔ)給源井，海水水溫直接作用于地溫場(chǎng)，破壞了圍堰與周圍介質(zhì)應(yīng)有的地溫場(chǎng)穩(wěn)定的前提條件，造成2-3月份水源熱泵溫度的突降事故。（見圖）為此我們與大連港及冰輪公司，對(duì)形成的原因進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行了一般性與雨水大線堵截的抽水試驗(yàn)工作。確定抽水時(shí)間為7天，要求將供水井排水管與防止海水對(duì)供水井的直接補(bǔ)給影響。于9月19日-26日兩個(gè)井同時(shí)進(jìn)行了連續(xù)抽水試驗(yàn)工作，抽水設(shè)備用上海產(chǎn)深井潛水泵，流量為230t/h,兩個(gè)井同時(shí)抽水量為460t/h（11040t/d），抽水期間對(duì)供水井的水位、水溫、水質(zhì)與海水溫度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，對(duì)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行如下分析：（1）場(chǎng)區(qū)地下水位變化①抽水時(shí)動(dòng)水位分析兩個(gè)井連續(xù)七天的抽水，井的動(dòng)水位變化，隨潮汐起落而變化（見圖），抽水開始時(shí)，井水位起落受海水潮汐變化升降稍有滯后現(xiàn)象，3-6#井距海近，井水位下降值一般5-10m，23日退大潮時(shí)最大值可達(dá)12.6m；3-7#井距海稍遠(yuǎn)，井水位下降值達(dá)6-11.5m，23日退大潮時(shí)最大值可達(dá)12.75m；抽水井的動(dòng)水位變化隨海潮高低變化成正相關(guān)，高潮時(shí)動(dòng)水位較高，低潮時(shí)動(dòng)水位降低值大。經(jīng)過這次堵截雨水管防止海潮入侵措施后，效果明顯好于以往，較大的水位降深值間接的說(shuō)明了雨水管線沒有大量海水短途徑直接補(bǔ)給供水井，海水只能經(jīng)過地層孔隙緩慢補(bǔ)給地下水，從而造成供水井動(dòng)水位下降值加大，這是過去未見到的。（2）場(chǎng)區(qū)地下水氯離子的變化場(chǎng)區(qū)地下水氯離子的變化與供水井距海的距離有關(guān)，即近海的3-6#井氯離子含量較高為13088.2-14306.7mg/L距井較遠(yuǎn)的3-7#井氯離子含量較低為11607.9-12727.1mg/L，而海水氯離子含量應(yīng)在18000mg/L左右,供水井氯離子含量低于海水6000—4000mg/L，說(shuō)明場(chǎng)區(qū)水源除海水補(bǔ)給外，還有淡水補(bǔ)給特別是南部有大量淡水滲入（3-7#約占1/3）。集裝箱碼頭三期侯工樓供水井氯離子表表4井號(hào)Cl-（mg/L）取樣時(shí)間3-6#13810.3.9.223-6#13088.2.9.233-6#14035.9.9.243-6#13268.7.9.253-6#14306.7.9.263-7#12727.1.9.223-7#11607.9.9.233-7#12727.1.9.243-7#12185.6.9.25(3)場(chǎng)區(qū)水溫的變化經(jīng)過氣溫、海水與井水的溫度的觀測(cè)能夠看出，七天來(lái)氣溫變化較大，為22—31℃，海水的溫度為23—25℃，井水溫度為19—20℃，井水的溫度值變化最小，井水的溫度低于海水溫度3集裝箱碼頭三期侯工樓3-7#抽水井與以往抽水資料的對(duì)比