宁夏银川市浅层地温能赋存条件和开发利用潜力评价.pdf

DOI：10.12401/j.nwg.2023041宁夏银川市浅层地温能赋存条件和开发利用潜力评价赵银鑫，公亮，吉卫波，田硕丰，孙变变，吴文忠，王改平，马风华（宁夏回族自治区基础地质调查院，宁夏 银川750021）摘要：扩大浅层地温能这种可再生绿色能源的开发利用规模，对中国的节能减排和可持续发展具有重要的意义。本次通过银川市浅层地温能资源调查，查明了宁夏银川市浅层地温能蕴藏条件。本研究利用 Arcgis 软件使用层次分析法对研究区进行地埋管地源热泵适宜性分区，并进行浅层地温能资源潜力评价。研究认为，研究区范围无地埋管地源热泵不适宜区，适宜区面积分布最广为 1 767 km2，占比为 56.04%；较适宜区面积为 1 386 km2，占比为 43.96%；研究区地埋管地源热泵开采潜力较大，夏季开发潜力为 42.7 万 m2/km2，冬季开发潜力为 36.0 万 m2/km2。根据研究成果提出研究区浅层地温能资源开采和规划意见，为后续制定开发利用方案提供思路与依据。关键词：浅层地温能；地埋管地源热泵；适宜性分区；潜力评价中图分类号：P641；P314文献标志码：A文章编号：1009-6248（2023）05-0172-13Conditions for the Occurrence and Development and Utilization Potential Evaluation ofShallow Geothermal Energy in Yinchuan City,NingxiaZHAO Yinxin，GONG Liang，JI Weibo，TIAN Shuofeng，SUN Bianbian，WU Wenzhong，WANG Gaiping，MA Fenghua（Ningxia Hui Autonomous Region Institute of Geological Survey,Yinchuan 750021,Ningxia,China）Abstract：Expanding the scale of development and utilization of shallow geothermal energy is of great signifi-cance for energy conservation,emission reduction and sustainable development in China.The investigation andevaluation of shallow geothermal energy in Yinchuan started late.In order to avoid blind exploitation of shal-low geothermal energy,the occurrence conditions of shallow geothermal energy and the evaluation of develop-ment and utilization potential are important technical support.By identifying the occurrence conditions of shal-low geothermal energy in Yinchuan,the suitability zoning of ground source heat pump with buried pipe in thestudy area was carried out by using analytic hierarchy process(AHP)and Arcgis software.Finally,the potentialof shallow geothermal energy resources was evaluated.The results show that there is no unsuitable area forground source heat pump with buried pipe in the study area,the most suitable area which is most widely dis-tributed is 1 767 km2,accounting for 56.04%.The comparatively area is 1 386 km2,accounting for 43.96%.Thedevelopment potential of ground source heat pump with buried pipes in the study area is huge,the developmentpotential in summer is 42.7 million m2/km2,and the development potential in winter is 36.0 million m2/km2.Based on the research results,the development and utilization giving suggestions of shallow geothermal energyin the study area were given to provide ideas and basis for the subsequent development and utilization plan.