張?zhí)焐?，?春,2*，李濟琛，施 斌,2

1.南京大學 地球科學與工程學院, 南京 210023；2.南京大學（蘇州）高新技術(shù)研究院, 蘇州 215123

地熱資源作為可再生能源，中國從20世紀70年代已經(jīng)開始對其進行勘察與開發(fā)利用工作。尤其從20世紀90年代開始，地熱資源的開發(fā)利用得到了飛速發(fā)展，其應用領(lǐng)域逐漸廣泛（程萬慶，等，2006）。隨著石油、煤炭等常規(guī)能源日益缺乏和環(huán)境問題不斷突出，地熱資源等可再生能源的開發(fā)利用成為重點問題。

淺層地溫能是指蘊藏在地表以下一定深度內(nèi)的巖土體、地表水和地下水中具有開發(fā)利用價值的熱能（中華人民共和國國土資源部，2009）。國外對于淺層地溫能開發(fā)利用較早的國家，大多已對其淺層地溫能的潛力分布做了詳細的調(diào)查并積極發(fā)展地源熱泵（藺文靜，2012）。中國在地源熱泵方面雖起步較晚，應用時間較短，但推廣速度很快，據(jù)統(tǒng)計，截至2017年，國內(nèi)年利用淺層地溫能可折合1900萬噸標準煤，應用建筑物面積超過5億平方米（自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局，2018）。

一般認為淺層地溫能賦存于地下0～200 m內(nèi)的巖土體或水體中，其能量來源于地表吸收的太陽輻射和深部地熱兩部分。區(qū)域淺層地溫能主要受太陽輻射、水文地質(zhì)條件、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造情況、巖土體結(jié)構(gòu)等方面影響（楊榮，2013）。前人的研究多關(guān)注于淺層地溫能的資源量及其開發(fā)潛力，在開發(fā)利用效果、開發(fā)過程中對地質(zhì)環(huán)境的影響等方面的研究還不夠全面。淺層地溫能的開發(fā)利用效果與其在該地區(qū)的分布情況密切相關(guān)，若對其的勘查評價工作不到位，盲目地進行開發(fā)利用會造成大量的資源浪費。此外，淺層地溫能的開發(fā)利用必然導致原始地溫場發(fā)生變化，不合理的開發(fā)利用很可能會帶來一系列新的水文地質(zhì)與生態(tài)環(huán)境問題。

故在淺層地溫能開發(fā)利用的過程中，對其進行準確的勘查評價和實時的現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測十分重要。建立起長期有效的淺層地溫場監(jiān)測系統(tǒng)，是開展淺層地溫勘查評價與后期監(jiān)測工作的一大要點，可以及時獲取區(qū)域地溫場的動態(tài)變化趨勢，為合理設(shè)計地源熱泵系統(tǒng)提供依據(jù)并保證其正常運行（亓軍強等，2015; 劉立才等，2007；黃堅等,2018）。在德國，多個城市已經(jīng)開展了較為全面的地溫監(jiān)測工作（Benz et al., 2015; Menberg et al.,2013）；在國內(nèi)多個城市，如北京、天津、南京等已開展了監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)（朱世保等, 2018）。以本文研究區(qū)域南京地區(qū)為例，淺層地溫能的開發(fā)利用已經(jīng)取得一定成效，開發(fā)利用工程的應用面積超過600萬平方米，但仍存在調(diào)查評價相對落后、實時動態(tài)監(jiān)測不到位等問題（鄂建等，2015）。

目前，淺層地溫場監(jiān)測的常規(guī)方法是將溫度傳感器綁于U型或單根地埋管外壁，與地埋管一同回填入孔（郭艷春等，2014）。此方法雖然能準確測量出監(jiān)測點的地溫場溫度，但由于長期埋設(shè)于地下，溫度傳感器易被腐蝕出現(xiàn)損壞。另一種新的監(jiān)測方法是將U型地埋管內(nèi)部充滿水，將溫度傳感器下入管內(nèi)，待管內(nèi)水溫和地層溫度達到平衡后開始進行監(jiān)測（Bayer et al., 2016）。賈子龍等（2017）驗證了該檢測方法完全可以取代溫度傳感器管外埋設(shè)的方法，在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上實現(xiàn)溫度場的長期監(jiān)測。

在監(jiān)測設(shè)備方面，溫度傳感器作為淺層地溫場監(jiān)測中最基礎(chǔ)也是最重要的設(shè)備，合理地選擇傳感器十分重要，既要考慮到監(jiān)測結(jié)果的可靠性又要考慮到實際施工情況（賈子龍，2017）。