表5抽水時(shí)間年月日井編號(hào)靜水位（m）動(dòng)水位最大下降值（m）水量（t/n）氯離子（mg/l）水溫（℃）海水溫度（℃）08.7.18—223-7#1.927.7523014237.917.022.0—23.008.9.19—263-7#5.4512.7523012185.619.0—20.023.5—25.03-6#5.2712.623013088.219.0—20.023.5—25.0經(jīng)過前期的抽水試驗(yàn)?zāi)軌蚩闯觯旱叵滤撵o水位與動(dòng)水位的變化，直接受海水潮汐的漲落而變化，動(dòng)水位的升降除潮汐因素外，其抽水下降值亦受抽水量的大小及補(bǔ)給量的大小而控制。由于地溫場(chǎng)地質(zhì)條件穩(wěn)定因素的影響，井水溫度在7—9月二次試驗(yàn)，其間井水溫度穩(wěn)定在17—20℃左右，遠(yuǎn)低于氣溫（24—35℃）也低于海水溫度（22—(4)試驗(yàn)的結(jié)果①經(jīng)過3-6#、3-7#井同時(shí)連續(xù)的抽水試驗(yàn)，表現(xiàn)出井水位變化與海水高低潮變化成正相關(guān)，高潮時(shí)，井水位高，水位降低值?。?.0—6.0m），而海水低潮時(shí)，井水位低，動(dòng)水降低值大（12.6—12.75m）其下降值大于以往，較大的水位降深值間接的說(shuō)明了沒有大量的海水短途徑直接補(bǔ)給給井水，海水只能經(jīng)過地層孔隙緩慢補(bǔ)給給地下水，說(shuō)明雨水大線防止海水入侵堵截效果好，海潮未能順管隙直接補(bǔ)給井水。②經(jīng)過水溫與水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，氯離子變化不大，為1—14000mg/l遠(yuǎn)低于海水的18000mg/l，說(shuō)明供水井地下水除海水補(bǔ)給外，尚有大量陸域淡水補(bǔ)給。另外這次試驗(yàn)氯離子含量（12185.6—13088.2mg/l）低于上次試驗(yàn)值（14237.9mg/l）說(shuō)明受海水的直接干擾變小。同時(shí)亦證明了本區(qū)水化學(xué)場(chǎng)與地溫場(chǎng)條件較穩(wěn)定的特征。本次試驗(yàn)井溫度遠(yuǎn)低于海水溫度3—5℃，明顯表現(xiàn)出海水溫度不能直接作用于地溫場(chǎng)，而是被廣闊的陸域，地溫場(chǎng)所改變，因而地下水成為我們冬季利用熱能夏季利用其低溫能的一種資源。③雨水大線平行于供水井分布，距離僅10m左右，雨水管線無(wú)堵截時(shí)海水通暢順管入侵，沿主、支管隙海水能夠直接補(bǔ)給影響供水井。3、吹填區(qū)差異性地溫場(chǎng)吹填區(qū)廣泛分布的大窯灣港的西部，集裝箱碼頭侯工樓以西部位，東西長(zhǎng)約1500m，寬600m范圍。集裝箱碼頭三期業(yè)務(wù)樓，就屬于這種類型。該區(qū)在建港時(shí)地面調(diào)查、勘探得知，業(yè)務(wù)樓一帶回填物是以粘土含碎石為主，粘土含量約占50%以上，回填層厚8-11.0m，下覆海相含淤泥質(zhì)粉砂及砂層粘土層，基巖為震旦系甘井子組灰?guī)r。由于人工回填含水層厚度薄，粘性土含量大，透水性差，又加上周圍吹填物屬細(xì)粒堆積物，含水量微弱，該區(qū)又距離海較遠(yuǎn)，從范圍來(lái)看，吹填面積較大，賦水介質(zhì)的保溫條件較好，供水水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于東部區(qū)，僅13-15t/h。