收稿日期：2022-05-20；修回日期：2022-10-20；责任编辑：吕鹏瑞基金项目：宁夏回族自治区财政专项“银川都市圈城市地质调查”（宁地财发 20212 号）资助。作者简介：赵银鑫（1984），男，工程师，主要从事水工环地质、城市地质、综合地质工作。Email：。第 56 卷 第 5 期西 北 地 质Vol.56No.52023 年（总 231 期）NORTHWESTERN GEOLOGY2023（Sum231）Keywords：shallow geothermal energy；ground source heat pump；suitability partition；potential evaluation 浅层地温能是指地下一定深度范围内（目前开发利用的经济深度一般在 200 m 以内）地下水和土壤内部埋藏的地温热能，通过热泵技术收集利用后，可以用来供暖或者制冷（韩再生等，2007；杨如辉等，2011）。浅层地温能是一种特殊矿产资源，也是一种新型的可再生环保能源，利用前景广阔。相较其他能源而言，浅层地温能有着可循环再生、可就近利用、储量巨大、分布广泛等优点。因此，为解决资源短缺和环境污染的现状，中国于 20 世纪 80 年代开始研究地源热泵技术，并在 90 年代开展示范项目，同时国家政府出台一系列的激励政策和管理法规，来支持浅层地温能的开发利用（王贵玲等，2012；沈军等，2021；刘文辉等，2023；张茂省等，2023）。据统计，截至 2010 年全国应用浅层地温能资源的总面积约为 2.1108 m2，多集中在华北和东北地区（栾英波等，2013）。尽管国内的浅层地温能开发利用起步较晚，但截止 2012 年中国供热制冷面积就已跃居世界第二（丁宏伟等，2016）。2015 年中国已经调查评价了 336 个城市，并且通过研究评价发现这些地级以上城市具有浅层地温能的潜力。结果表明，年可采折合标煤可达 7108 t，可实现供暖制冷面积为 320108 m2（蔺文静等，2013；冉伟彦等，2014；王贵玲等，2017；王婉丽等，2017；沈军等，2021）。中国浅层地温能资源开发利用起步较晚，但进入21 世纪后开发利用浅层地温能技术发展迅速（闫福贵，2013），到 2013 年地源热泵技术就跃居世界第二位（栾英波，2013）。未来的工作可能延伸至中小城镇，将浅层地温利用面积进一步扩大（王贵玲等，2020）。贵州省“十四五”期间在浅层地热能蕴藏条件分析上进行潜力评价和适宜性分区，冬季供暖面积为 1.22109m2，夏季地埋管地源热泵的制冷面积为 1.18109 m2（彭佳等，2021；张新，2021）；山东省章丘区冬季浅层地温能潜力评价后能够供暖的面积为 6 504.666 2104m2，夏季能够制冷的面积较少，为 535.127 8104 m2。综合来看，发现研究区浅层地温能经济和社会效益明显、使用和开发的潜力水平很高（孙明远等，2021）。因此，开采和使用浅层地温能对确保国家能源安全、优化中国当前的能源结构、推进国家节能减排战略的完成具有十分重要的现实意义。笔者以银川市第四系地层为主要研究对象，研究浅层地温能赋存条件，并且结合地埋管地源热泵，对其进行适宜性分区，然后展开对银川市浅层地温能开发利用和开发潜力评价的工作，旨在为研究区浅层地温能开发利用提出建议，并为后续制定开发利用方案提供依据。1浅层地温能赋存条件 1.1地质结构银川市第四系沉积物主要为湖积、冲积和洪积，并且其余地区分布湖沼沉积物和风积物。其中，贺兰山东麓洪积物分布最为广泛，有一条黏性土的细粒带位于其前缘地带很容易发现。现在浅层地热能开发和使用效益较好的深度大多小于 200 m，文中研究主要涉及第四系地层的地质结构、成因类型、时代等（图 1、图 2，表 1）。下更新统：沉积类型以冲湖积层沉为主，埋藏深度大于 190200 m，岩性为灰黑色、灰褐色细砂夹棕褐、灰褐、灰白色黏性土、灰褐色砂砾石及卵砾石。中更新统：沉积以冲洪积和冲湖积等类型为主。冲湖积层埋深为 80120 m，岩性为灰黑色、灰色及褐灰色细砂夹灰色、棕灰、灰白黏性土，并有泥砾存在于部分细砂；冲洪积层埋深为 130150 m，厚度约为60 m，岩性以青灰色粉细砂和灰黄色、暗灰色细砂为主，夹带黏性土，洪积平原的西侧下部细砂内含有砾石。