本文對目前項目上使用的4種地溫監(jiān)測傳感器進行介紹，包括分布式測溫光纖、FBG、Pt100和iButton，并通過野外監(jiān)測和室內(nèi)試驗，對其在地溫監(jiān)測方面的應用進行對比分析，制定出一套較為完善的綜合多種監(jiān)測手段的野外監(jiān)測方案，為建立地溫場監(jiān)測系統(tǒng)提供參考，以期通過綜合多種方法，以較低成本高效地完成地溫場監(jiān)測工作。并利用已獲得數(shù)據(jù)，總結(jié)出南京地區(qū)淺層地溫在垂向和空間上的大體分布規(guī)律。

圖1 南京市淺層地溫能鉆孔分布示意圖Fig.1 Distribution map of shallow geothermal energy holes in Nanjing

1 研究區(qū)域和監(jiān)測技術(shù)

1.1 研究區(qū)域

本次研究的野外監(jiān)測在南京市行政區(qū)域內(nèi)進行。借助江蘇省地調(diào)局在2012年建成的53口地溫監(jiān)測鉆孔（井），進行淺層地溫場的野外監(jiān)測。53口地溫監(jiān)測鉆孔基本覆蓋南京市行政區(qū)域，且在城市化進程相對較快的長江沿岸區(qū)域內(nèi)，鉆孔分布相比其他區(qū)域更密集，對研究淺層地溫能開發(fā)利用較為方便。鉆孔具體分布情況見圖1，其中對已開展現(xiàn)場監(jiān)測鉆孔做了標記，其余鉆孔為尚未進行監(jiān)測，或因施工、植被覆蓋等原因暫無法進行監(jiān)測的鉆孔。

1.2 監(jiān)測手段

本次研究將采用4種地溫監(jiān)測傳感器，分別為分布式測溫光纖、FBG、Pt100和iButton。

1.2.1 分布式光纖測溫技術(shù)

分布式光纖測溫技術(shù)（Distributed Temperature Sensing-DTS）是一種利用光纖內(nèi)的散射光信號來獲取空間內(nèi)溫度分布情況的測溫技術(shù)。根據(jù)散射光的類型，目前已有三種分布式光纖測溫技術(shù)(于海鷹，等，2013)。受限于制造成本、測溫精度等問題，目前基于拉曼散射的測溫技術(shù)應用廣泛（易多，2012; Zou et al., 2009），故僅簡要闡述拉曼散射測溫的技術(shù)原理。

光在傳輸過程中，光子與光纖介質(zhì)發(fā)生非彈性碰撞，將產(chǎn)生兩個頻移分量：反斯托克斯光和斯托克斯光，根據(jù)兩者的光強比與局部溫度的關(guān)系，可得到某處光纖的溫度（隋海波等，2008），并結(jié)合光時域反射技術(shù)（OTDR），可獲取光纖沿導線各處的溫度，實現(xiàn)分布式溫度傳感（宋占璞等,2014）。本文選用型號為FS-DTS-800的分布式光纖測溫儀進行相關(guān)測試。

1.2.2 光纖布拉格光柵

光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating-FBG）是目前最重要的光纖傳感核心元器件之一。圖2為型號NZS-FBG-TM的FBG溫度傳感器。

FBG利用光纖材料的光敏特性，在光纖內(nèi)形成空間相位光柵。由于光柵對波長具有選擇性，滿足特定波長的入射光在光柵處被反射，而其余波長的光不受影響，從而反射光譜出現(xiàn)峰值λB，稱為FBG的特征波長。

當受到外界信號的調(diào)制，如溫度、應力場等環(huán)境因素變化，F(xiàn)BG的特征波長會發(fā)生波長偏移，通過解調(diào)波長的變化便可測得外界信號(張記龍和曾光宇，2001)。特征波長的變化滿足式（1）：

式中Δλ為FBG特征波長變化量；Pe為光纖光彈系數(shù)；ε為光纖軸向應變；α為光纖熱膨脹系數(shù)；ξ為光纖熱光系數(shù)；ΔT為溫度變化。理論上，F(xiàn)BG測溫精度可達0.05℃。

圖2 光纖光柵溫度計Fig.2 Fiber Bragg Grating thermometer

本文選用蘇州南智傳感科技有限公司生產(chǎn)的NZS-FBG-TM光纖光柵測溫串進行相關(guān)測試，波長解調(diào)儀選用NZS-FBG-A03光纖光柵解調(diào)儀，波長分辨率為1 pm。

