本论文以西安三桥地区采灌系统为例,在查明研究区地热地质、水文地质的前提下,利用FEFLOW软件对研究区建立三维数值模型,根据研究区地热井实测水位和温度资料对模型进行了拟合验证,确定了模型的可靠性。在此基础之上,分别研究了采灌系统在存在水力联系且不会发生热突破的前提下的最佳井间距;针对地下热水水位持续下降问题,研究了四种不同采灌方案下抽水井多年的水位下降量,提出了最佳采灌方案;同时研究了采灌系统运行参数(热储埋深、抽灌量、尾水回灌温度)、水力参数(渗透系数、单位贮水系数)、热参数(纵向热弥散度、导热系数、体积比热、孔隙度)在采灌系统运行中对热储层温度场和流场的影响程度及其主次关系;在采暖季利用硫氰酸氨作为示踪剂,对采灌井进行了连通性示踪试验,确定了采灌井的连通性。主要研究结果如下:(1)在示踪试验的110天监测期内,HS1抽水井水样中示踪剂浓度在89天时出现准峰值,尽管峰值由于人为干扰过大,不甚理想,但仍能代表现场采灌过程的人工流场干扰下的流场的实际流速,其流速为0.12m/h。(2)模拟示踪试验结果显示,示踪剂在110天时到达抽水井,与现场结果相互验证,证明了抽灌井之间的连通性。在影响示踪试验结果的因素中,抽灌量对示踪试验是否成功起着决定性作用。(3)三桥地区在供暖期内,抽灌量为2400m~3/d,100%回灌率,其余时间为间歇期的运行模式下,既存在水力联系,又不会发生热突破的合理井间距为200~650m。(4)四种不同采灌方案下,群抽不灌方案中抽水井水位下降最多,单抽单灌方案中水位下降最少。无论在单抽方案还是群抽方案中,随着回灌百分比的增大,地下水位均有所回升。在各类不同采灌方案中,尽管每年采灌间歇期地下水水位总会恢复,但随着数十年的持续开采,区域地下热水水位仍整体呈持续下降趋势。(5)各参数对含水层温度场及其最佳井间距的灵敏度强弱依次为:抽灌量>体积比热>尾水回灌温度>热储埋深>渗透系数>单位贮水系数>导热系数>纵向热弥散度>孔隙度。在众多参数中,抽灌量、渗透系数、纵向热弥散度、导热系数与温度场影响范围和最佳井间距呈正比,热储埋深、尾水回灌温度、单位贮水系数、体积比热和孔隙度与其成反比。(6)各参数对含水层流场的灵敏度强弱依次为:抽灌量>渗透系数>热储埋深>尾水回灌温度>单位贮水系数>导热系数=纵向热弥散度=体积比热=孔隙度。其中抽灌量和单位贮水系数与水力坡度呈正比,热储埋深、尾水回灌温度、渗透系数与水力坡度呈反比,热参数对水力坡度无影响。