上更新统：沉积类型主要有冲湖积、冲洪积、洪积等。冲湖积层厚度为 60120 m，埋藏深度为 230 m，岩性为黏土质砂、砂质黏土、中细砂；冲洪积层厚为 5090 m，埋深为 6080 m，岩性为灰色细砂夹砂黏土，在山前洪积斜平原附近部分细砂中含砾石；在贺兰山东麓洪积斜平原分布有洪积层，岩性为砂质黏土、黏质砂土、砂、砂砾石、漂砾及块石，由洪积平原前缘变为细粒带，自东向西颗粒逐渐变粗。全新统：银川市有较多的全新统沉积类型，包括冲洪积、冲湖积、风积、湖沼积、洪积、冲积等类型。冲洪积层岩性为黏性土、粉细砂夹砂砾石，厚度小于20 m；冲湖积平原的一级阶地是冲湖积层主要分布地第 5 期赵银鑫等：宁夏银川市浅层地温能赋存条件和开发利用潜力评价173 区，岩性为黏性土、细砂及粉细砂，厚度小于 15 m；风积分布散乱，岩性为粉细砂和中细砂，最大厚度为2030 m；河湖积平原的一、二级阶地是湖沼沉积层主要分布地区，岩性以黏性土、粉细砂为主，厚度小于 3 m；在银川市新市区以西是洪积层的主要分布地带，岩性为含砾砂、碎石、砂砾石夹黏性土，厚度小于5 m；冲积层大都位于河漫滩和黄河河床中，岩性为粉细砂、砂砾石夹黏性土，厚度小于 10 m。1.2水文地质条件结合银川市水文地质条件、地貌及地质和钻孔数据等资料的分析，第四系松散岩类孔隙水包括多层结构区和单一潜水区 2 个区域。含水岩组分区图、典型水文地质剖面见图 3 和图 4。1.2.1单一潜水区在银川平原范围的南部和西部部分地区为单一潜水区，其潜水区内的岩性，主要由青铜峡峡口冲积和贺兰山东麓山麓洪积砂卵砾石组成，地下水是单一潜水，水质良好，水量丰富。（1）在贺兰山东麓分布有贺兰山东麓洪积斜平原单一潜水区，岩性自西向东由粗变细，为贺兰山前缘冲洪积物。地下水水位埋藏深度南部比北部要高，西部比东部要高。洪积扇前方的水位埋藏深度大多为1030 m，单井涌水量高于 1 000 m3/d，水质较好，溶解性总固体大多不超过 1 g/L，水化学类型主要是重碳酸 1F2F3F4F第四系风积层第四系湖沼积层第四系冲积层第四系风积层第四系灵武层第四系洪积层第四系马兰组第四系萨拉乌苏组第四系玉门组第四系洪积层第四系洪积层贺兰山东麓断裂 芦花台断裂 银川断裂 黄河断裂基岩断裂黄河11Qh1pQh3Qpm3Qpsp3Qpp2Qp1QpyNz1Eq3新近系彰恩堡组古近系清水营组2eQh2lsQh2fQh1 eQh西夏区兴庆区金凤区贺兰县永宁县F1F1F2F3F4黄河3pQp3pQp2pQp1pQh2eQh2eQh2eQh2lsQh2lsQh2lsQh1Qh11Qh11Qh12fQh2fQh1eQh1eQh1Qpy3Qps3mQpN z1Eq330N2eQh西夏区兴庆区金凤区贺兰县永宁县F1F1F2F3F4黄河3pQp3pQp2pQp1pQh2eQh2eQh2eQh2lsQh2lsQh2lsQh11Qh11Qh11Qh2fQh2fQh1eQh1eQh1Qpy3Qps3mQpNz1Eq32eQh30N010 km5图 1银川市地质图Fig.1Geological map of Yinchuan city174西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年盐型水。（2）黄河以西单一潜水区沿黄河西侧条带状展布，含水岩组埋深 8.437.0 m 以上，第四系全新统的黄褐色细砂、粉砂层是其含水层的岩性，成分以长石及石英为主，局部夹青灰色砂砾层，厚度为 0.51.0 m，分选好，磨圆度较好，水位埋深为 1.52.25 m；其底部为新近系泥岩。水化学类型为重碳酸氯型水。（3）黄河以东单一潜水区沿黄河东侧展布，含水岩组埋深 8.023.5 m 以上，第四系全新统风积的黄褐色 粉 砂、细 砂 层 为 含 水 层 岩 性，水 位 埋 深 约为2.3710.54 m。民井单井涌水量为 1050 m3/d，溶解性总固体为 0.5923.28 g/L，水化学类型为氯硫酸型水。1.2.2多层结构区深度超过 250 m，多层结构区划分为 3 个含水岩组，从下向上依次是第二承压含水岩组、第一承压含 09609801 0001 0201 0401 0601 1001 0801 1209609801 0001 0201 0401 0601 1001 0801 120高程(m)Lg081 120.00Yg061 110.01Yg071 108.09Yg081 107.57Yg091 106.83Yg191 107.37Yg051 107.2150.4 m52.0 m52.0 m102.0 m52.0 m52.0 m102.0 m2.55.07.510.012.515.017.5 