1.2.3 Pt100

Pt100是正溫度系數(shù)的鉑熱電阻，電阻阻值隨溫度的升高而升高，工作范圍可在-200℃至650℃之間。其在0℃時的電阻為100 Ω，故稱為Pt100。其在0℃至100℃之間阻值與溫度的關(guān)系可表示為式（2）（張志勇等，2007）：

式中R為t ℃下的電阻阻值，R0=100 Ω，A=3.90802×10-3℃-1,B=5.801 95×10-7℃-2。

在溫度測量方面，Pt100已經(jīng)得到廣泛應用，其測溫精度高，信號分辨率為0.1℃，亦常被制作成各類標準溫度計。由于其測量精度受測量導線自身電阻影響，故Pt100常用于較短距離的對點測量。

本文選用1100系列的單回路數(shù)字顯示控制儀進行相關(guān)測試，測量精度為3%，信號分辨率為0.1℃。

1.2.4 iButton

iButton即信息紐扣（Information Button），將高性能的集成線路封裝于紐扣形的不銹鋼外殼內(nèi)，直徑為16 mm，厚度為3～6 mm不等，見圖3。iButton高度集成了測溫系統(tǒng)所需的一切組件，包括溫度傳感器、實時時鐘、數(shù)據(jù)存儲器、微處理器和電池等，可自動完成溫度測量和記錄（劉武光，2009）。iButton的集成電路被保護在不銹鋼外殼內(nèi)，可保證其電氣及機械壽命超過10 年，可抵抗3 ATM的壓力，且其讀寫次數(shù)幾乎不受機械特性限制。此外，iButton還具有抗水、抗磁、抗腐蝕等特性，是一種新型的測溫傳感器，但對于其具體測溫精度和實際可抗壓力還未有相關(guān)研究。不同型號的iButton具有不同的測溫范圍和測溫精度，本文選用型號為DS1922L的iButton進行相關(guān)測試，測溫范圍為-40～85℃，測溫精度優(yōu)于0.5℃。

圖3 iButton及信息讀取器Fig.3 iButton and its information reader

2 傳感器的野外和室內(nèi)測試

為了對4種測溫傳感器在地溫監(jiān)測方面的特性進行對比分析，根據(jù)各測溫傳感器自身特點，分別在室內(nèi)和野外對4種傳感器進行了測溫試驗。

2.1 室內(nèi)測試內(nèi)容

室內(nèi)測試主要對DTS、Pt100、FBG和iButton等4種測溫傳感器進行恒溫測定，并以等溫度梯度設(shè)置不同溫度，觀察同一溫度環(huán)境下4種傳感器的測溫精度。

室內(nèi)測試中，將100 m長的測溫光纖、Pt100、FBG、iButton與水銀溫度計放置于同一恒溫槽中，設(shè)定恒溫槽溫度，使得溫度范圍為20℃至50℃，并以等溫度梯度為10℃進行升溫—降溫試驗?？紤]到恒溫箱系統(tǒng)穩(wěn)定可能存在滯后，每次待恒溫槽內(nèi)溫度顯示穩(wěn)定后30 min再記錄讀數(shù)。

2.2 野外測試內(nèi)容

野外測試采用分布式光纖測溫（DTS）、FBG測溫和Pt100電阻式測溫3種方式。測試內(nèi)容主要對南京地區(qū)部分地溫鉆孔進行溫度數(shù)據(jù)采集，鉆孔深度約為100 m。

于地溫鉆孔孔口至孔底布設(shè)分布式測溫光纖，并使用DTS監(jiān)測溫度。采集數(shù)據(jù)前通過參考光的衰減情況判斷光纖鋪設(shè)質(zhì)量，確定所下放光纖滿足測試要求后開始采集數(shù)據(jù)，待其示數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)；下放FBG測溫串于鉆孔中，在距孔口2 m、5 m、10 m、20 m、40 m、60 m、80 m處固定，如圖4所示，待示數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)；下放Pt100測溫探頭于鉆孔中，距孔口20 m處固定，待示數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)，并上移1 m，重復上述操作直到測溫探頭到達孔口。為更準確反映近地表溫度變化情況，在距孔口1 m時，每隔0.2 m進行一次讀數(shù)操作。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 室內(nèi)測試數(shù)據(jù)分析

