宋 伟，王 浩，郑昌金，刘远周

（北方工业大学 土木工程学院，北京100144）

0 前言

地下水源热泵系统可以利用地热资源，其中单井循环地下换热系统是地下水源热泵系统的一种形式。在取热量相同的情况下，与地下埋管换热器相比，单井循环地下换热系统所需的打井数量较少，初投资较低，从而得到广泛应用[1]，[2]。目前，单井循环地下换热系统主要有循环单井、抽灌同井和填砾抽灌同井[3]。循环单井是在基岩上打井，且为裸井，回水主要与井壁换热，少部分回水流经基岩含水层后直接进入抽水区。抽灌同井和填砾抽灌同井的相同点：①均在井孔内设置隔板，用于防止回水与抽水相互掺混，减少热贯通效应；②二者的回水均进入含水层，与含水层中的原水和固体骨架换热后进入抽水区。不同点为填砾抽灌同井井壁周围回填孔隙率较大的砾石，这层砾石区有利于回水进入含水层[4]。

针对3种热源井的地下水运动规律已有研究。倪龙建立了非稳态、有越流的循环单井地下水渗流方程，武强在倪龙研究的基础上，建立了含有蓄能颗粒与无储能颗粒的循环单井地下水渗流数学模型[5]～[7]。李旻建立了无越流、非稳态条件下抽灌同井的地下水渗流方程，武强在李旻研究的基础上添加越流项。王玉林在武强研究的基础上，分析了抽水与回水周期性变化和回灌率对地下水流动的影响[8]～[11]。由于不同热源井建立的地下水渗流方程不同，且边界条件较为复杂，因而地下水渗流数学模型难以应用于实际工程，因此，须要建立3种热源井统一的理论模型。……