kmQp3pQh1pQp3sQh1l高程(m)湖积平原河冲洪积平原Qh1lQh1pQp3sQp3p全新统灵武组全新统洪积层上更新统萨拉乌苏组上更新统洪积层全新统与更新统接触界线中细砂粉砂细砂孔号高程素填土黏土粉质黏土粉土Yg381 113.77图 2银川市典型地质剖面图Fig.2Typical geological profile of Yinchuan city 表 1 第四系成因类型及时代描述表Tab.1Genesis type and era description of Quaternary第四系沉积类型厚度埋藏深度主要岩性及分布规律下更新统冲湖积层大于190200 m灰黑色、灰褐色细砂夹棕褐、灰褐、灰白色黏性土、灰褐色砂砾石及卵砾石中更新统冲湖积层80120 m灰黑色、灰色及褐灰色细砂夹灰色、棕灰、灰白黏性土，并有泥砾存在与部分细砂冲洪积层约为60 m130150 m岩性以青灰色粉细砂和灰黄色、暗灰色细砂为主，夹带黏性土，洪积平原的西侧下部细砂内有砾石上更新统冲湖积层60100 m230 m黏土质砂、砂质黏土、中细砂冲洪积层5090 m6080 m岩性为灰色细砂夹砂黏土，在山前洪积斜平原附近有些部分细砂中含砾石洪积层岩性为砂质黏土、黏质砂土、砂、砂砾石、漂砾及块石，由洪积平原前缘变为细粒带，自东向西颗粒逐渐变粗，分布在贺兰山东麓洪积斜平原全新统冲洪积层厚度小于20 m黏性土、粉细砂夹砂砾石冲湖积层黏性土、细砂及粉细砂，主要分布在冲湖积平原的一级阶地风积层最大厚度为2030 m粉细砂和中细砂湖沼沉积层厚度小于3 m岩性以黏性土、粉细砂为主，主要分布在河湖积平原的一、二级阶地洪积层岩性为含砾砂、碎石、砂砾石夹黏性土，银川市新市区以西是洪积层的主要分布地带冲积层厚度小于10 m岩性为粉细砂、砂砾石夹黏性土，大都位于河漫滩和黄河河床中第 5 期赵银鑫等：宁夏银川市浅层地温能赋存条件和开发利用潜力评价175 (RRRRRR望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区0105km第四系松散岩类孔隙水(单一潜水区)第四系松散岩类孔隙水(多层结构区)基岩裂隙水碎屑岩孔隙裂隙水黄河图 3银川市含水岩组分区图Fig.3Area map of waterbearing rock composition in Yinchuan City 一、富水性(m3/d)1.潜水富水性二、地层岩性黏土黏质砂土含泥砂砾石砂砾石粉砂粗粗砂细砂砂质黏土卵砾石2.承压水富水性3 0001 0003 0003 0001 0003 0003 0005001 0003 000500105km承压水富水性(m/d)3 0000105km含水层厚度(m)1600105km岩性砂砾石砂黏互层砂黏土黄河含水岩组厚度分区第一承压水富水性分区0105km不可直接利用的地下水可供工农业利用的地下水可供饮用的地下水适当处理后可供饮用的地下水0105km比热容(kJ/kgK)1.20105km砂黏土厚度比值15平均比热容分区潜水水质分区0105km剥蚀侵蚀拉张型断块高中山干燥剥蚀台地侵蚀冲洪积台地冲湖积拉张型断陷平原洪积拉张型断陷平原地形地貌分区砂黏土厚度比值分区潜水富水性分区潜水水位埋深分区地层岩性分区永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇永宁县兴庆区贺兰县西夏区金凤区胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇0105km热传导系数(W/mK)2热综合传导系数分区0105km水位埋深(m)5abcefghdij图 8评价因子分区图Fig.8Assessment factor zoning map180西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年 3.2浅层地温能换热功率计算 3.2.1计算方法根据地埋管换热器传热系数和热导率等通过现场热响应试验获取的基础数据，对单孔的换热功率进行计算分析。然后综合地埋管的单孔换热功率，结合土地利用系数计算分析调查区较适宜区及适宜区的总换热功率（可利用总量）。它的单孔换热功率的计算公式为：D=2L|t1t4|11lnr2r1+12lnr3r2+13lnr4r32式中：D 为单孔换热功率（W）；L 为地埋管换热器长度（m），取值 200；t1为地埋管内流体的平均温度（），夏季取值为 31.5，冬季取值为 6.4；t4为温度影响半径之外岩土体的温度（），取值为 15.55；1为地埋管材料的热导率 W/（m），HDPE 管为 0.44 W/（m）；r2为地埋管束的等效外径（m），等效半径 r1加管材壁厚，取值为 0.04；r1为地埋管束的等效半径（m），单 U管为管内径的倍，双 U 管为管内径的 2 倍，取值为0.037；2为换热孔中回填料的热导率 W/（m），取值为 2.0；r3为换热孔平均半径（m），取值为 0.1；3为(RRRRR永宁县西夏区金凤区 