《地熱開發(fā)理論與技術》課程教學大綱課程名稱：地熱開發(fā)理論與技術（中文）TheoryandTechnologyofGeothermalDevelopmen（英文）課程編號：020060270課程性質(zhì)：?必修□選修課程類別：□通識課程?專業(yè)課程□實踐教學適用專業(yè)：新能源科學與工程課程學時：總學時32，其中理論32、實驗0課程學分：2應開課學期：第六學期先修課程：《新能源勘查方法與技術》、《傳熱學》、《地熱學》、《鉆完井工程》、《工程熱力學》、《新能源科學與工程概論》、《新能源勘查方法與技術》、《流體力學》、《鉆完井工程》、《巖石力學》一、課程簡介《地熱開發(fā)理論與技術》是新能源科學與工程專業(yè)學生的專業(yè)必須核心課程。課程內(nèi)容豐富，主要包括：地熱資源的成因、分類及分布特征，地熱資源勘查方法與評價，地熱資源利用，淺層地熱能工程技術，中深層地熱能工程技術和干熱巖利用方法等內(nèi)容。通過課程的學習，使學生熟悉地熱資源的成因、分類及分布特征，能夠結(jié)合實際情況，掌握地熱資源的高效、經(jīng)濟開發(fā)的相關原理及技術。為后續(xù)的課程學習奠定基礎。二、課程教學的目標及與畢業(yè)要求的關系（一）課程目標課程總目標：通過《地熱開發(fā)理論與技術》的學習，使學生正確認識地熱行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢以及國家的相關政策、制度等；掌握地熱能開發(fā)的基本原理、基本技術和工藝流程；會將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決地熱能開發(fā)工程問題；能夠?qū)Φ責衢_發(fā)過程中遇到的問題進行綜合分析，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。課程目標1：使學生能夠正確認識地熱行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，了解新能源的可持續(xù)性發(fā)展和社會節(jié)能減排、綠色環(huán)保的重要意義以及新能源開發(fā)的人文社會環(huán)境及國家相關政策支持、管理制度、法律等；融入青山綠水就是金山銀山、科學發(fā)展觀、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。課程目標2：掌握淺層地熱能，中深層地熱能開發(fā)的基本原理、基本技術和工藝流程，熟悉地熱資源勘查開發(fā)整體技術流程，能夠制定技術方案和管理措施；融入科學發(fā)展觀、工匠精神、科學精神、工作規(guī)范、敬業(yè)精神、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。課程目標3：能夠提出淺層地熱能、中深層地熱能和干熱巖利用工程問題的關鍵理論問題和技術難題，會將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決地熱能開發(fā)工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識；融入鉆研精神、敬業(yè)精神、責任擔當、道路自信、理論自信、制度自信等思政元素，開展以天下興亡、匹夫有責為重點的家國情懷教育、崇德向善的道德追求。課程目標4：能夠?qū)Φ責衢_發(fā)過程中遇到的問題進行綜合分析，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。融入鉆研精神、敬業(yè)精神、實事求是等思政元素。（二）課程目標與畢業(yè)要求的對應關系本課程目標支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標畢業(yè)要求1.使學生能夠正確認識地熱行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，了解新能源的可持續(xù)性發(fā)展和社會節(jié)能減排、綠色環(huán)保的重要意義以及新能源開發(fā)的人文社會環(huán)境及國家相關政策支持、管理制度、法律等；融入青山綠水就是金山銀山、科學發(fā)展觀、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。