ICS27.010

CCSF15

41

河南省地方標準

DB41/T2118—2021

淺層地熱能場地勘查規范

2021-04-12發布2021-07-12實施

河南省市場監督管理局發布

DB41/T2118—2021

目次

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

1范圍...............................................................................1

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

3術語和定義.........................................................................1

4勘查分級...........................................................................2

5地下水換熱系統淺層地熱能勘查.......................................................4

6地埋管換熱系統淺層地熱能勘查.......................................................4

7樣品測試與評價.....................................................................5

8環境影響分析.......................................................................6

9淺層地熱能計算與評價...............................................................6

10成果報告編制......................................................................6

附錄A（資料性）空氣、水和幾種常見巖石的比熱、密度、熱導率和熱擴散率.................8

附錄B（規范性）淺層地熱能場地勘查設計書提綱.........................................9

附錄C（規范性）淺層地熱能場地勘查報告編寫提綱......................................10

I

DB41/T2118—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定

起草。

本文件由河南省地質礦產勘查開發局提出并歸口。

本文件起草單位：河南省地質調查院、河南省地質科學研究所、地下清潔能源勘查開發產業技術創

新戰略聯盟、河南省城市地質工程技術研究中心。

本文件主要起草人：田良河、龔曉潔、楊坡、吳青松、王豫飛、馮翔、袁錫泰、田源、李自濤、馮

園、韓亞、王永輝、李志娟、劉沙沙、寇亞飛、唐輝、羅文金、劉洪戰。

II

DB41/T2118—2021

淺層地熱能場地勘查規范

1范圍

本文件規定了淺層地熱能場地勘查分級、地下水和地埋管換熱系統淺層地熱能勘查、淺層地熱能資

源計算與評價等要求。

本文件適用于以地下水、巖土體為低溫熱源，采用熱泵技術進行供熱、制冷的淺層地熱能開發利用

工程的前期場地勘查。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T14848地下水質量標準

GB50019工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范

GB50021巖土工程勘察規范

GB50027供水水文地質勘察規范

GB50366地源熱泵系統工程技術規范

DZ/T0148水文水井地質鉆探規程

DZ/T0181水文測井工作規范

DZ/T0225淺層地熱能勘查評價規范

CJJ/T291地源熱泵系統工程勘察標準

JGJ/T87建筑工程地質勘探與取樣技術規程

NB/T10097地熱能術語

3術語和定義

GB50027、GB50366、NB/T10097界定的術語和定義適用于本文件。

3.1

淺層地熱能

從地表至地下200m深度范圍內，儲存于水體、土體、巖石中的溫度低于25℃，采用熱泵技術可提

取用于建筑物供熱或制冷等的地熱能。

[來源:NB/T10097—2018,2.1.6]

3.2

地源熱泵系統

以巖土體、地下水和地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、淺層地熱能換熱系統、建筑物內系統組

成的供暖制冷系統。根據地熱能交換方式，可分為地埋管地源熱泵系統、地下水地源熱泵系統和地表水

地源熱泵系統。

[來源:NB/T10097—2018,2.5.6]

1

DB41/T2118—2021

3.3

地下水換熱系統

與地下水進行熱交換的地熱能交換系統，分為直接地下水換熱系統和間接地下水換熱系統。

[來源:GB50366—2009,2.0.10]

3.4

地埋管換熱系統

傳熱介質通過豎直或水平地埋管換熱器與巖土體進行熱交換的地熱能交換系統，又稱土壤熱交換系

統。

[來源:GB50366—2009,2.0.6]

3.5

水文地質勘探孔

為查明水文地質條件，按水文地質鉆探要求施工的鉆孔。

[來源:GB50027—2001,2.1.9]

3.6

熱源井

用于從地下含水層中取水或向含水層灌注回水的井，是抽水井和回灌井的統稱。

[來源:GB50366—2009,2.0.21]

3.7

測試孔

按照測試要求和擬采用的成孔方案，將用于巖土熱響應試驗的豎直地埋管換熱器。

[來源:NB/T10097—2018,2.4.36]

