DB61∕T 1193-2018 浅层地热能开发利用地质环境监测规范

ICS13.020.01Z10DB61陕西省地方标准DB61/T1193—2018浅层地热能开发利用地质环境监测规范Specificationofgeologicalenvironmentalmonitoringinshallowgeothermalenergyexploitation2018-11-01发布2018-12-01实施陕西省质量技术监督局发布DB61/T1193—2018I目次前言................................................................................II1范围..............................................................................12规范性引用文件....................................................................13术语和定义........................................................................14总则..............................................................................35监测分级标准......................................................................36监测系统..........................................................................47监测要求..........................................................................48数据处理..........................................................................89系统运行与维护....................................................................9附录A（资料性附录）地下水监测孔结构示意图.........................................10附录B（资料性附录）地温监测孔结构示意图...........................................11DB61/T1193—2018II前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由陕西省地质调查院提出。本标准由陕西省自然资源厅归口。本标准起草单位：陕西省地质调查中心。本标准主要起草人：穆根胥、金光、周阳、张亚鸽、张乐、王鸽。本标准有陕西省地质调查中心负责解释。本标准首次发布。联系信息如下：单位：陕西省水工环地质调查中心电话：[phone]地址：西安市碑林区友谊西路243号邮编：710068DB61/T1193—20181浅层地热能开发利用地质环境监测规范1范围本标准规定了浅层地热能开发利用地质环境监测的术语和定义、总则、监测分级标准、监测系统、监测要求、数据处理、系统运行与维护。本标准适用于浅层地热能开发利用的地质环境监测工作。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T12897国家一、二等水准测量规范GB/T14157—1993水文地质术语GB/T18314全球定位系统（GPS）测量规范DZ/T0017工程地质钻探规程DZ/T0148水文水井地质钻探规程DZ/T0154地面沉降水准测量规范DZ/T0225—2009浅层地热能勘查评价规范DZ/T0283地面沉降调查与监测规范HJ/T164—2004地下水环境监测技术规范SL454—2010地下水资源勘察规范3术语和定义GB/T14157—1993、DZ/T0225—2009和SL454—2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T14157—1993、DZ/T0225—2009和SL454—2010中的某些术语和定义。3.1浅层地热能shallowgeothermalenergy蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体和地下水中具有开发利用价值的热能。注：是指通过地源热泵换热技术利用的蕴藏在地表以下200m以内，温度低于25℃的热能。3.2地源热泵系统ground-sourceheatpumpsystem以岩土体和地下水为低温热源，由浅层地热能换热系统、水源热泵机组、建筑物内系统组成的空调系统。DB61/T1193—201823.3地埋管换热系统pipeheatexchangersystem传热介质（通常为水或加入防冻剂的水）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装置，又称土壤热交换系统。[DZ/T0225—2009，定义3.7]3.4地下水换热系统groundwaterheatexchangersystem通过地下水进行热交换的地热能交换系统。[DZ/T0225—2009，定义3.8]3.5地下水动态groundwaterregime在各种因素综合影响下，地下水的水位、水量、水温及化学成分等要素随时间的变化。[SL454—2010，定义2.1.7]3.6恒温带constanttemperaturelayer地面以下温度常年保持基本不变的地带。在自然状态下，该层热能受太阳能和大地热流的综合作用，地球内热形成的增温带与上层变温带影响达到平衡，该层温度与当地年平均气温大致相当。