DG/TJ08-2324-2020 浅层地热能开发利用监测技术标准.pdf

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  • 为采集、传输、存储、分析、共享监测数据而设计开发的计算 机程序集合。

    3.0.1浅层地热能监测宜采用自动化监测系统。 3.0.2浅层地热能监测系统宜作为浅层地热能应用工程的组成 部分,列入建设计划,同步设计、同步施工和验收。 3.0.3浅层地热能监测系统应采用成熟、可靠的技术与设备。 3.0.4浅层地热能监测系统不应影响建筑用能系统功能及降低 系统设计指标

    3.0.1浅层地热能监测宜采用自动化监测系统。 3.0.2浅层地热能监测系统宜作为浅层地热能应用工程的组成 部分,列入建设计划,同步设计、同步施工和验收 3.0.3浅层地热能监测系统应采用成熟、可靠的技术与设备。 3.0.4浅层地热能监测系统不应影响建筑用能系统功能及降低 系统设计指标

    4.1.1应统筹考虑区域地层结构类型和水文地质条件通信标准,能够掌握

    4.1.1应统筹考虑区域地层结构类型和水文地质条件,能够掌握 所在区域浅部地温场变化。 4.1.2监测网布设密度依据浅层地热能开发利用管控分区确定 开发利用区布设密度高,限制开发区布设密度低。 4.1.3 应充分利用已有的地质环境监测点, 4.1.4 应定期对浅层地热能监测网的运行状况进行评价及优化 调整。

    4.2.1地温长期监测宜采用封闭井管内注水测温方式。

    4.2地温长期监测孔设计

    4.2.2地温长期监测孔结构应符合下列要求: 1深度不应小于150m。 2开孔直径不宜小于200mm,井管直径不宜小于40mm, 3井管材料宜选用钢管。 4.2.3监测孔回填料的导热系数不应小于周围岩土体的导热系 数,渗透系数应满足地下水抗渗要求。 4.2.4地温监测点的垂向设置应符合下列要求:

    3井管材料宜选用钢管。

    1主要地层监测点数量不应少于1个。 2地层埋深小于24m时,监测点间距不应大于2m;埋深 大于24m时,监测点间距不应大于10m。

    4.2.5监测孔应加装孔口保护装置。孔口保护装置结构参照本 标准附录B。

    4.3地温长期监测孔施工

    4.3.1施工前应进行现场踏勘,了解施工条件和环境条件,并编 制施工组织设计。 4.3.2监测孔位置应满足设计要求,定位允许误差为土20mm, 高程测量允许误差为士5mm 4.3.3钻探施工应符合下列规定: 1根据地层条件、孔深、孔径等合理选择钻探设备和钻进 工艺,钻探施工应符合现行行业标准《水文水井地质钻探规程》 DZ/T0148中的规定 2钻进过程中应采取护壁措施,确保孔壁稳定。 3钻孔深度宜大于设计深度2m。 4钻孔的孔斜不应大于1.5°。 4.3.4井管安装应符合下列规定: 1井管应采用机械辅助下入。 2并管应安装扶正器,扶正器尺寸和数量应根据成孔孔径 并管直径和长度确定。 3井管顶端应垂直并固定于孔口中心,顶端高度应满足设 计要求。 4.3.5回填应符合下列规定: 1回填材料及配比应符合设计要求,浆液水灰比应能满足 注浆回填要求。 2回填材料应通过注浆管自孔底向上进行注浆回填。 3回填结束后,应检查回填质量,沉陷部分应及时补浆。 4.3.6监测设备信号传输及供电采用线缆时,应开槽铺设PE管

    4.3.5回填应符合下列规定:

    1回填材料及配比应符合设计要求,浆液水灰比应能满足 注浆回填要求。 2回填材料应通过注浆管自孔底向上进行注浆回填。 3回填结束后,应检查回填质量,沉陷部分应及时补浆。 4.3.6监测设备信号传输及供电采用线缆时,应开槽铺设PE管 保护线缆

    4.3.7温度传感器安装应符合下列要求: 1温度传感器安装前应进行校准,防水、抗压满足要求。 2温度传感器安装前应保证井管内注满清水,温度传感器 安装后应对井管补充注水至井口 3温度传感器安装至井内后应与水平排放的信号线、电源 线连接并进行联通检测,连接段应满足防水、抗拉要求