3.8

地埋管換熱器

供傳熱介質與巖土體換熱用的，由埋于地下的密閉循環管組構成的換熱器，也稱土壤熱交換器。根

據管路埋置方式不同，分為水平地埋管換熱器和豎直地埋管換熱器。

[來源:GB50366—2009,2.0.7]

3.9

巖土熱響應試驗

利用測試儀器對項目所在場區的測試孔進行一定時間連續換熱，獲得巖土綜合熱物性參數及巖土初

始平均溫度的試驗。

[來源:NB/T10097—2018,2.4.32]

4勘查分級

4.1工程規模分級

根據應用建筑面積將工程規模分為五級，工程規模分級見表1。

表1工程規模分級

應用建筑面積

工程規模

m2

一級≥50000

二級25000～50000

2

DB41/T2118—2021

表1工程規模分級（續）

應用建筑面積

工程規模

m2

三級5000～25000

四級1000～5000

五級＜1000

4.2場地地質環境條件分級

地下水換熱系統按照含水層巖性，含水層厚度，地下水位年降幅三個指標；地埋管換熱系統按照松

散沉積物厚度，卵石層、鈣質膠結層總厚度，地層均一性三個指標，分別劃分為三個等級。地質環境條

件分級見表2。

表2地質環境條件分級

地質環境復雜程度分級

熱泵類型主要地質環境約束條件Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級

（復雜）（中等）（簡單）

含水層巖性以中砂、中細砂為主以粗砂、中粗砂為主以卵礫石為主

地下水換熱系統含水層厚度，m＜1010～30＞30

地下水位年降幅，（m/a）＞1.00.5～1.0＜0.5

松散沉積物厚度，m50～100100～150＞150

地埋管換熱系統卵石層、鈣質膠結層總厚度，m＞105～10＜5

地層均一性巖性巖相變化大巖相單一，巖性變化大巖性穩定均一

注1：至少兩項指標應符合；

注2：場地級別從Ⅰ級開始，向Ⅱ、Ⅲ級推定，以最先滿足的為準；

注3：水源地等保護區為禁建區。

4.3勘查等級

根據工程規模分級，結合地質環境復雜程度分級，將勘查等級分為五級，勘查等級分級見表3。

表3勘查等級分級

勘查等級工程規模地質環境復雜條件

一級Ⅰ級、Ⅱ級

一級

二級Ⅰ級

一級Ⅲ級

二級

二級Ⅱ級

二級Ⅲ級

三級

三級Ⅰ級、Ⅱ級

三級Ⅲ級

四級

四級Ⅰ級、Ⅱ級

四級Ⅲ級

五級

五級Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級

3

DB41/T2118—2021

5地下水換熱系統淺層地熱能勘查

5.1水文地質勘探孔布置

5.1.1水文地質勘探孔工作量應根據工程勘查等級確定，具體工作量見表4。

表4水文地質勘探孔工作量

水文地質勘探孔數量

勘查等級

個

一級≥5

二級3～5

三級1～3

四級1～2

五級0～1

注：五級工程因規模小，可借用場地周邊資料，并對參數可用性加以論述。

5.1.2當工程場地及其附近已有場地勘查資料時，可根據實際情況適當減少水文地質勘探孔工作量。

5.1.3當勘查結果符合地下水地源熱泵系統要求時，應采用成井技術將水文地質勘探孔作為熱源井加

