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中國地溫、地溫梯度隨深度的變化特征

更新時間：2021-12-29　點擊量：6066

中國地溫、地溫梯度隨深度的變化特征

中國境內地溫及其梯度的縱向變化在不同地區有著不同的特征，這取決于巖石的熱傳導性、地下水的活動性、區域地質構造的穩定性和深部地殼結構的性質。在排除了地下水的作用及分析了巖性的影響之后，而經常起作用的則是后二種因素。因此，在缺少巖石熱物理性質的實測資料的情況下，利用地溫梯度及其縱向上的變化來研究區域地質結構及深部地殼的特征亦是一種有效的方法。

??研究地溫分布要對各地區的測溫鉆孔分別整理分析其地溫及其梯度與深度的關系，比較研究其特征，找出各地區的地溫和其梯度之間在縱向上的變化規律及其異同點，并為研究區域地質構造發展及生產實踐提供依據和參數。

??地溫隨深度的增加而升高是一普遍規律。但由于不同地區的地質構造條件、深部地殼結構及地下水活動等等因素的影響，其表現的形式則有很大不同。在一些地區由于較深部地下水的強烈活動，形成負的地溫梯度，地溫不但不隨深度增加反而減小。然而，在排除地下水的干擾影響之后，從一定的深度開始，地溫仍隨深度而正常地增長。但在不同的地質條件下其增長的速率是不同的。中國各地區的地熱增溫率有著很大的差異，在東北部松遼盆地1000-3000m間地溫隨深度呈近似直線增長，3500-4000m以下增溫變緩，由圖可見增溫率上大、下小，3500m處為一轉折。這同地溫梯度與深度的關系是一致的。圖2-8表明，3000m以上地溫梯度隨深度減小而增大，由3000m深處的3.3℃/100m增至1000m處的41.5℃/lOOm以上，3000m以下則隨深度由3.30C/lOOm減至4500m處的3.25℃/lOOmo這表明盆地上部中新生代蓋層導熱性差，而深部由于基巖和中新生代沉積層的壓密及成巖作用好，而具有較高的導熱性，從而導致增溫率的減小，地溫梯度的降低。華北盆地與松遼盆地相比具有類似特點，但其蓋層的梯度及增溫率均較之略小，特別是當進入華北盆地的古生代結晶基底之后，地溫梯度和增溫率均有明顯地降低。它們同屬于中國東部地溫及地溫梯度偏高的地區；中國東部的中小型盆地，如洞庭、南陽、百色及三水等盆地地溫與深度之間，同樣表現相互增長的依存關系，并有類似于華北盆地的特點；其中洞庭盆地的江漢地區(圖2-13、2-14)，地溫隨深度呈直線關系。當深度增至3500m時，增溫率開始逐漸減小；其地溫梯度亦有類似變化；在1000-2000m為3.7-4.0℃/lOOm，3000-4000m多在3.0℃/lOOm，而在4000m以下則在2.7℃/lOOm左右，繼續增深仍有變小的趨勢。

??中部的鄂爾多斯和四川二個大型的中生代沉積盆地，雖然與東部諸盆地的地溫及地溫梯度在縱向上的變化具有隨深度而增長的共同特點，但由于盆地的基底及構造活動與東部有所差異，其地溫及地溫梯度在縱向上的變化，也有程度上的不同。鄂爾多斯盆地的地溫與深度之間是呈直線關系的，并表明其增溫率比東部小，地溫梯度在1000m以上，多在3.0℃/lOOm，lOOOm以下則逐漸降低至2..7℃／lOOm左右，并向深部有變小的趨勢。

??四川盆地則與鄂爾多斯盆地有著較大的不同，雖然都具有溫度隨深度增長的總規律，但因盆地內基底構造的差異，在四川盆地的北、中、南、西南及東部，地溫的縱向變化是不同的，對此將在第八章中討論。但從全盆地的地溫隨深度的變化來看，其規律是明顯的。地溫隨深度而增力H，但在不同的深度上變化幅度較大；在深1000m地溫為33-53℃；2000m深地溫在50-85℃之間，3500m處為78-1350C,當至5000m則在105-1800C；6000m為120-1950℃，在盆地的7000m深處，地溫變化于135-2057C之間。不難看出，在3500m以下，每lOOOm地溫增溫約在150C左右，表明了上部增溫大，下部逐漸減小的特點。四川盆地地溫梯度隨深度的變化示于圖2-18中，這是把整個盆地中鉆孔的不同深度的地溫梯度進行了統計分析，其結果離散度較大，但它仍然反映了盆地內地溫梯度的縱向變化規律，其地溫櫛度隨深度而查小，4000m以上的地溫梯度多在1.4-3.0℃／lOOm，6000-7000m則在1.4-1. 9 ℃/100m。

