一、课题来源与背景：

浅层地热能是一种重要的新型清洁能源，与煤炭、石油、天然气等传统能源相比，具有清洁、分布广、储量大、可循环、受外界条件影响小等优点。陕西省浅层地热能丰富，受资源潜力系统性调查评价程度及开发利用关键技术的制约，目前，全省范围内浅层地热能开发利用程度及效率仍然较低。为提升全省浅层地热能开发利用水平，服务治污减霾和生态文明建设，陕西省地质调查院立项，陕西省水工环地质调查中心承担完成了《陕西省浅层地热能赋存特征及工程应用关键技术研究》课题。

该项研究是在《陕西省大中型城市浅层地热能调查评价》（2013年-2017年）、《陕西省主要城市浅层地温能开发区1:5万水文地质调查》（2015年）的基础上，开展了《陕西省浅层地热（温）能市场化开发利用研究》、《关中地区清洁能源供暖经济环境效益研究》2个专题研究，并在"陕西省浅层地热能开发利用示范基地监测及展示系统"、"西安市鄠邑区灵山寺村温室浅层地热能供暖/制冷示范工程"等6个工程进行了应用。

二、研究目的与意义

该课题系统的对全省浅层地热能赋存的地质条件进行了全面调查，总结了浅层地热能赋存特征，开展了浅层地热能开发利用适宜性及资源潜力评价、浅层地热能供暖制冷与其他类型能源供应经济环境效益优势研究。针对陕北、关中地区适宜的地埋管地源热泵开发利用方式和陕南地区地下水地源热泵开发利用方式，采用数值模拟和现场工程试验、监测等研究方法，提出了浅层地热能开发利用关键组合技术，并在不同类型工程实践中应用推广。

三、取得的主要成果

一是首次全面系统的研究了全省地温背景特征。通过获取的全省地温监测资料，系统研究了全省地温背景特征。二是首次建立了全省浅层地热能开发利用核心参数体系。通过1467组岩土样测试数据及116处现场热响应试验资料，结合水文地质条件，建立了适合我省的开发利用参数体系。三是首次开展了全省浅层地热能开发利用适宜性分区，评价了开发利用潜力。四是首次研究了全省浅层地热能市场化开发利用可行性，并在关中地区与煤改电、煤改气进行了经济和社会效益对比分析。五是提出了地埋管地源热泵系统换热孔优化组合技术。六是首次制定了陕西省浅层地热能开发利用地质环境影响监测规范。七是科技成果应用于不同类型工程，取得了经济效益。八是科技成果转移转化工作取得突破进展。

四、主要创新点

1.首次全面系统的总结了陕西省不同地貌单元的岩土体热物性特征以及浅层地温背景值时空变化规律，总结了全省200m以浅地温分布特征，综合传热系数与单米换热量分布特征，地层导热系数分布特征，揭示了陕西省浅层地热能赋存规律，建立了全省浅层地热能开发利用技术参数体系。

2.采用"浅层地热能赋存特征指标+开发利用方式指标+国土空间用途管制约束性指标相结合的综合指标法"，首次开展了全省浅层地热能资源开发利用潜力评价，编制了全省大中型城市浅层地热能开发利用区划图，为全省开展浅层地热能开发利用和国土空间规划提供了重要依据。

3.首次研究了陕西省不同气候区、不同建筑类型采用浅层地热能供暖/制冷相比传统供暖制冷方式（市政供暖+冷水机组与冷却塔供冷）、煤改气、煤改电的优势，形成了陕西省浅层地热能市场化开发利用研究报告和关中地区清洁能源供暖经济环境效益研究报告，为政府制定推广浅层地热能的有关规划和政策提供了重要技术支撑。

4.针对关中和陕南的地下水地源热泵开发利用适宜区，采用现场工程试验，首次提出了"'增大开孔直径+分级配制回填砾料+地下浅部永久止水'回灌井结构的改进技术'+抽灌井反循环钻进施工工艺+加压回灌技术"地下水回灌关键组合技术，显著提高了地下水源热泵系统开发利用浅层地热能的回灌效率，应用于渭南市初级中学和汉中市江南壹号小区等供暖/制冷工程，取得了良好效果。

5.针对关中和陕北的地埋管地源热泵开发利用适宜区，采用数值模拟和实例工程监测数据验证的研究方法，首次提出了"基于不同地质条件下，换热孔空间布设技术+单双U选择技术+新型回填材料（重晶石粉+中粗砂）"的关键组合技术，显著提高了地埋管地源热泵系统开发利用浅层地热能的效率，应用于陕西省浅层地热能开发利用示范研究基地和西安市灞桥区敬老院、西安市鄠邑区灵山寺村农业科技示范园等供暖/制冷示范工程，取得了良好效果。

6.建设了陕西省首个浅层地热能开发利用监测平台，制定了首部地方标准《浅层地热能开发利用地质环境监测规范》（DB 61/T 1193-2018），填补了我省浅层地热能技术标准空白。

五、社会经济效益；

该项成果通过第三方评估，以作价入股的方式获得了169.77万元股份；研究成果被多家单位成功应用，直接经济效益1289万元。

六、历年获奖情况；

该项目成果获得"2019年陕西省科技工作者创新创业大赛"金奖。