以利用，并考慮其成為工程運行監測井的可能性。成井過程應由水文地質專業人員進行質量控制。

5.2勘查工作內容

5.2.1勘查工作應由具備相應能力的專業隊伍承擔。

5.2.2工程場地調查內容應包括：含水層巖性及空間分布；地下水徑流方向、速度、水力坡度；地下

水位動態變化；地下水水溫；地下水水質。

5.2.3根據地層條件，按照DZ/T0148選用適宜的鉆探工藝，鉆探深度應根據場地水文地質條件確定，

宜鉆穿有換熱意義的主要含水層，且不宜超過200m，并應為完整井。

5.2.4終孔后應按照DZ/T0181水文測井要求進行測井。

5.2.5井管材質等的選擇應充分考慮到作為回灌井的需求。

5.2.6按GB50027、DZ/T0225要求進行抽水、回灌試驗；一級、二級工程應進行孔組干擾抽水試驗。

5.2.7水樣測試項目應滿足DZ/T0225中地源熱泵機組循環水水質評價及GB/T14848中常規指標要求。

5.2.8回灌水水質應不劣于回灌含水層地下水水質質量類型，含砂量不大于1/20000（體積比）。

5.2.9進行地下水換熱系統淺層地熱能評價，結合工程設計，提出布井方案、施工方案的建議。

6地埋管換熱系統淺層地熱能勘查

6.1測試孔布置

6.1.1測試孔工作量應根據工程勘查等級確定，具體工作量見表5。

4

DB41/T2118—2021

表5測試孔工作量

測試孔數量

勘查等級

個

一級≥5

二級3～5

三級1～3

四級1～2

五級1

注：五級工程因規模小，僅施工1孔，但應利用經驗值對單孔參數可用性加以論述。

6.1.2當工程場地及周邊同一地貌單元已有場地勘查資料時，可根據實際情況適當減少測試孔數量。

6.1.3場地地形地貌復雜，巖土種類較多，不均勻，性質變化較大時，應增加測試孔數量。

6.2勘查工作內容

6.2.1勘查工作應由具備相應能力的專業隊伍承擔。

6.2.2工程場地調查內容應包括：巖土層巖性、厚度、溫度、結構及空間分布；地下水徑流方向、速

度、水力坡度；地下水水溫；地下水水質。

6.2.3測試孔結構設計，應根據場地地層特性、測試要求及鉆探工藝等因素綜合考慮，以能滿足獲取

熱物性參數為宜。測試孔孔徑單U不宜大于150mm，雙U不宜大于200mm。

6.2.4測試孔施工應按GB50021、JGJ/T87相關規定執行。測試孔深度應考慮孔內沉淀物的影響，大

于最深的埋管深度2m以上，以消除孔內沉渣的影響，確保實際埋管深度達到設計值。

6.2.5三級及以上工程，單層厚度大于1m的，應按照JGJ/T87要求，采集不少于6個原狀土樣（砂、

礫石層除外）進行樣品測試，測試指標應符合7.1.1、7.1.2的規定。

6.2.6按照DZ/T0225要求選擇井管材質、進行埋管及回填。

6.2.7巖土熱響應試驗按照DZ/T0225要求，至少進行大小兩個負荷的試驗。

6.2.8進行地埋管換熱系統淺層地熱能評價，根據工程設計，提出埋管方式、施工方案的建議。

7樣品測試與評價

7.1巖土樣品測試與評價

7.1.1物理性質測試

測試原狀土樣的天然密度、比重、天然含水量、孔隙率、飽和度，并進行巖性定名。

7.1.2熱物理性質測試

測試巖土體的熱導率、比熱容、熱擴散率。主要用于取得場地巖土熱物理參數，與巖土熱響應試驗