兴庆区贺兰县胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇临河镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇0105km热容量(kJ/)567 800568 800568 800569 800569 800570 800570 800571 800571 800572 800图 10浅层地温能热容量分布图Fig.10Heat capacity distribution ofshallow geothermal energy(RRRRR永宁县西夏区金凤区 兴庆区贺兰县胜利乡通贵乡常信乡月牙湖乡望洪镇李俊镇闽宁镇杨和镇临河镇良田镇兴泾镇望远镇掌政镇大新镇金贵镇习岗镇丰登镇立岗镇洪广镇镇北堡镇0105km较适宜 3.86.1适宜 6.18.4图 9地埋管地源热泵适宜性分区图Fig.9The suitability zoning map of underground pipeground source heat pump 表 3 评价因子权重计算结果一览表Tab.3List of calculation results of evaluation factor weights目标层（对象层）B1B2B3B4指标层水文地质条件热物理性质水质条件地质环境条件组合权重0.3380.3380.1620.162C1潜水富水性0.4170.141C2承压水富水性0.2720.092C3潜水位埋深0.1880.064C4含水岩组厚度0.1230.042C5热综合热传导系数0.50.169C6平均比热容0.50.169C7地下水水质1.0000.162C8地层结构0.3330.054C9地形地貌0.3330.054C10砂黏土厚度比值0.3330.054第 5 期赵银鑫等：宁夏银川市浅层地温能赋存条件和开发利用潜力评价181 换热孔周围岩土体的平均热导率 W/（m），取值为2.2；r4为换热温度影响半径（m），取值为 3.0。在获得单孔换热功率后，考虑银川市地埋管土地利用系数取8.0%，布井间距考虑为 5 m。3.2.2计算结果不同工况下地埋管地源热泵单孔换热功率结果表示，经上节的参数确定后计算得到的理论值（表 4）。冬季单孔换热功率为 5 268.53 w，夏季单孔换热功率为9 183.94 w；根据热响应测试结果得到的平均值，冬季单孔换热功率为 6 720.00 w，夏季单孔换热功率为10 120.00 w。研究区根据总面积 3 154 km2，考虑土地利用系数和布井间距，设置总的孔数约 10 131 537 个。各工况中按理论值计算，冬季换热总功率为 5.34107kw，夏季换热总功率为 9.30107 kw；按热响应测试结果平均值计算，冬季换热总功率为 6.81107 kw，夏季换热总功率为 1.03108 kw。表 4 地埋管地源热泵换热功率Tab.4Heat transfer power of ground source heat pump with buried工况单孔换热功率（w）面积（km2）总的孔数n（考虑土地利用系数）总的功率（kw）夏季（按理论计算）9 183.943 15410 131 537.229.30107夏季（按试验平均值）10 120.003 15410 131 537.221.03108冬季（按理论计算）5 268.533 15410 131 537.225.34107冬季（按试验平均值）6 720.003 15410 131 537.226.81107 3.3浅层地热能潜力评价 3.3.1计算方法根据宁夏气温及公建及民间的制冷特征，新建筑与老建筑节能量效果的不同，按照公建 60%，民建40%，老建筑用原来的指标，新建筑用节能指标，各按50%计算，不考虑消峰。根据公建与民建新老建筑冬、夏季不同负荷，按相应百分比取值，夏季制冷负荷为69 w/m2，冬季供暖负荷为 47 w/m2。最后利用研究区较适宜区、适宜区冬季和夏季换热功率，通过单位可利用量的供暖和制冷面积以标明资源潜力。3.3.2计算结果根据对调查区地热地质资料分析及获得的相关土壤热物性参数、通过层次分析法得出调查区内无地埋管地源热泵不适宜区，故在整个调查区内计算了地埋管地源热泵开发潜力值，总面积为 3 154 km2。经过地埋管地源热泵较适宜区、适宜区内的换热功率最终成果的分析，地埋管地源热泵冬季总可供暖面积约为1.13109 m2，夏季可制冷面积为 1.34109 m2（表 5）。调查区范围内地埋管地源热泵利用和开发潜力很大，夏季开发潜力为 42.5 万 m2/km2，冬季开发潜力35.8 万 m2/km2。4开发利用建议近十年越来越多的地质矿产勘查单位对宁夏浅层地温能进行调查研究，如今的浅层地温能开发利用技术已经基本成熟（张鹏川等，2017），为开采浅层地温能提供大量基础资料，说明银川市浅层地温能的开发是可行的。