    .1.1浅层地热能应用工程场地监测宜包括地源热泵机房系统 运行状态和地下换热区地质环境。 1.2地源热泵机房系统运行状态监测宜包含下列内容: 1地源侧水流量。 2 用户侧水流量。 3 地源侧供、回水温度。 4 用户侧供、回水温度。 5 地源热泵机组耗电量。 6 循环水输配系统耗电量。 1.3 地理管地源热泵应用工程地下换热区地质环境监测要素: 宜包括换热区地层温度和地下水水温、水质,要素设置应满足 表5.1.3的要求

    地埋管地源热泵项目地质环境监测要素

    5.1.4地下水地源热泵应用工程地下换热区地质环境监测宜包 含下列内容:

    5.1.4地下水地源热泵应用工程地下换热区地质环境监测宜包 含下列内容:

    水源井抽取及回灌的地下水流量、水温。 目标含水层水温、水位、水质。 换热区地表沉降

    5.2.1地源热泵机房内系统运行状态参数监测点的布置应具有 代表性,应能够直接反映系统运行状态,且不得妨碍监测对象的 正常工作。

    5.2.2机房系统监测的计量装置布置应符合下列规定

    1地源侧总进水管应布置循环水流量传感器。 2用户侧总进水管应布置循环水流量传感器。 3地源侧总进水管、总出水管均应布置水温传感器。 4用户侧总进水管、总出水管均应布置水温传感器 5地源热泵机组配电输人端应布置功率传感器或者电能 表,数量根据机组实际情况确定。 6循环水输配系统配电输入端应布置功率传感器或者电能 表,数量根据输配系统实际情况确定

    地埋管换热区地质环境监测

    5.2.3地温监测宜采用封闭井管注水测温方式,监测孔结构应符 合下列规定: 1监测孔应满足长期监测需要。 2监测孔深度应大于换热孔深度2m。 3监测孔开孔直径不宜小于160mm,并管直径不宜小于 40mm,井管材料宜选用PE管。 4监测孔温度传感器数量应根据换热区地层结构确定,数

    量不应少于5个。 5监测孔回填料的导热系数不应小于周围岩土体的导热系 数,回填料的渗透系数应满足地下水抗渗要求

    5.2.4地温监测孔布置应符合下列

    1监测孔数量根据换热孔的布置方式及数量确定,换热孔 群内部区域不应少于1个,外围区域不应少于2个。 2内部区域宜布置在相邻换热孔的中心位置,外围区域宜 在10m范围内及10m~30m范围内各布置1个监测孔,两孔间 隔不宜小于10m 5.2.5换热孔深度范围内存在多层主要含水层时,宜对地下水进 行分层监测

    5.2.6地下水监测井布置应符合下列规定:

    1监测井结构应符合现行国家标准《供水水文地质勘察规 范》GB50027的要求。 2监测井深度根据换热孔深度范围内主要含水层理藏深度 确定。 3 监测井布置在换热孔群内部,数量不应少于1口

    5.2.7地下水监测应符合下列规定:

    1地下水质采样应符合现行行业标准《水质采样技术指导》 IJ494和《水质采样样品的保存和管理技术规定》HJ493的规 定。采样前应进行抽水,抽水量不应小于井内水量的3倍。 2水质分析项目应包含水温、电导率、pH值、溶解氧、浊度 高锰酸盐指数、总磷、氨氮

    血地下水换热系统地质环境监测

    应符合下列规定: 1监测井结构应满足现行国家标准《供水水文地质勘察规 范》GB50027和现行上海市工程建设规范《地面沉降监测与防治

    技术规程》DG/TJ08一2051的要求。 2监测井深度应根据含水层埋藏深度确定。 3监测井结合水源并的位置进行布设,应能在平面上和垂 可上掌握监测场地地下水位、水温、水质的变化规律,监测井数量 不应少于3个。 4监测并地下水温传感器应设置在滤水器中间位置。 5监测井应加装孔口保护装置。孔口保护装置结构参照本 标准附录D。

    5.2.9地下水质动态监测应符合本标准第5.2.7条的规定。

    1监测范围宜包括水源井分布区及地下水抽、灌影响区。 2监测应建立由地面沉降基准点、水准点等监测设施组成 的监测网和布设覆盖监测影响范围的地面沉降水准部面,宜布设 分层标组监测土体分层沉降 3当影响范围内存在保护建筑时,应进行建筑沉降监测。 4监测精度应符合现行国家标准《国家一、二等水准测量规 范》GB/T12897和现行上海市工程建设规范《地面沉降监测与防 治技术规程》DG/TJ08一2051的规定