地下水保溫條件好于東部區(qū)其它兩種類型地溫場(chǎng)，不只從巖相分析條件的出，而從12月份供水井同時(shí)抽水測(cè)得結(jié)果證實(shí)，業(yè)務(wù)樓井水溫（13℃）高出侯工樓（10.5℃）2.5℃。從取樣，水質(zhì)分析資料能夠看出，該區(qū)水中Cl-含量亦低于東部區(qū)，為4559.9mg/l，說(shuō)明水源除受海水補(bǔ)給外，吹填區(qū)周圍地下水的補(bǔ)給，還有下部基巖裂隙水的補(bǔ)給，均顯示出不同的差異性特點(diǎn)。該區(qū)在選擇供水井時(shí)，應(yīng)回填層厚度較大，含粘土成分少的區(qū)位，同時(shí)結(jié)合深部基巖含水條件、構(gòu)造條件好的部位，綜合考慮確定供水井位置。（三）水源熱泵技術(shù)在港區(qū)適宜性的分析大窯灣港區(qū)從6月、9月分別建了礦石碼頭與散糧碼頭水源熱泵，6月建了集裝箱二期碼頭業(yè)務(wù)樓水源熱泵，4月與10月又分別建了大連港集裝箱三期輔建區(qū)五個(gè)單體水熱泵與業(yè)務(wù)樓的水源熱泵。這五處水源熱泵從建成運(yùn)行，一直使用至今，冬季取暖，夏季制冷均取得了較好的成效。其特點(diǎn)如下：1、供水井水量恒定不變，一直滿足水源熱泵的要求。礦石碼頭3個(gè)供水井水量保持在170t/h，散糧與集裝箱二期業(yè)務(wù)樓供水井，水量保持在80-120t/h，滿足了水源熱泵的需要。集裝箱三期侯工樓與業(yè)務(wù)樓分別提供了460t/h與73-102t/h的要求。2、在水源熱泵的使用期，均進(jìn)行過一段長(zhǎng)年時(shí)間的水量水溫的監(jiān)測(cè)；礦石碼頭測(cè)得的數(shù)據(jù)說(shuō)明供水井水溫冬季一般可保持在9-11℃。，只在極端冷的情況下，低于8集裝箱二期業(yè)務(wù)樓，水源熱泵監(jiān)測(cè)資料（見圖）最理想，一般情況下，水溫在11-14℃，最冷季節(jié)地下水溫不低于7.0℃。集裝箱三期碼頭侯工樓與業(yè)務(wù)樓，經(jīng)、、春監(jiān)測(cè)，一般情況下，水溫在11-8℃，供水水溫最低為7℃（四）水源熱泵在使用中應(yīng)注意的改進(jìn)幾個(gè)問題經(jīng)過港區(qū)5處水源熱泵的投入使用，我們覺得幾個(gè)問題還需要進(jìn)行研究改進(jìn)。1、水量：大連取暖期共四個(gè)月，即11月15日至次年3月15日。熱泵運(yùn)行的前二個(gè)月水溫較高達(dá)10-14℃2、水溫：供水井在開采過程中，隨著季節(jié)氣溫與海水溫度的變化，從11月份開始水溫東14-8℃間變化，熱泵工作正常，供暖效果好，每年2月中下旬一段時(shí)間地溫場(chǎng)溫度降至7℃3、排洪管（雨水大線）當(dāng)前已變成每天潮汐進(jìn)退的通道，海水入侵直接影響，降低地溫場(chǎng)4-5℃4、供水井距熱泵房較遠(yuǎn)時(shí)，如集裝箱三期碼頭業(yè)務(wù)樓距供水井120-180m時(shí)，管道損失熱量達(dá)2℃目錄一、序言 1（一）任務(wù)來(lái)源 1（二）目的任務(wù) 1二、工作區(qū)的自然條件 2（一）位置、地形、地貌 2（二）氣象條件 2三、勘察手段及工作量 4（一）資料的收集 4四、工作區(qū)地質(zhì)構(gòu)造與地質(zhì)環(huán)境條件及水文地質(zhì)條件 5（一）地質(zhì)構(gòu)造 5（二）地質(zhì)環(huán)境條件及水文地質(zhì)條件