互為驗證補充，為合理進行工程設計提供依據。

7.1.3土的腐蝕性評價

按照GB50021要求進行腐蝕性評價。

7.2地下水樣品測試與評價

5

DB41/T2118—2021

7.2.1地下水樣品測試

測試指標應符合5.2.7的規定。

7.2.2地下水水質評價

地下水水質評價應遵循如下要求：

a)按照DZ/T0225的要求進行地源熱泵機組循環水質評價；

b)按照GB/T14848對地下水質量進行評價；

c)對地下水進行腐蝕性評價，當地下水中氯離子含量較低（＜25%摩爾當量）時，參照工業上用

腐蝕系數Kk衡量地下水的腐蝕性；當地下水中氯離子含量高（超過25%摩爾當量）時，采用拉

申（Larson）腐蝕指數評價。

d)參照工業上用鍋垢總量對地下水進行結垢性評價。

8環境影響分析

8.1計算替代常規能源量和節能減排量；評價淺層地熱能開發對地下溫度場的影響；根據地源熱泵工

程的換熱方式評價相應的生態環境影響；對勘查項目周邊已有工程在運行過程中出現的問題及對周邊已

有用戶的影響進行調查分析；提出因淺層地熱能開發利用產生不利環境影響的防治措施。

8.2對地下水換熱系統應評價回灌水對地下水環境的影響，并對引發或加劇地下水位降落漏斗、地面

沉降、地裂縫等地質環境問題進行預測。

8.3對地埋管換熱系統應評價地埋管對地下空間利用的影響，評價循環介質滲漏對地下水及巖土體的

影響。

8.4三級及以上工程，在條件具備的情況下，建議利用施工的井（孔）布置監測設備，建立長期監測

網絡。對空調機組運行情況以及熱源井的水質、水溫、抽水量及回灌量，測試孔的地溫、循環液體量、

循環液體溫度、循環液體流速等進行監測。對地源熱泵系統運行對地質環境的影響進行安全性評估，并

對資源保證程度進行驗證。

9淺層地熱能計算與評價

9.1計算

9.1.1計算勘查區淺層地熱容量；在此基礎上，結合擬采用設備參數，采用合理的可利用溫差，計算

可利用儲存熱量。

9.1.2地下水換熱系統計算換熱功率；根據工程設計、建筑供暖/制冷需求，提供熱源井設計及布井方

案，提供工程布置建議，明確回灌水水質要求。

9.1.3地埋管換熱系統計算單孔換熱功率；延米換熱量計算建議提取溫差按5℃計，可根據用戶要求

提供不同工況設計參數；根據工程設計、建筑供暖/制冷需求，提供地埋管換熱器設計與布置方案，提

供工程布置建議。

9.1.4按照DZ/T0225的相關要求進行淺層地熱能計算。

9.2評價

根據地源熱泵工程的取熱量和排熱量的熱均衡進行計算，對淺層地熱能取熱量的保證程度進行評價。

10成果報告編制

6

DB41/T2118—2021

按附錄B的要求進行設計書編制，按附錄C的要求進行成果報告編制，具體章節內容可結合場地勘查

工作實際情況調整。

7

DB41/T2118—2021

A

A

附錄A

（資料性）

空氣、水和幾種常見巖石的比熱、密度、熱導率和熱擴散率

空氣、水和幾種常見巖石的比熱、密度、熱導率和熱擴散率見表A.1。

表A.1空氣、水和幾種常見巖石的比熱、密度、熱導率和熱擴散率

比熱容/密度/熱導率/熱擴散率/

巖石名稱

[J/(kg·℃)](kg/m3)[W/(m·℃)](m2/d)

