地下水源热泵技术(GSHP)是一种采集浅层恒温地能，同时满足供暖或制冷的需求，并且实现零污染排放的能源利用方式。2005年被中国建设部列为建筑业十项新技术之一，其在建筑物中的推广应用被国家列为节约资源工作重点之一，同时许多地方都把发展水源热泵作为发展本地经济的一个契机，对“节能减排”和“两型社会”建设具有建设性的意义。但是水源热泵回灌问题一直困扰着科研工作者和工程设计人员，而回灌困难主要涉及物理堵塞、化学堵塞、微生物堵塞这三个方面。本文着眼于物理堵塞机理及物理堵塞实验现象观测的研究，同时对地下水源热泵的THM耦合机理做出研究。　　 1)首先引出传统物理淤堵模型，传统物理堵塞模型是假定了悬浮颗粒在孔隙内自由流动的条件下得出的，因此模型在解释物理堵塞机理上具有一定的局限性；新模型建立过程中，把沉积过程中颗粒--流体两相流模型引入到GSHP回灌研究中，并且给出渗透率演化公式，在模型建立过程中分别考虑了以下两种情况：　　 ①在模型方程中引入了流量折减系数和孔隙的可利用系数这两个系数，在质量守恒方程中考虑了悬浮颗粒尺寸排除效应的影响，同时把悬浮颗粒的捕获概率函数放入动力学方程中。　　 ②在模型方程中引入流量折减系数和孔隙的可利用系数这两个系数的同时又提出了颗粒临界堵塞率，同时考虑了由于悬浮颗粒的沉积所引起孔隙率的动态变化。　　 2)利用自行研发的用于模拟砂层淤堵试验装置来观测悬浮颗粒的沉积过程。该观测系统采用透射式观测方案，可实时地、直接地观测砂层渗流的变化以及堵塞物在空间随时间的变化；系统采用双向水流驱动，首先该系统可以模拟地下水源热泵井的回灌过程，流体的速度可通过变频系统来控制，其次可以通过该系统对地下水源热泵井的井壁的回扬清洗情况达到实时的模拟效果；同时本试验系统还可以同时模拟地下水砂层中气泡的运移及其耦合作用，本文实验主要解决了以下问题：　　 ①通过实验确定在多孔介质中，在不同的流速下水压力与横向距离的关系。　　 ②通过实验确定在多孔介质中，在不同的流速条件下水压力与流速之间的关系。　　 ③通过实验确定在多孔介质中，在不同的流速下水压力变化与时间的变化关系。　　 ④通过实验确定在多孔介质中，在某一指定的流速下，在注入的悬浮颗粒浓度不变和可变时水压力与时间的关系。　　 ⑤通过实验确定不同的多孔介质体在不同截面处的渗透率随时间的变化关系。　　 ⑥通过实验确定在注入的悬浮颗粒浓度发生改变时，其渗透率的动态变化情况。　　 ⑦在试验中通过强光照射并利用数码相机进行动态的拍摄在多孔介质里悬浮颗粒的沉积过程。　　 ⑧利用数学模型来验证悬浮颗粒在多孔介质里发生沉积规律，得出用于描述悬浮颗粒沉积的参数(孔隙度，沉积率，恢复率等)。　　 ⑨研究了不同孔隙介质内起始浓度对水压力的影响。　　 3)建立地下水源热泵井的热-流-固(THM)耦合方程，假定了岩/土体为不可压缩体，考虑了温度的改变对岩/土体密度变化的影响，在流体流动耦合过程中运用Darcy定律、Brinkman方程和Navier-Stokes方程；结合武汉百步亭小区工程，分别模拟了在不同井体类型条件下，井周和井内流体的流动耦合，同时对回灌压力与时间、距离的关系以及流体热传导与时间的关系进行了研究；然后建立了固体骨架的变形本构方程，模拟了在抽水条件下水压力图、位移云图以及地层的变形图；最后，通过实例来验证井体传热模型的准确性，提出的热传递模型同现场监测数据具有较好的吻合性。