考虑到银川市浅层地温能赋存在 200 m以浅的第四系地层内，浅层地温能热容量分布最高的区域分布在银川城区外的东部和西部，热容量大于571 800 KJ/（m2），而越往研究区中部和西部热容量越来越低。根据所得银川市地埋管地源热泵适宜性分区结果可知，在整个研究区内没有不适宜区，研究区北部为适宜区，其中适宜区面积略小于较适宜区面积，银川市未来城市的商业发展中心将往北发展，南部将以住宅区为主。因此，在北部主要商业办公大楼、商场、宾馆、文化娱乐、教育科研、行政办公等均可采用地埋管地源热泵。在开发利用方式上，地埋管的埋管形式以传统垂直双 U 为主，可以考虑与其他方式的补充。例如，与能源桩的结合和与路基工程的结合。5结论（1）研究区总面积为 3 154 km2，根据工作收集及试验获得水文地质参数、地热地质参数，并且在研究 表 5 地源热泵可供暖面积计算Tab.5Calculation of heating area of ground source heat pump工况负荷q（w/m2）可供面积（m2）资源潜力Qz（m2/km2）夏季691.35109427 339冬季471.14109360 232182西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年区的地埋管地源热泵认识的基础上，划分适宜性分区、计算资源量，其中整个研究区仅划分为 2 个分区，分别是适宜区和较适宜区。最佳建造地埋管热泵开采和使用浅层地热能的区域是适宜区，面积为 1 767 km2，占比为 56.04%；较适宜区可综合考虑当地社会发展状况和经济条件，根据需求程度建造地源热泵，面积为 1 386 km2，占比为 43.96%。（2）采用热储法计算研究区内 200 m 以浅地层综合热容量值，其中包气带总热容量为 2.321013 kJ/，饱水带中饱水带热容量值为 1.781015 kJ/。（3）研究区地埋管地源热泵中的较适宜区和适宜区的夏季制冷负荷为 69 w/m2，冬季供暖负荷为 47w/m2；冬季换热功率为 5.34107 kw，夏季换热功率为9.30107 kw；夏季可制冷面积为 1.35109 m2，冬季总可供暖面积约为 1.14109 m2。研究区开发潜力计算得到夏季开发潜力为 42.7 万 m2/km2，冬季开发潜力 36.0万 m2/km2。参考文献（References）：丁宏伟，魏莉莉，尹政，等.浅层地温能系统的国内外研究与应用现状综述J.甘肃地质，2016，25（04）：6168.DING Hongwei,WEI Lili,YIN Zheng,et al.Overview of researchand application status of shallow geothermal energy systems athome and abroadJ.Gansu Geology，2016，25（04）：6168.董殿伟，江剑，王立发，等.北京市平原区地源热泵系统适宜性分区评价J.北京水务，2010，（02）：1214.DONG Dianwei,JIANG Jian,WANG Lifa,et al.Evaluation of suit-ability of ground-source heat pump system in plain area ofBeijingJ.Beijing Water，2010，（02）：1214.韩再生，冉伟彦，佟红兵，等.浅层地热能勘查评价J.中国地质，2007，（06）：11151121.HAN Zaisheng,RAN Weiyan,TONG Hongbing,et al.Evaluation ofshallow geothermal energy explorationJ.Geology in China，2007，（06）：11151121.胡元平，刘红卫，柯立，等.层次分析法在武汉都市发展区地埋管地源热泵适宜性分区评价中的应用J.资源环境与工程，2015，29（01）：5962.HU Yuanping,LIU Hongwei,KE Li,et al.Application of analytichierarchy process(AHP)in zoning evaluation of ground sourceheat pump suitability in Wuhan urban development areaJ.Re-sources Environment&Engineering，2015，29（01）：5962.金婧，席文娟，陈宇飞，等.基于 AHP 的浅层地热能适宜性分区评价J.