畢業(yè)要求1：工程知識，能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決新能源勘查、開發(fā)與綜合利用中的工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識。2.掌握淺層地熱能，中深層地熱能開發(fā)的基本原理、基本技術和工藝流程，熟悉地熱資源勘查開發(fā)整體技術流程，能夠制定技術方案和管理措施；融入科學發(fā)展觀、工匠精神、科學精神、工作規(guī)范、敬業(yè)精神、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。畢業(yè)要求1：工程知識，能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決新能源勘查、開發(fā)與綜合利用中的工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識。畢業(yè)要求2：問題分析，能夠應用新能源科學與工程理論與技術，并結(jié)合數(shù)學、自然科學等基本原理，通過理論分析和文獻研究，對新能源勘查、開發(fā)、利用過程中遇到的問題進行綜合分析。具備獨立思考、善于發(fā)現(xiàn)和提出問題并獨立分析工程問題的能力，掌握基本的分析問題和總結(jié)歸納的方法。3.能夠提出淺層地熱能、中深層地熱能和干熱巖利用工程問題的關鍵理論問題和技術難題，會將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決地熱能開發(fā)工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識；融入鉆研精神、敬業(yè)精神、責任擔當、道路自信、理論自信、制度自信等思政元素，開展以天下興亡、匹夫有責為重點的家國情懷教育、崇德向善的道德追求。畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術問題。能夠正確認識行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關鍵理論問題和技術難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。4.能夠?qū)Φ責衢_發(fā)過程中遇到的問題進行綜合分析，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。融入鉆研精神、敬業(yè)精神、實事求是等思政元素。畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術問題。能夠正確認識行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關鍵理論問題和技術難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。三、課程教學的基本內(nèi)容及教學安排（一）課程教學的內(nèi)容及學時安排知識單元知識點學時數(shù)課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.緒論知識點1.1：地熱開發(fā)理論與技術概述；知識點1.2：地熱資源概況；知識點1.3：地熱利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。200課程目標12.地熱資源的成因、分類及分布特征知識點2.1：地熱資源的成因；知識點2.2：地熱資源的分類；知識點2.3：地熱資源的分布特征。200課程目標1、23.地熱資源勘查方法與評價知識點3.1：地熱地面調(diào)查；知識點3.2：地熱地球化學勘查；知識點3.3：地熱地球物理勘探；知識點3.4：地熱遙感技術；知識點3.5：地熱鉆探法；知識點3.6：地熱資源評價。400課程目標1、2、44.地熱資源利用知識點4.1：地熱制冷；知識點4.2：地熱供暖；知識點4.3：地熱發(fā)電；知識點4.4：地熱其他利用；知識點4.5：地熱梯級利用。600課程目標1、25.淺層地熱能工程技術知識點5.1：淺層地熱能及其特征；知識點5.2：地源熱泵技術；知識點5.3：地下水源熱泵；知識點5.4：土壤源熱泵。600課程目標2、3、46.中深層地熱能工程技術知識點6.1分布及利用方式；知識點6.2中深層地熱鉆井；知識點6.3中深層地熱固完井；知識點6.4地熱井抽水試驗與產(chǎn)能分析；知識點6.5：地面工程（地熱井口工程和設備）。800課程目標2、3、47.