3.1.1 Pt100

在開展測試前，使用水銀溫度計對Pt100進行測試，確定Pt100所測得溫度適合作為野外條件下的參考溫度。設(shè)定恒溫槽溫度20℃、30℃和40℃，并用水銀溫度計進行校準?？紤]到恒溫箱系統(tǒng)穩(wěn)定可能存在滯后，每次待恒溫槽內(nèi)溫度顯示穩(wěn)定后30 min再記錄讀數(shù)。試驗所得數(shù)據(jù)如表1所示。

圖4 DTS、FBG鉆孔溫度監(jiān)測示意圖Fig.4 Sketch map of temperature monitoring using DTS and FBG

據(jù)表1數(shù)據(jù)，可以看出Pt100的測量精度高，在0.1℃以內(nèi)，且Pt100測溫靈敏性高，其所測得溫度作為參考溫度。故在后續(xù)的室外數(shù)據(jù)分析中，以Pt100作為標準，其所測得溫度作為參考溫度，并用于較準其他的野外數(shù)據(jù)。

表1 Pt100與水銀溫度計測溫結(jié)果（℃）Table 1 The temperature measurement results using Pt100 and mercury thermometer

3.1.2 DTS、FBG、iButton對比分析

本次研究中，考慮到恒溫箱顯示溫度為電子測溫傳感器測得，存在一定誤差，根據(jù)前述中對Pt100的測定試驗，可認為Pt100所測溫度為參考溫度，故以水銀溫度計和精度較高的Pt100所測得溫度的平均值作為參考溫度。取升溫與降溫兩組數(shù)據(jù)的平均值作為各測溫傳感器的測定溫度。

表2為DTS、FBG和iButton的室內(nèi)測溫結(jié)果。相對于其他溫度傳感器，DTS測溫精度較低，約為0.4℃，且易出現(xiàn)較大波動，最大誤差為0.65℃。DTS在室內(nèi)條件下的測溫精度相對較低。

表2 DTS、FBG和iButton室內(nèi)測溫結(jié)果（℃）Table 2 The indoor temperature measurement results using DTS、FBG and iButton

FBG測溫精度較高，可控制在0.1～0.2℃，但最大誤差為0.56℃，表明其在實際測量中可能出現(xiàn)較大誤差。此外，由于FBG所得溫度是由標定方程對波長進行換算，在長期使用過程中，應定期對FBG進行重新標定，以避免因儀器損耗、環(huán)境變化等影響測溫精度。

相比DTS和FBG，iButton測溫精度較高，可控制在0.1℃以內(nèi)，最大誤差為0.15℃。此外，iButton可根據(jù)實際需要設(shè)定測溫周期，在長期溫度測量中占據(jù)較大優(yōu)勢，但其在野外條件下的應用情況還需要進一步研究。

3.2 野外測試數(shù)據(jù)分析

本次研究中選取了6組較具有代表性的地溫鉆孔監(jiān)測數(shù)據(jù)對DTS在野外條件下的監(jiān)測特性進行分析，4組較具有代表性的地溫鉆孔監(jiān)測數(shù)據(jù)對FBG在野外條件下的監(jiān)測特性進行分析。

3.2.1 DTS

受Pt100測量導線長度的限制，僅取鉆孔深度20 m以內(nèi)的DTS測得的地溫數(shù)據(jù)與Pt100作對比。不同鉆孔所得數(shù)據(jù)情況如圖5所示。圖中DTS與Pt100測得鉆孔溫度變化趨勢一致，說明DTS對鉆孔空間范圍內(nèi)溫度變化趨勢的測量結(jié)果可靠。

由于近地表受大氣及太陽輻射影響較顯著，溫度變化較快，DTS與Pt100的測溫靈敏性存在差異等，DTS在近地表（地下0～5 m）測得溫度與參考溫度有一定差值。地下0.8 m處的平均絕對誤差為0.53℃。

在地下5 m以下，誤差的波動幅度逐漸減小，整體趨于穩(wěn)定，平均絕對誤差在地下6 m處為0.21℃，14 m處為0.19℃，18 m處為0.17℃。整體來看，DTS測溫準確度提高，隨深度增加而趨于穩(wěn)定，DTS測溫精度可控制在0.2℃以內(nèi)。

圖5 不同鉆孔DTS與Pt100測溫結(jié)果對比圖Fig.5 Comparison of the temperature measurement results of different holes using DTS and Pt100

