关键词:
地下水源热泵
水质评价
水化学类型
数值模拟
摘要:
浅层低温能资源具有广阔的开发利用前景,而地下水源热泵系统,是浅层地温能开发利用的一种重要途径。纵观前入研究成果,关于水源热泵系统运行对地下水水质的影响方面的研究很少。本文选择安徽省境内较具代表性的四处水源热泵系统工程为研究对象,在收集各项目所在地段的水文气象、地质、水文地质和水质资料的基础上,进行水质评价和水化学类型分析;选取泾县项目所在地段为研究对象,利用GMS软件建立该项目所在地段地下水水流及水质数值模拟模型,选取模拟因子,就水源热泵系统运行对该区地下水水质的影响进行科学预测。研究所得结论如下:(1)依据项目所在地段地下水水质监测结果,选取评价因子,进行水质评价可知,水源热泵系统的运行,对天长和池州项目所在地段的水质类别影响不大;对于泾县项目所在地段,由于系统运行中Fe含量的大幅增加,导致该区水质由I类改变为V类;针对利辛项目所在地段,由于系统运行中F’的大幅减少,导致该区水质由V类改变为I类。(2)利用RockWare AqQA软件绘制Piper-三线图,进行各项目所在地段水化学类型分析可知,水源热泵系统的运行对泾县、利辛和天长项目所在地段的地下水化学类型几乎不造成影响,其水化学类型分别为HCO3-Ca、HCO3-Na和HCO3-Ca·Mg类型,与区域水文地质条件相符;而池州项目所在地段由于SO42-的大幅增加,系统的运行使地下水化学类型由HCO3-Ca转化为SO4-Ca类型。(3)根据泾县水文地质条件,建立项目所在地段水文地质概念模型,依据水位监测资料,利用GMS软件建立地下水水流数值模拟模型,并分别以2013年1月1日至2013年12月31日为识别期、2014年1月1日至2014年12月31日为验证期,对项目所在地段的水文地质参数进行率定,观测孔水位拟合效果较好,说明建立的数值模拟模型能够较好地反映区域地下水流的基本特征。在此基础上,建立地下水水质数值模拟模型,选取模拟因子,分析水源热泵系统运行条件下的模拟因子浓度变化趋势,可见,水源热泵系统的运行对项目所在地段地下水水质的周期循环有一定影响,但影响范围不大。