干熱巖利用方法知識點7.1：干熱巖地熱資源評價方法；知識點7.2：干熱巖資源量及其分布；知識點7.3：干熱巖井建造技術；知識點7.4：熱巖儲層建造技術；知識點7.5：干熱巖發(fā)電。400課程目標2、3、4合計3200四、本課程與其他課程的聯(lián)系《地熱開發(fā)理論與技術》課程銜接《地質(zhì)學基礎》、《新能源勘查方法與技術》、《傳熱學》、《地熱學》、《鉆完井工程》、《工程熱力學》、《新能源科學與工程概論》、《新能源勘查方法與技術》、《流體力學》、《鉆完井工程》、《巖石力學》等專業(yè)課程，《地熱開發(fā)理論與技術》主要講解地熱資源的成因、分類及分布特征，地熱資源勘查方法與評價，以及地熱能開發(fā)利用的工程技術問題。《地熱開發(fā)理論與技術》后續(xù)課程有：《新能源轉(zhuǎn)化與利用》、《儲能原理與技術》、《新能源發(fā)電技術》等課程。五、教材與其他教學資源（含教學參考書或在線資源）（一）建議教材[1]竇斌，地熱工程學[M].中國地質(zhì)大學出版社，2020，教育部高等學校地質(zhì)類專業(yè)教學指導委員會推薦教材；中央高校教育教學改革基金（本科教學工程）資助[2]唐志偉.地熱能利用技術[M].化學工業(yè)出版社，2018.[3]鄭克棪.地熱利用技術[M].中國電力出版社，2018.（二）其他教學資源[1]多吉.中國地熱資源開發(fā)利用戰(zhàn)略研究[M].科學出版社，2018.[2]RonaldDipippo.地熱發(fā)電廠：原理、應用、案例研究和環(huán)境影響(第三版)[M].中國石化出版社，2016.[3]張育平.中深層地熱鉆井換熱供暖關鍵技術[M].科學出版社，2021.[4]廖志杰.中國讀本-中國的火山、溫泉和地熱能[M].中國國際廣播出版社，2012.[5]趙豐年.地熱能技術標準體系研究與應用[M].中國石化出版社有限公司，2021.[6]鄭克棪.地熱：來自地下的熱能[M].中國石化出版社有限公司，2019.[7]徐世光.地熱學基礎[M].科學出版社，2010.[8]智慧樹：地熱工程學/courseHome/1000001797[9]中國大學MOOC:儲能原理與技術/course/FJNU-1206412806六、教學方法與學習建議（一）授課方式以學生為中心，采用“講師講解+案例教學法+啟發(fā)研討法+任務驅(qū)動法+多媒體導入+分組討論”等每次課堂不少于3種的自由組合授課方式。（二）重點（1）淺層地熱能、中深層地熱能開發(fā)利用的基本原理；（2）淺層地熱能、中深層地熱能開發(fā)利用方法及工藝流程。（三）難點（1）地熱井抽水試驗及產(chǎn)能分析；（2）地熱資源開發(fā)相關參數(shù)的計算。（四）后續(xù)自主學習建議（1）認真學習教材，地熱工程學，竇斌，中國地質(zhì)大學出版社，2020年1月，教育部高等學校地質(zhì)類專業(yè)教學指導委員會推薦教材；中央高校教育教學改革基金（本科教學工程）資助，積極在CNKI查閱相關地熱學習資料；（2）課后可觀看由任課老師的提供的在線課程教學資源，加深對所學內(nèi)容的理解；（3）認真進行復習，觀看由任課教師提供的PPT及相應的視頻資源；（4）在完成教師作業(yè)的基礎上，認真思考，積極創(chuàng)新，在地熱勘探開發(fā)利用方面提出自己的見解和思路。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核考核方法：總成績滿分100分，包括：平時考核、過程考核和期末考試三部分。平時考核主要為考勤，占總成績的10%；過程考核主要包括作業(yè)、課堂提問回答、師生互動、小組討論等環(huán)節(jié)內(nèi)容，占總成績的30%；期末考試為閉卷考試，占總成績的60%。平時考核100分，占總成績的10%：出勤考核3次以上，每次出勤100分，缺席0分，按平均成績計入過程考核；缺勤3次及以上，不得參加期末考試。過程考核100分，占總成績30%：作業(yè)3次以上，每次成績100分，每位學生課堂提問回答、師生互動、小組討論2次以上，每次成績100分，根據(jù)學生的作業(yè)情況及互動回答等情況，給出對應的分數(shù)，折合至平時考核100分內(nèi)。期末考試100分，占總成績60%：閉卷考試。（二）課程目標與考核內(nèi)容的關系課程具體目標與知識單元和考試內(nèi)容的關系如下：課程目標知識單元考試內(nèi)容1.