此外，可見sg27測得溫度的誤差始終較大，但整體溫度變化趨勢一致，表明DTS在本次測溫中測得溫度均偏高。根據(jù)DTS測溫原理，除溫度因素外，環(huán)境應力、光纖制作差異及使用磨損等均會影響光在光纖中傳播的衰減情況并改變光強，從而影響測溫精度。sg27測得溫度均偏高的主要原因是DTS光損參數(shù)的設(shè)置與實際不符，表明DTS在實際應用中應配以其他監(jiān)測手段與其進行校準，保證其測溫的精確性。利用Pt100進行校準，可使測溫誤差在0.1℃以內(nèi)。

3.2.2 FBG

由于FBG為長距離定點測量，在Pt100可測量范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)較少，不具有明顯代表性，故所選取的4組地溫鉆孔監(jiān)測數(shù)據(jù)將采用DTS和Pt100測得數(shù)據(jù)與FBG進行對比。`

4組鉆孔數(shù)據(jù)情況如圖6所示。對圖6進行分析，可以發(fā)現(xiàn)：FBG測得鉆孔溫度情況與DTS測得溫度的變化趨勢基本一致，但由于FBG在鉆孔內(nèi)為定點測量，F(xiàn)BG測得數(shù)據(jù)不能完整地體現(xiàn)出鉆孔空間范圍內(nèi)溫度變化情況。在0～20 m深度范圍內(nèi)，F(xiàn)BG與Pt100的測溫數(shù)據(jù)總體基本一致，平均絕對誤差在0.2℃以內(nèi)，但在個別數(shù)據(jù)上相差較大，最大誤差為0.8℃，此次監(jiān)測中，F(xiàn)BG未達到理論上0.05～0.1℃的測溫精度，其野外監(jiān)測的可靠性還需提高。在地下20 m以下，F(xiàn)BG與DTS的測溫數(shù)據(jù)總體上相差較小，平均絕對誤差在0.2℃以內(nèi)。

在圖6c中可見60 m深度上FBG測得溫度與DTS相差約1.0℃，后續(xù)對該深度的FBG進行檢測，結(jié)果表明該FBG已經(jīng)損壞。在式（3）中可知，波長變化與溫度和應變情況有關(guān)，在使用過程中FBG受到的拉扯、碰撞等都可能影響測溫結(jié)果甚至造成傳感器的損壞。因此，在使用FBG進行野外地溫監(jiān)測時，需要特別注意對傳感器的保護，避免過度拉扯。

4 監(jiān)測方案設(shè)計和監(jiān)測結(jié)果分析

4.1 監(jiān)測方案設(shè)計

根據(jù)以上的野外和室內(nèi)測試結(jié)果，在項目研究的基礎(chǔ)上，以研究區(qū)域南京市為例，制定了一套較為完善的野外監(jiān)測方案：（1）在所有鉆孔中埋設(shè)分布式測溫光纖，以獲得鉆孔內(nèi)地下深度的連續(xù)地溫；（2）根據(jù)地溫鉆孔的土層分布和所獲取的地溫分布數(shù)據(jù)，選取兩個較為典型的地溫鉆孔，在鉆孔內(nèi)布設(shè)FBG測溫串，用于與DTS測溫作對比；（3）在所有鉆孔點距地表5 cm處布設(shè)iButton，以獲得地表的時間連續(xù)溫度，用于校驗衛(wèi)星地表數(shù)據(jù)和提供邊界條件，同時可利用iButton建立起長期的連續(xù)監(jiān)測站；（4）使用Pt100監(jiān)測地表以下25 m內(nèi)的精確地溫。

圖6 不同鉆孔FBG測溫結(jié)果對比圖Fig.6 Comparison of the temperature measurement results of different holes using FBG

在該監(jiān)測方案中，利用 DTS獲得深度連續(xù)地溫，利用iButton獲得地表的時間連續(xù)溫度，利用Pt100和FBG對所獲取的地溫數(shù)據(jù)進行校驗。通過綜合多種監(jiān)測設(shè)備，有效利用了各溫度監(jiān)測傳感器的優(yōu)勢，為淺層地溫場的長期監(jiān)測提供參考。

4.2 監(jiān)測結(jié)果分析

通過采用上述監(jiān)測方案，已對南京市多個地溫鉆孔進行監(jiān)測，并獲取了鉆孔監(jiān)測數(shù)據(jù)，部分結(jié)果如圖7所示。通過對比和分析不同鉆孔及不同時間對同一鉆孔的監(jiān)測結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)以下幾點特征。

