地下水源热泵空调系统以高效、环保、稳定的优点在世界各国广泛应用。地下水源热泵系统的运行过程是人类开发地下水冷热能为己所用的过程,系统运行的核心是井群的冷热水抽灌循环。目前关于水源热泵系统的应用和建设很大程度上还依据经验进行,缺乏系统的理论支持,而水源热泵系统长期运行对区域地下水的影响,也逐渐引起人们的关注,所以对水源热泵抽灌井群理论及应用进行研究具有重要理论意义和应用价值。本文依托陕西水利科技计划项目——“西安地区水源热泵抽回灌参数优化试验与适用性规划研究”、陕西省自然科学基金项目——“西安市水源热泵抽灌井数学模型研究”等项目,以西安市为例,对水源热泵抽灌井群理论及应用展开研究,主要研究内容及结论如下:1.确定抽灌井水文地质参数。采用直线图解法求解承压完整抽水井水文地质参数;通过两处回灌试验研究地下水源热泵系统中回灌井渗透系数的变化规律;提出渗透系数为衰减函数时回灌井水文地质参数的优化求解方法,并与其它求解方法进行效果对比。2.分析地下水源热泵抽灌井群各影响因素。依据研究区试验资料,重点分析讨论了回灌量的影响,回灌量越大,水位抬升越高,回灌井初始渗透性越强,但渗透系数随时间衰减得也越快。回灌井渗透系数可表示为回灌时间和回灌量两者的二元关系。3.建立回灌井渗透系数为变量时的水源热泵抽灌井数学模型。分析建立了干扰条件下,回灌井渗透系数为变量时,抽灌对井降深数学模型;引入柱面坐标系,建立了抽灌井群降深曲面,并依据研究区试验资料绘制分析一抽两灌条件下的区域降深曲面。4.确定水源热泵抽灌井优化设置方案。采用FlowHeat1.0软件,依据研究区水文地质特点,对一抽两灌条件下四种布井方案和一抽三灌条件下八种布井方案进行数值模拟,分别从抽水井到达热突破的时间,地下温度场的变化和影响范围,及渗流场的影响程度三个方面进行分析,确定最佳布井方案;对两种条件下的最佳布井方案,分别选取不同井距进行数值模拟,根据温度随时间和井距的变化情况,确定最佳布井方案的合理井距。5.开展水源热泵系统对地下水影响的监测评价方法研究。以西安市为例,进行了地下水位监测井网优化方法的研究;以西安市为例进行了地下水水质评价与预测方法的研究。