水资源与水工程学报，2012，23（03）：9193.JIN Jing,XI Wenjuan,CHEN Yufei,et al.Evaluation of the suitabil-ity of shallow geothermal energy based on AHPJ.Journal ofWater Resources and Water Engineering，2012，23（03）：9193.兰善治.利用层次分析法评价德州市浅层地热能适宜性J.科技视界，2016，（19）：214215.LAN Shanzhi.Using Analytic Hierarchy Process to Evaluate theSuitability of Shallow Geothermal Energy in Dezhou CityJ.Science and Technology Vision，2016，（19）：214215.蔺文静，刘志明，王婉丽，等.中国地热资源及其潜力评估J.中国地质，2013，40（01）：312321.LIN Wenjing,LIY Zhiming,WANG Wanli,et al.Chinas geotherm-al resources and their potential evaluationJ.Geology in China，2013，40（01）：312321.刘建霞，原晓军，索立涛.基于层次分析法的鲁东地区浅层地热能适宜性评价J.海洋地质前沿，2012，28（10）：6570.LIU Jianxia,YUAN Xiaojun,SUO Litao.Appraisal of shallow geo-thermal energy suitability in eastern Shandong based on analyt-ic hierarchy processJ.Marine Geological Frontiers，2012，28（10）：6570.刘文辉,董英,张新社,等.西北省会城市地热中深层地埋管供热系统发展潜力及环境效益分析J.西北地质,2023,56(3):186195.LIU Wenhui,DONG Ying,ZHANG Xinshe,et al.Development Po-tential and Environmental Benefit Analysis of Geothermal Me-dium Deep Buried Pipe Heating System in Capital Cities inNorthwest ChinaJ.Northwestern Geology,2023,56(3):186195.栾英波，郑桂森，卫万顺.浅层地温能资源开发利用发展综述J.地质与勘探，2013，49（02）：379383.LUAN Yingbo,ZHENG Guisen,WEI Wanshun.Summary of the de-velopment and utilization of shallow geothermal energy re-sourcesJ.Geology and Prospecting，2013，49（02）：379383.彭佳，田小林，刘杰，等.贵州省浅层地热能开发利用现状浅析J.广西节能，2021，（02）：4243.冉伟彦，李宁波，杨俊伟，等.城市浅层地温能勘查评价工作的几点启示J.城市地质，2014，9（S1）：13.RAN Weiyan,LI Ningbo,YANG Junwei,et al.Some enlighten-ments on the exploration and evaluation of urban shallow geo-thermal energyJ.Urban Geology，2014，9（S1）：13.沈军，刘徽，余国飞，等.浅议中国浅层地热能开发利用现状及对策建议J.资源环境与工程，2021，35（01）：116119.SHEN Jun,LIU Hui,YU Guofei,et al.Discussion on the currentsituation and countermeasures of shallow geothermal energy de-velopment and utilization in ChinaJ.Resources Environment第 5 期赵银鑫等：宁夏银川市浅层地温能赋存条件和开发利用潜力评价183&Engineering，2021，35（01）：116119.孙明远，杨霞，邵琦.章丘区浅层地温能资源研究与评价以地埋管换热方式为例J.山东国土资源，2021，37（04）：4853.SUN Mingyuan,YANG Xia,SHAO Qi.Research and Evaluation ofShallow Geothermal Energy Resources in Zhangqiu District:Taking the Underground Pipe Heat Exchange