近日，江蘇省科學(xué)技術(shù)廳發(fā)布了2019年度江蘇省科學(xué)技術(shù)獎獲獎名單。江蘇省科學(xué)技術(shù)獎是江蘇省科技領(lǐng)域最高級別的獎項，旨在獎勵在省內(nèi)科學(xué)技術(shù)活動中作出突出貢獻(xiàn)的單位和個人。獲獎名單中，南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院李曉昭教授牽頭項目“淺層地?zé)崮芨咝Э沙掷m(xù)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得2019年度江蘇省科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院李曉昭教授

2004年以來，在國家自然基金、相關(guān)調(diào)查規(guī)劃、科技攻關(guān)、國際合作等項目持續(xù)資助下，歷經(jīng)10余年研究探索，項目主要創(chuàng)新性成果包括：創(chuàng)新的理論、裝備與評估方法，推動資源稟賦精細(xì)識別與因地制宜高效開發(fā);解決了能源地下結(jié)構(gòu)理論難題，突破中國城市建筑密集的淺地?zé)衢_發(fā)制約;研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與開發(fā)模式，實現(xiàn)淺層地?zé)崮苜Y源規(guī)模化、高效可持續(xù)開發(fā)。

據(jù)悉，該項目成果已成功運(yùn)用于40余個項目，支撐了多個城市及省域淺層地?zé)崮苷{(diào)查規(guī)劃，大型試驗與觀測系統(tǒng)，成為國家與省市調(diào)查推廣計劃示范基地。并建立了淺層地?zé)崮荛_發(fā)誘發(fā)冷熱堆積等典型效應(yīng)的試驗觀測基地，主持編制了首部淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范，研發(fā)了預(yù)測模擬系統(tǒng)和關(guān)鍵調(diào)控技術(shù)，為淺層地?zé)崮芊€(wěn)定、可持續(xù)開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

本項目成果中大型開/閉式水源熱泵系統(tǒng)開創(chuàng)性技術(shù)探索，支撐了多項示范工程和重大項目：大型閉式水源熱泵系統(tǒng)模塊化設(shè)計方法與施工技術(shù)的成功應(yīng)用，實現(xiàn)了有限水域規(guī)?；錈崽崛。蔀樽〗ú渴痉俄椖?。機(jī)組改進(jìn)+智能泵送與溫差控制+蓄能系統(tǒng)等系列技術(shù)，開創(chuàng)了大規(guī)模江水源供冷熱，并成功實現(xiàn)了低溫(僅6℃)、100%無輔熱的大規(guī)模取熱。另外，淺層地?zé)崮芙ㄔ爝\(yùn)維一體規(guī)?；_發(fā)模式與關(guān)鍵技術(shù)推廣應(yīng)用效果顯著。示范園區(qū) 25 年使用期投資運(yùn)行成本可節(jié)省 23.3%，榮獲建筑節(jié)能示范區(qū)稱號和全國綠色建筑創(chuàng)新獎。

經(jīng)國內(nèi)國外院士專家鑒定，該項目總體達(dá)國際先進(jìn)水平、核心理論技術(shù)國際領(lǐng)先。本研究獲專利32項(發(fā)明10項)、軟件著作權(quán)7項，主/參編工法2項、標(biāo)準(zhǔn)4部，發(fā)表論文40 篇。記者了解，此次榮獲2019年度江蘇省科學(xué)技術(shù)獎一等獎的“淺層地?zé)崮芨咝Э沙掷m(xù)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目由南京大學(xué)、中國地質(zhì)科學(xué)院、山東亞特爾集團(tuán)股份有限公司、南京豐盛新能源科技股份有限公司、蘇交科集團(tuán)股份有限公司、南京吉坦工程技術(shù)有限公司、江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局、山東大學(xué)共同完成。

“淺層地?zé)崮芨咝Э沙掷m(xù)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”主要創(chuàng)新性成果：

(1)創(chuàng)新理論、裝備與評估方法，推動資源稟賦精細(xì)識別與因地制宜高效開發(fā)：突破目前多孔介質(zhì)熱物性模型假設(shè)，揭示了土體成因與內(nèi)在結(jié)構(gòu)對其宏觀熱物性影響機(jī)理;提出了關(guān)鍵換熱地層與換熱器理想埋深概念，研發(fā)了分層熱物性與換熱能力計算方法并測試系統(tǒng);開發(fā)了首套淺層地?zé)崮苜Y源評估系統(tǒng)。應(yīng)用于國家、地方多個城市調(diào)查計劃及重大工程，識別出不同區(qū)域優(yōu)勢資源稟賦與理想地層，為因地制宜高效開發(fā)提供了理論技術(shù)支撐。

(2)解決能源地下結(jié)構(gòu)理論難題，突破中國城市建筑密集的淺地?zé)衢_發(fā)制約：中國城市建筑密度高，傳統(tǒng)地埋管技術(shù)沒有足夠場地打孔。利用地下結(jié)構(gòu)提取地?zé)崮?，可不打或少打孔，但其誘發(fā)地下結(jié)構(gòu)承載力變化是國際挑戰(zhàn)性難題。研發(fā)了能源地下結(jié)構(gòu)綜合試驗平臺，通過大尺度模型與原位試驗揭示了其荷載傳遞、結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用機(jī)理，提出了能源地下結(jié)構(gòu)熱力耦合內(nèi)力計算方法，改進(jìn)了能源地下結(jié)構(gòu)換熱效率與施工技術(shù)，拓展了建筑密集區(qū)淺層地?zé)崮荛_發(fā)潛力。

(3)研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與開發(fā)模式，實現(xiàn)淺層地?zé)崮苜Y源規(guī)?；?、高效可持續(xù)開發(fā)：針對大量系統(tǒng)性能逐年惡化、環(huán)境效應(yīng)不斷涌現(xiàn)的嚴(yán)峻問題，識別出九種典型淺層地?zé)崮荛_發(fā)誘發(fā)的環(huán)境效應(yīng)影響模式，建立了近似動態(tài)地埋管冷熱堆積預(yù)測計算方法，開發(fā)了地源熱泵優(yōu)化設(shè)計軟件系統(tǒng)，主編了首部《淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》;通過熱濕解耦末端處理技術(shù)實現(xiàn)了高能效開發(fā)與高品質(zhì)供給;形成開式系統(tǒng)尾水處理與閉式系統(tǒng)水域拋管技術(shù)，通過機(jī)組改進(jìn)、智能泵送與溫差控制、熱泵與蓄能結(jié)合實現(xiàn)了無需補(bǔ)熱的低溫取熱和大規(guī)模輸運(yùn)能損降低，開創(chuàng)大型江水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用;探索建造運(yùn)維一體的規(guī)?；_發(fā)模式與技術(shù)，降低成本并大大提高運(yùn)行效率與資源利用率。