花崗巖79427002.7210.110

石灰巖92027002.0100.070

砂巖87826002.5960.098

濕頁巖--1.4～2.40.065～0.084

干頁巖--0.64～0.860.055～0.074

鈣質砂(含水率43%)221516700.7120.017

干石英砂(中-細粒)79416500.2640.017

石英砂(含水率8.3%)100317500.5860.029

砂質粘土(含水率15%)137917800.9210.032

砂（砂礫石）--0.770.039

粉砂--1.670.050

亞粘土--0.910.042

粘土--1.110.046

砂（飽水）--2.500.079

空氣（常壓）10031.290.0231.536

冰20489202.2190.102

水（平均）418010000.5990.012

回填膨潤土（含有20%～30%的固體）--0.73～0.75-

回填混合物（含有20%膨潤土、80%石英砂）--1.47～1.64-

回填混合物（含有15%膨潤土、85%石英砂）--1.00～1.10-

回填混合物（含有10%膨潤土、90%石英砂）--2.08～2.42-

回填混合物（含有30%膨潤土、70%石英砂）--2.08～2.42-

8

DB41/T2118—2021

B

B

附錄B

（規范性）

淺層地熱能場地勘查設計書提綱

B.1前言

前言應包括以下內容：

a)項目概況；

b)區域地質環境背景。

B.2工程場地淺層地熱能概況

工程場地淺層地熱能概況應包括以下內容：

a)簡述場地以往地質、水文地質、工程地質、淺層地熱能等工作程度，對其主要成果和存在問

題予以評述；

b)簡述場地及其周邊淺層地熱能工程現狀及開發使用過程中的問題。

B.3淺層地熱能場地勘查工作內容及技術要求

淺層地熱能場地勘查工作內容及技術要求應包括以下內容：

a)勘查工作內容；

b)勘查工作技術要求。

B.4預期提交的成果

預期提交的成果應包含以下內容：

a)場地勘查報告章節及主要內容；

b)附圖比例尺及名稱；

c)附表、附件名稱。

B.5質量控制及管理

B.6實物工作量（附工作布置圖）

B.7經費預算

9

DB41/T2118—2021

C

C

附錄C

（規范性）

淺層地熱能場地勘查報告編寫提綱

C.1序言

序言應包括以下內容：

a)任務來源及要求；

b)建設項目規模、主要建筑類型、功能及冷熱負荷需求；

c)簡要評述調查（勘查）區以往地質工作程度及淺層地熱能開發利用現狀；

d)簡述勘查工作進程及完成的工作量。

C.2自然地理及地質背景

自然地理及地質背景應包括以下內容：

a)調查（勘查）區的地形地貌；

b)氣象、水文特征；

c)地層、水文地質、工程地質、凍土層、地溫場、場地穩定性等特征。

C.3場地地質條件

地質條件應包括以下內容：

a)對擬建場地地質、水文地質、工程地質條件等結合建設項目需求進行淺層地熱能開發利用方

式適宜性評價；

b)根據不同開發利用方式對地質條件進行詳細論述，地下水換熱系統應著重敘述含水層空間分布，

地下水水質、水位動態特征及補徑排條件等；地埋管換熱系統應著重敘述地層空間展布、巖土

熱物性特征等。

C.4勘查工作

勘查工作應包括以下內容：

a)論述勘查工作主要內容及布置原則；

b)工作主要成果（巖土熱響應試驗結果或水文地質勘探孔抽水、回灌試驗結果，水土樣品測試

結果等）；

c)勘查工作質量評述。

注：四級、五級工程本章節內容可并入序言。

C.5勘查區淺層地熱能評價

勘查區淺層地熱能評價應包括以下內容：

a)根據現場試驗、室內實驗及收集資料，計算勘查區淺層地熱能容量、淺層地熱能可利用量；

b)對地下水源熱泵工程：計算含水層出水能力、回灌能力，評價水土質量，提出場地布井方案建

議并明確回灌水質要求；

10

DB41/T2118—2021

c)對地埋管熱泵工程：計算地層換熱能力，評價水土質量，提出場地布孔方案建議；

d)進行淺層地熱能資源保證程度分析論證；

e)預測工程可能引發的地質環境問題，并提出防治措施建議。

C.6結論和建議

結論和建議應包括以下內容：

a)對勘查工作進行總結，指出在施工中和工程投入運行后應注意的事項；

b)建議觀測網點的設置及要求；

c)提出本次工作的不足和存在問題。

C.7主要附件：

主要附件應包括以下內容：

a)勘查工作平面布置圖；

b)井孔綜合成果圖；

c)淺層地熱能工程布置建議圖；

d)水土樣品測試成果表；

e)現場試驗成果表。

報告編寫應做到文、圖、表相互呼應；可根據工程具體要求及勘查等級對提綱進行合理的增刪；論

述應重點突出資源計算評價。

11

DB41/T2118—2021

目次

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

1范圍...............................................................................1

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

3術語和定義.........................................................................1

4勘查分級...........................................................................2

5地下水換熱系統淺層地熱能勘查.......................................................4

6地埋管換熱系統淺層地熱能勘查.......................................................4

7樣品測試與評價.....................................................................