（1）由于近地表（約為地下0～5 m）受大氣及太陽輻射影響顯著，各鉆孔在該范圍內(nèi)溫度變化大，在5～10 m深度范圍內(nèi)溫度變化逐漸減小，可知地下0～10 m為變溫層。地下10～20 m范圍內(nèi)各鉆孔溫度保持相對穩(wěn)定，且可見監(jiān)測數(shù)據(jù)隨監(jiān)測時間無明顯變化，該深度范圍為恒溫層，溫度保持在18～19℃。地下20 m以下，各鉆孔內(nèi)的溫度以一定的增長速率線性升高，表明其為增溫層。

（2）不同鉆孔的溫度變化情況存在差異，表現(xiàn)為兩方面：一方面在變溫層即地下0～10 m，可見各鉆孔溫度變化情況差異大，如sg02、sg43等鉆孔內(nèi)溫度隨深度增加而先升高后降低，而sg33、sg26等鉆孔內(nèi)溫度隨深度增加而緩慢升高，無明顯溫度降低的過程。另一方面，在增溫層即地下20 m以下，不同鉆孔內(nèi)的地溫梯度存在差異。如sg27位于湯山地區(qū)，區(qū)域內(nèi)發(fā)育有斷層和溫泉，鉆孔范圍內(nèi)多為泥巖，可見地下20 m以下的溫度變化明顯大于其他鉆孔，地溫梯度大于其他鉆孔。上述兩方面表明，淺層地溫分布在水平向和垂向上具有一定的差異性。

圖7 不同鉆孔的溫度變化曲線Fig.7 Variation curves of temperature of different

（3）近地表地溫受地表覆蓋層、大氣及太陽輻射影響較大，不同季節(jié)、不同區(qū)域變化差異大，而隨著深度加深，地溫逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭艿刭|(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件等因素影響。從鉆孔sg27不同時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，地溫在10 m深度范圍內(nèi)受大氣及太陽輻射影響明顯，隨地表溫度的變化而變化，并且可發(fā)現(xiàn)由于土體比熱容較大，存在季節(jié)滯后性，表現(xiàn)為地溫先升高，在4 m以深處降低并趨于恒溫層溫度；隨著深度加深，地溫受大氣及太陽輻射影響逐漸減小并逐漸受地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件影響，在恒溫層內(nèi)保持相對穩(wěn)定，在20 m深度以下線性升高。

5 結(jié)論

本文對目前項目上使用的4種溫度監(jiān)測傳感器進行了原理上的介紹，并分別在室內(nèi)和野外對其進行了測試。通過對試驗結(jié)果進行分析，得出了DTS、FBG、Pt100和iButton的優(yōu)缺點及特性。

（1） DTS可獲取到整個鉆孔深度內(nèi)溫度分布情況，且可靠度較高。此外，DTS可供長期使用，但在實際應用中應配以其他監(jiān)測手段與其校準以保證其長期測溫的精度。

（2） Pt100的測溫精度在0.1℃以內(nèi)，具有很好的穩(wěn)定性，可用其作為參考對其他測溫設(shè)備進行校準。但Pt100僅可監(jiān)測鉆孔深度25 m以內(nèi)的溫度，不適用于在整個鉆孔深度內(nèi)（0～100 m）進行溫度監(jiān)測，且易受腐蝕，不適宜長期埋于鉆孔內(nèi)進行監(jiān)測。

（3） FBG理論測溫精度在0.1℃以內(nèi)，但實際測溫精度難以達到理論值，一般為0.1～0.2℃，在使用時應定期進行標定。此外，相比其他3種測溫傳感器，F(xiàn)BG較易損壞，監(jiān)測成本較高，目前還不適用于長期的大規(guī)模地溫監(jiān)測，并避免過度拉扯測溫串。

（4） iButton的測溫精度在0.1℃以內(nèi)，且讀數(shù)穩(wěn)定，測溫周期可自行設(shè)定，適用于對鉆孔某一深度進行長期監(jiān)測，但其在野外條件下的耐久性還有待研究。其理論抗壓能力為3ATM，僅適用于較淺區(qū)域的定點監(jiān)測，對較深區(qū)域進行監(jiān)測需增設(shè)保護套。

根據(jù)4種溫度監(jiān)測傳感器的特性，綜合利用多種溫度監(jiān)測傳感器，制定出一套較為完善的野外監(jiān)測方案，對不同深度下的地溫進行了更為精確的監(jiān)測。通過分析已獲取的南京市鉆孔地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)，總結(jié)出南京地區(qū)淺層地溫在垂向上的大體分布規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)其分布在空間上具有差異性，淺地表地溫與地表覆蓋層、大氣及太陽輻射有關(guān)，深部地溫受地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件等因素控制。