浅层地热能是开发潜力巨大的可再生能源之一,其最主要的利用方式为地源热泵。岩土体类型、地下水条件及施工条件等因素极大地影响地源热泵的运行效率。为了更科学地开发浅层地热能,满足长期发展的需求,需要勘察区域浅层地热能赋存条件,包括地质地貌、水文地质条件和土壤热物理性质。这些因素决定了浅层地热能开发利用的适宜程度。浅层地热能适宜性分区评价将为地源热泵的设计、施工和城市浅层地热能利用规划等方面提供参考价值。目前评估浅层地热能的研究多采用层次分析法,这种方法量化专家经验,在众多领域均有应用,但这种方法存在主观因素造成的误差。另外,设计地源热泵系统时,最重要的参数是土壤原位导热系数。这个参数由原位热响应试验获得,该试验耗时较长、成本较高,且只能获得该位置的原位导热系数,较难获得准确的地区分布,在后续评价浅层地热能中造成较大误差。为解决以上两个问题,论文回顾了土壤原位导热系数和浅层地热能开发利用适宜性评价研究现状,并以青岛市红岛经济区为例,通过地质勘查、水文地质勘察、回灌试验、土样采集及分析、现场热响应试验及查阅文献资料等方法,对测试区域展开了详细的调查,为浅层地热能的评价提供了数据依据。为了更准确地获得导热系数的分布,本次研究采用人工神经网络模型预测研究区域的原位导热系数分布,并用该结果计算和评价当地浅层地热能适宜性等级。为了合理、全面地评估研究区域的资源潜力,本次研究依据地下水式和地埋管式地源热泵系统的运行和施工特点,分别设立两个浅层地热能资源适宜性评价体系,并运用组合评价法,将主观和客观的评价方法相结合,通过地理信息系统（GIS）在测试区域内划分适宜性分区。最后,综合考虑两种地源热泵的适宜性等级和岩土体性质,进行红岛经济区热容量计算、资源潜力评价和节能效益评价。主要研究成果如下:1.红岛经济区的岩体种类,包括流纹岩、玄武岩、泥岩、安山岩、砂岩、砾岩等,浅层地热能赋存条件较好。2.采用人工神经网络模型计算研究区域导热系数,训练数据库包含测试区域的岩土体性质和地下水情况。经验证该模型可以用于预测该区域的导热系数。3.基于地质、水文地质条件、岩石热物理性质情况、地下水化学条件、水动力条件及工程条件等建立两种地源热泵的评价体系,共15个指标。经评估,红岛经济区全域不适宜使用地下水式地源热泵系统供冷供热;地埋管式地源热泵开发利用的适宜性好区面积为110.04km~2,占比41.8%,;适宜性中等区面积为65.02km~2,占比24.7%;适宜性差区及不适宜施工的区域面积为88.19 km~2,占比33.5%。4.经分区计算,测试区域内浅层地热能静态储量约为3.80×1014kJ,折合标准煤1.30×10~3万吨。在考虑用地系数时,整个区域的浅层地热能资源潜力为中等水平。考虑热效率折算后的全年热能为14.92×1012kJ,折算一年的节煤量为50.9万吨。课题提出的人工神经网络模型可用于预测青岛市其他地区的原位导热系数,降低热响应试验成本;提出的评价体系和权重计算方法将为其他地区浅层地热能的开发利用适宜性评价提供参考。浅层地热能适宜性分区评价研究为城市浅层地热能开发利用提供指导和建议。