使學生能夠正確認識地熱行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，了解新能源的可持續(xù)性發(fā)展和社會節(jié)能減排、綠色環(huán)保的重要意義以及新能源開發(fā)的人文社會環(huán)境及國家相關政策支持、管理制度、法律等；融入青山綠水就是金山銀山、科學發(fā)展觀、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。1.緒論2.地熱資源的成因、分類及分布特征4.地熱資源利用考核知識點：能源的定義；地熱工程技術發(fā)展的三個階段；發(fā)展地熱能對我國經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略意義；地熱資源開發(fā)利用的現(xiàn)狀；地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題；地熱資源開發(fā)利用發(fā)展趨勢；地球熱源的分類；世界地熱資源的分布特征；中國地熱資源的分布特征；地熱供暖與常規(guī)鍋爐供暖的區(qū)別。考核要求：掌握能源的定義、中國地熱資源的部分特征；正確認識地熱行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；了解地熱能對我國經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略意義、世界地熱資源的分布特征、中國地熱資源的分布特征和地熱供暖與常規(guī)鍋爐供暖的區(qū)別。2.掌握淺層地熱能，中深層地熱能開發(fā)的基本原理、基本技術和工藝流程，熟悉地熱資源勘查開發(fā)整體技術流程，能夠制定技術方案和管理措施；融入科學發(fā)展觀、工匠精神、科學精神、工作規(guī)范、敬業(yè)精神、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。2.地熱資源的成因、分類及分布特征3.地熱資源勘查方法與評價4.地熱資源利用5.淺層地熱能工程技術6.中深層地熱能工程技術考核知識點：依據(jù)地熱資源的性質(zhì)和賦存狀態(tài)；地熱系統(tǒng)分類類型及特點；地熱鉆探法動態(tài)監(jiān)測內(nèi)容；地熱制冷制冷劑類型及特點；地熱供暖系統(tǒng)的組成；地熱供暖系統(tǒng)的分類；淺層地熱能的優(yōu)點；淺層地熱能的不足；淺層地熱能的存在形式及特點；地源熱泵技術的主要優(yōu)勢；地源熱泵技術的系統(tǒng)組成；地源熱泵的類型；地下水源熱泵系統(tǒng)的組成；地下水換熱系統(tǒng)設計的步驟；地下水總需求量的確定；中深層地熱井的利用方式；中深層地熱鉆井井身結(jié)構(gòu)；井深設計依據(jù)；地熱鉆孔（井）常用鉆進方式、特點及適用條件；高溫高壓對鉆井液的影響；抗高溫泥漿材料；高壓井常用的固井措施；高溫固井時的注意事項；常用的深井固井技術及適應情況；洗井的目的；常用的洗井方法；抽水試驗必須符合的基本要求；抽水設備類型、特點及適用條件；抽水試驗的目的；穩(wěn)定抽水試驗要求；地面井口工程的形式、功用、特點。考核要求：掌握淺層地熱能，中深層地熱能開發(fā)的各個環(huán)節(jié)的基本原理、基本技術和工藝流程，熟悉地熱資源勘查開發(fā)整體技術流程，能夠制定技術方案和管理措施。3.能夠提出淺層地熱能、中深層地熱能和干熱巖利用工程問題的關鍵理論問題和技術難題，會將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決地熱能開發(fā)工程問題，具備工程科學思維和工程管理意識；融入鉆研精神、敬業(yè)精神、責任擔當、道路自信、理論自信、制度自信等思政元素，開展以天下興亡、匹夫有責為重點的家國情懷教育、崇德向善的道德追求。2.地熱資源的成因、分類及分布特征3.地熱資源勘查方法與評價4.地熱資源利用5.淺層地熱能工程技術6.中深層地熱能工程技術干熱巖利用方法考核知識點：熱紅外遙感地熱調(diào)查中的局限性；單級溴化鋰吸收式制冷機的基本原理；單級溴化鋰吸收式制冷機的設計計算；兩級溴化鋰吸收式制冷機的基本原理；兩級溴化鋰吸收式制冷機的設計計算；地熱供暖系統(tǒng)的設計；地熱供暖系統(tǒng)的調(diào)控；水文地質(zhì)勘察和試驗獲取的信息；地下水井的設計與施工；地下水回灌的方法；造成回灌堵塞的主要原因；土壤源熱泵系統(tǒng)組成；井深結(jié)構(gòu)設計的基本原理；濾水管的基本要求及基本尺寸的確定；地熱潛水電泵的基本參數(shù)；干熱巖地熱資源評價方法；干熱巖