    5.3.1机房系统监测计量装置的安装应符合下

    1水流量传感器应安装在水管直管段,距离上游不应少于 10倍管径,下游不应少于5倍管径。 2温度传感器应置于管道中流速最大处,逆水流方向斜插 或沿管道直线安装。 3电能表垂直、牢固安装,表中心线倾斜不应大于1°。 5.3.2地温监测孔宜与地埋管换热孔施工同时进行,应符合本标 准第4.3.2~4.3.5条的规定

    准第4.3.2~4.3.5条的规定,

    5.3.3地温监测孔温度传感器安装应符合本标准第4.3. 规定。

    5.3.4地下水监测井钻探施工应满足下列要求:

    1宜采用全取芯钻进,粘性土岩芯采取率不应低于90%,砂 性土不应低于70%。 2钻进中每50m及终孔校正孔深,偏差不应大于0.1%。 3钻进中每50m及终孔测孔斜,孔斜不应大于1.5°。 5.3.5地下水监测井成井应符合现行上海市工程建设规范《地面 沉降监测与防治技术规程》DG/TJ08一2051的规定。 5.3.6地下水监测井温度传感器应安装在滤水管中间位置,偏差 不应大于0.1m。 5.3.7地下水监测并自动水位监测传感器位置应低于最低水位: 差值不应小于3m。 5.3.8地面沉降监测设施施工应符合现行上海市工程建设规范 《地面沉降监测与防治技术规程》DG/TJ08一2051的规定。 5.3.9水平传输线缆PE保护管宜与地理管换热器水平理管同程 铺设进入机房

    1宜采用全取芯钻进,粘性土岩芯采取率不应低于90%,砂 性不应低于70%。 2钻进中每50m及终孔校正孔深,偏差不应大于0.1%。 3钻进中每50m及终孔测孔斜,孔斜不应大于1.5°。 5.3.5地下水监测井成井应符合现行上海市工程建设规范《地面 沉降监测与防治技术规程》DG/TJ08一2051的规定。 5.3.6地下水监测井温度传感器应安装在滤水管中间位置,偏差 不应大于0.1m。 5.3.7地下水监测并自动水位监测传感器位置应低于最低水位: 差值不应小于3m。 5.3.8地面沉降监测设施施工应符合现行上海市工程建设规范 《地面沉降监测与防治技术规程》DG/TJ08一2051的规定。 5.3.9水平传输线缆PE保护管宜与地理管换热器水平理管同程 铺设进人机房

    6.1.1监测设备的选择应满足下列要求: 1稳定性:设备运行稳定可靠,符合长时间高强度监测要求 2高精度:设备应满足监测精度要求。 3易维护:设备易于维护和更换。 6.1.2机房系统水温度传感器精度不应低于0.2℃,水流量传感 器精度不应低于2%,输人功率传感器精度不应低于2.0级。 6.1.3地温温度传感器精度不应低于0.2℃。 6.1.4水位传感器精度不应低于1.0cm

    6.2.1应用建筑面积大于20000m时,地源热泵系统宜设置监 测数据采集中心,可与热泵控制系统或与楼宇自动化管理系统监 测中心合用。 6.2.2监测数据应由自动监测温度传感器实时采集,通过自动传 输方式实时传输至数据中心。 6.2.3数据通信应使用基于IP协议的数据网络,在传输层使用 TCP协议。

    备份以及数据共享等功能。监测软件的具体要求参照本标准除 录E。

    6.3.1区域监测地温数据采集时间间隔不应天于24h。 6.3.2地源热泵系统运行期,机房系统运行状态参数数据采集时 间间隔不应大于10min。 6.3.3地埋管地源热泵系统地下换热区地温宜采用自动化监测: 运行期间地温数据采集时间间隔不宜大于1h,非运行期数据采 集时间间隔不宜大于24h。 6.3.4地下水地源热泵系统地下水位、水温宜采用自动化监测,运 行期间数据采集时间间隔不宜天于1d,非运行期不宜天于10d。 6.3.5地下水质采样,每年不应少于4次,热泵系统夏李运行前 和运行期末、冬李运行前和运行期末各取样1次。 6.3.6沉降监测间隔时间不应大于3个月

    7.1.1监测系统应定期进行维护,维护内容包含监测系统电力保 障、故障排查、监测系统安全防护、监测设备校验保养;宜每季度 维护1次。

    7.1.2监测数据应及时检查,数据的完整性及可靠性应满足

    7.2.1监测数据应及时整理分析,剔除异常数据,绘制相关参数 随时间变化曲线图。 7.2.2区域地温监测数据分析应包含变温带、恒温带及增温带的 动态特征。

    7.2.3地埋管地源热泵系统场地监测数据分析应包括下列内容:

    1 地源侧水循环量和水温的动态特征。 2 换热区地温场和地下水质的动态特征。 3 系统取、排热量的计算。 4 换热区热平衡状态。 7.2.4 地下水地源热泵系统场地监测数据分析应包括下列内容: 地下水采灌水量、水温和水位的动态特征。 2 监测井地下水位、水温和水质的动态特征。 3 地表沉降的动态特征。

    4系统取排、热量的计算。 换热区热平衡状态 S

    4系统取排、热量的计算。 换热区热平衡状态

    7.3.1区域监测及场地监测均宜编制年度监测报告,监测报告提 供的数据、图表应客观、真实、准确。 7.3.2 区域监测报告宜包括下列内容: 1 概况。 2 监测方法。 3 区域地温动态。 4 结论与建议。 7.3.3 场地监测报告宜包括下列内容: 工程概况。 2 监测方法。 3 地源热泵系统性能分析。 4 换热区热平衡分析。 5 地质环境影响评价。 结论与建议。

    录A地温长期监测孔结构

    附录B地温长期监测孔孔口保护装置

    地温长期监测孔孔口保护装置可采用直径340mm、高 00mm的半封闭式金属圆桶,下部有3根约250mm长的金属 支脚插入地下用于固定,圆桶底部仅预留与钢管外径相当的圆 孔,钢管穿入桶内后将钢管与圆孔进行焊接封闭或涂刷防水胶 防止水从底部进入桶内;上部设有桶盖,桶盖直径略大于桶体列 径,桶盖与桶体之间设有橡胶密封圈,防止水从上部及侧面进人 桶内,桶盖下部设有金属托架供数据采集器存放,防止有水意列 进入桶内而造成采集器遇水损坏;保护桶两侧设有排气孔,孔内 水汽可从此孔排出。地温长期监测孔孔口保护装置部面图见图 B.0.1

    图B.0.1地温长期监测孔孔口保护装置部面图一17

    B.0.2地温长期监测孔孔口保护装置外部

    录 C场地监测地温监测孔

    数据标准附录D场地监测地温监测孔孔口保护装置

    地温监测孔孔口保护装置保护套管可采用DE350PVC管理 于地表以下,上面加盖+400mm窖井盖。测温线缆与水平传输线 缆随保护管进入孔内连接,进行地温数据采集及传输,孔底部设 有排水管,保护套管外围浇筑混凝土进行封闭。监测孔孔口保护 装置剖面图见图D。

    场地监测地温监测孔孔口保护装置剖面

    监测软件一般可分为本地监测中心软件和远程监测中心软 两部分。本地监测中心软件在完成建筑监测节点采集数据的 存储、图形和表格显示、简单分析等步骤后将数据上传至远程监 则中心。远程监测中心软件将来自本地监测中心的监测信息采 集软件所上传的数据进行存储、分析和处理。 软件一般宜有用户管理、数据采集、查询维护及分析共享功 能(图E)。

    用户管理模块:主要包括用户登陆、权限管理和系统信息等, 提供用户与各个数据、应用服务、数据交换等子系统的授权映射。 数据采集模块:主要通过已有多个数据库的实时数据统一整 合到标准数据库中,通过分析实时数据和历史数据对数据进行预 处理、剔除明显错误数据、填补遗漏数据,为了更好地保护数据的

    安全,建立完备的数据备份机制,并建立共享机制,支持实时获取 数据,同时将部分纸质数据电子化并存入标准数据库。 查询维护模块:提供用户对基础信息、实时数据和历史数据 的查询,并进行系统访问量、访问成功率的统计,建立日常维护业 务流程,通过移动设备实现应急维护服务的无缝连接。 分析共享模块:主要包含数据抽取、数据质量评定、数据分析 和数据共享等汽车标准

    1为了便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程 度不同的用词,说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的用词: 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。 2)表示严格,在正常情况均应这样做的用词: 正面词采用“应”; 反面词采用“不应”或“不得”。 3)表示充许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的 用词: 正面词采用“宜”; 反面词采用“不宜”。 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用 “可”。 2标准中指定应按其他有关标准执行时,写法为“应符 合···的规定(要求)”或“应按····执行”

    1《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897 Z 《供水水文地质勘察规范》GB50027 3 《水文水井地质钻探规程》DZ/T0148 4《水质采样技术指导》HJ1494 5《水质采样样品的保存和管理技术规定》HJ439 《岩土工程勘察规范》DGJ08一37 《地面沉降监测与防治技术规程》DG/TJ08一2051

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