??中國西部的三大盆地及河西走廊地區的地溫與其梯度和深度的關系也是十分明顯的。，與東部諸盆地相比其增溫率偏低；只有青海柴達木盆地的地熱增溫率較高，其lOOOm深地溫右35-450C之間，3000m深為100-120℃C；4000m深多在130'-1 52℃之間；5000m以深則在165-185℃以上。柴達木盆地的地溫隨深度的增長與中國東部的華北盆地類似。

??盆地的地溫梯度與深度關系表明，在淺部地溫梯度較高，向深部地溫梯度變小。一般而言，1000m深的地溫梯度為2.2-6．O℃／lOOm以上}4000m深為2.0-3. 3.℃/lOOm; 6000m深則減小到1. 9-2. OOC/ lOOmo河西走廊玉門地區的地溫隨深度的變化與鄂爾多斯盆地相匠，1500m深在42-58 0C之間，此深度為一界線；1500m以淺，地熱增溫率較大，1500m以深地熱增溫率稍有降低（圖2-2．），至4000m可達100-1250C，1500m深處的地溫梯度為2.0-3．O℃／lOOm；至4500m則減至1.85-2. 40C/lOOm（圖2-22）。新疆塔里木盆地及準噶爾盆地的地溫及其梯度，在縱向上的變化與中國境內其他大型盆地相比較有著明顯的差異，地熱增溫率較之偏低，地溫梯度縱向變化不大。在塔里木盆地及準噶爾盆地，1000m深地溫分別為36-45。C，30-360C; 4000m深為83-1060C及89-101℃； 5000m深分別為97-1220C和106-1240C;塔里木盆地7000m深的地溫為115-1540C(圖2-23)。地溫梯度的縱向變化，在塔里木盆地則由lOOOm深的1.5-2.60C/lOOm至7000m深1.5-2.1℃／lOOm。其平均值約在1.760C／lOOm(圖2-24)，而準噶爾盆地則較之稍高，其2000m深的地溫梯度為1.75-2. 70C/lOOm;4000m深為1.72-2. 30C/lOOm左右(圖2-24)。

??中國各大型盆地的地溫及其梯度的縱向變化表明，在東部變幅較大，而向西則逐漸變小；但無論東部還是西部都顯示了地溫和地溫梯度隨深度逐漸降低的總規律。在中國南部的滇、黔、桂、湘、鄂等地區，地溫及其梯度的縱向變化則與上述大中型盆地的特點有所不同，這些地區地質構造復雜，地形起伏較大，多為高山、丘陵；地層則以碳酸鹽巖為主，并有陸相碎屑巖；地下水活動強烈，巖溶發育，這些地區雖然地溫及其梯度的縱向變化仍遵循隨深度而降低的總規律，但由于受多種因素的影響，其離散性十分明顯，其中一些地區并顯示在深部地溫及其梯度有所增高、增大的趨勢這一規律在中國臺灣及南海地區反映更為明顯。這種向深處增溫率升高、梯度增大的原因，主要是由巖石的熱導率及地下水的活動而引起的，至于是杏存在深部的影響尚待進一步研究。但可以推斷在一定的深度之下，地熱增溫率和地溫梯度必然要轉變為逐漸減小的趨勢，并在達到一定的深度之后趨于一定值。看來這是一個十分重要的現象，亦是在地下一定的深度范圍內地下的溫度將趨于一致；但在不同區域其深度可能有所不同，它將受上地幔及地殼的低速高導層的深淺所控制。這一深度將構成一個等溫面，它將直接影響到現代地溫的分布特征。

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

礦井總線分散式溫度測量系統方案

礦井分散式垂直測溫系統/地熱普查/地溫監測哪家好選鴻鷗

礦井測溫系統/礦建凍結法施工溫度監測系統/深井溫度場地溫監測系統

地熱井高精度傳感器分層測溫方案、地熱井溫梯度測井系統、井溫梯度測井系統

地溫凍土深水井地熱井溫度監測自動測溫系統

巖土凍土地溫深井電腦自動測溫系統、水源地源熱泵空調換熱井測溫系統

TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：

為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜"及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

中國地溫、地溫梯度隨深度的變化特征

中國地溫、地溫梯度隨深度的變化特征

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