3.7混层污染mixedlayerpollution贯穿不同含水层引起的某一含水层对其它含水层造成的污染。3.8区域地下水位降落漏斗regionalgroundwaterdepressioncone井群同时开采某一含水层时（或矿井大量排水时），各井水位迭加而在含水层中形成范围很大的统一水位下降区。[GB/T14157—1993，定义9.2.9]3.9地面沉降subsidence在自然或人为因素作用下，某一范围的地表高程在一定时期内发生不断降低的环境地质现象。[GB/T14157—1993,定义9.2.10]3.10热影响半径influenceradiusofthermal以换热孔为中心，到距离土壤温度受影响的最大距离。3.11地温背景值soiltemperaturebackgroundvalueDB61/T1193—20183未受到浅层地热能系统换热影响的地层土壤温度值。4总则4.1应建立地质环境监测网，对地下水质污染、地下水动态、地温场、地下水位降落漏斗与地面沉降等地质环境变化进行监测。4.2监测应贯穿浅层地热能开发利用工程的设计、施工和运行管理整个过程。4.3监测系统设计应遵循相关技术规范，并确保监测传感器和数据采集装置的可靠性。4.4应根据工程规模和地质环境敏感性确定监测系统等级、内容以及工作量。5监测分级标准5.1地质环境敏感性分级地质环境敏感性分为高、中、低3个等级，分级标准见表1。表1地质环境敏感性分级标准换热类型地质条件敏感性等级高中低地埋管换热系统冷热平衡条件I（总释热量/总吸热量）释、吸热量差别大，I＜0.8或I＞1.25释、吸热量差别小，0.8≤I＜0.9或1.1＜I≤1.25释、吸热量相当，0.9≤I≤1.1水文地质条件m3/（d·m）含水层富水性好，单位出水量＞500，具有供水意义含水层富水性中等，单位出水量300～500，供水意义一般含水层富水性差，单位出水量＜300，不具有供水意义地下水污染源场地污染严重或混层污染危险性大存在场地污染与混层污染条件一般场地无污染且无混层污染条件地下水换热系统地下水资源保护要求高中低单位回灌量/单位出水量＜50%50%～80%＞80%含水层岩性及组合粗颗粒为主，砂砾卵石层占含水层＞80%粗颗粒的砂砾卵石层占含水层50%～80%粗颗粒的砂砾卵石层占含水层＜50%注：凡有一项满足较高敏感性等级的即确定为该等级。5.2工程规模分级根据工程建筑面积，地热能开发利用系统工程可分为4个规模等级：a)大型工程：建筑面积S≥50000m2；b)中型工程：建筑面积10000m2≤S＜50000m2；c)小型工程：建筑面积3000m2≤S＜10000m2；d)微型工程：建筑面积S＜3000m2。5.3监测分级根据地质环境敏感性等级、工程规模，监测等级分为一级、二级、三级，分级标准见表2。DB61/T1193—20184表2监测分级标准地质环境敏感性等级工程规模监测等级高大型一级中型一级小型二级微型三级中大型一级中型二级小型三级微型三级低大型二级中型三级小型不作要求微型不作要求6监测系统6.1系统组成地质环境监测系统应能实现自动采集监测数据和传输功能，监测数据应能够分析浅层地热能开发利用对周围地质环境的影响。监测系统应包括监测传感器、数据采集装置和数据处理系统三个部分。6.2监测数据采集和传输6.2.1数据采集数据采集装置应具有采集包括温度、地下水位、水质数据等信号的功能。数据采集装置通道数应根据项目具体监测要求确定，应预留总容量的30%～40%数据采集通道。6.2.2数据传输6.2.2.1采用主-从结构的通信方式，数据采集装置是通信主机，监测传感器是通信从机。数据采集装置应支持根据数据处理系统命令和主动定时向监测传感器发送请求命令两种模式。6.2.2.2数据采集装置和数据处理系统之间的传输数据通讯应使用基于TCP/IP协议的数据网络。7监测要求7.1地下水换热系统监测7.1.1监测内容与方法7.1.1.1水量监测在抽水井出水管路、回灌井回灌（进水）管路中应安装流量表，同时监测抽水量和回灌量。7.1.1.2水温监测DB61/T1193—20185利用专门地下水监测孔测水温时，应将电测水温计的探头或缓变水温计置于含水层过滤器部位，并记录所测深度和气温，在监测孔内，宜安装水位水温自动记录仪；利用抽水井、回灌井测水温时，宜在抽水和回灌时测孔口水温，同时测气温。7.1.1.3水位监测在地下水监测孔应测量水位埋藏深度与起测点高程，宜采用自记水位仪、电测水位仪、地下水多参数自动监测仪测量。7.1.1.4水质监测7.1.1.4.1地下水水质的监测可采用人工监测和地下水自动化监测仪。人工监测时采用地下水采样分析的方法，应符合HJ/T164—2004第3章的要求。7.1.1.4.2监测内容包括地下水水质常规监测指标（电导率、总硬度、pH值、高锰酸盐指数、总磷、总氮、大肠杆菌数、砷、氟）和地下水全分析指标。7.1.1.5地面沉降（陷）变形监测对监测等级一、二级工程，应在抽水井和回灌井、主机房附近以及敏感建构筑物附近布设地面沉降变形和地面塌陷监测点。采用精密水准测量或卫星测控测量技术进行监测。地面沉降（陷）变形监测应符合DZ/T0283的要求。7.1.2监测精度与频率7.1.2.1水量监测水量测量的精度应达到0.1m3，频率为10日一次。7.1.2.2水温监测水温测量精度应达到0.2℃；在运行期间应增加监测频次，采集频率应不小于10日一次；停泵期间采集频率应不小于30日一次。7.1.2.3水位监测水位测量精度应达到0.01m；在夏季制冷期始、末，冬季采暖期始、末均应增加监测频次（3日一次）；运行期间监测频率应不小于10日一次；停泵期间应不小于15日一次。7.1.2.4水质监测地下水水质常规监测指标水样应在地下水地源热泵系统供暖/制冷稳定后、结束前一个月内和非运行期间各采样1次，地下水全分析样应在每年供暖期采样1次。7.1.2.5地面沉降（陷）变形监测地面沉降（陷）变形测量的精度为mm；测量技术要求应符合GB/T12897、GB/T18314、DZ/T015