与传统的地面交通方式相比,地下交通（以地铁为核心）因其便捷高效、安全舒适和整洁卫生的条件越来越受到青睐。但地铁隧道由于电气、环控等设备的长期运行以及人员的散热,会在隧道内产生大量的热量,使得地下空间内的温度每时每刻比周围土壤温度高,一年四季均向周围土壤散热,即会导致土壤温度持续升高,形成长期持续的热污染。与大气热污染和水体热污染相比,土壤热污染的隐蔽性使其易被忽视。本文首先以地铁隧道空间为研究对象,根据地铁列车、空调系统、人员密度与辅助设备等的散热,以及列车发车频次,确定地铁隧道内热源的强度,并对其进行理论计算。通过搭建地铁隧道无热干扰模型,预测在一定运行条件下,地铁隧道废热在围岩中的热扩散强度、扩散半径及其长时段下随时间变化的规律。利用隧道现场布置的隧道空气温度实时监测测点对模型进行验证,结果显示,冬季隧道空气温度的实测值与模拟值的平均相对误差为2.21%,夏季隧道空气温度的实测值与模拟值的平均相对误差为2.82%,所有的相对误差均小于5%。说明该模拟系统可满足工程研究的需求。利用TRNSYS软件分析地铁隧道在内部无热干扰的情况下的长期热污染规律,得出结论,随着地铁系统运营年限的增加,隧道空气温度的涨幅逐渐减小。这是因为地铁刚开始运营,隧道围岩土体的温度较低,会吸收隧道内的余热,导致围岩温度升高。围岩也会与隧道空气侧进行对流换热,因此隧道空气的温度也会升高。之后隧道围岩侧与隧道空气侧的换热趋于平衡,围岩土体的吸热能力下降,反作用于隧道空气侧的热量也减少,隧道空气温度变化较小。地铁运营前十年,隧道空气温度升高了4.52℃,围岩表面温度提高了3.23℃;地铁运营近期的十年,隧道空气温度升高了2.89℃,围岩表面温度提高了0.37℃;地铁运营远期的十年,隧道空气温度升高了2.78℃,围岩表面温度提高了0.31℃。距围岩表面不同深度的温度在地铁系统运营30年间都呈现上升趋势,距围岩表面越近,地铁运营前期受影响大,地铁运营后期受影响小。距离围岩表面越远的地方,因为热量长期的持续扩散,随着地铁系统长期运营,温升会变大。在地铁隧道无热干扰综合传热模型的基础上,考虑隧道附加毛细管换热器带来的热干扰,结合毛细管换热器换热量、隧道热流密度、系统运行时间等影响因素建立介入式地铁源热泵系统传热模型。结合已建成的示范工程试验台的现场实测,对模型进行验证,结果显示,地铁源热泵机组用户侧的供回水温度的实测值与模拟值的相对误差都在10%以内,机组COP实测值与模拟值的相对误差平均值为6.67%,该模拟系统精度较高,可靠性较好,可应用于下一步的长期运行分析。利用TRNSYS完成介入式地铁源热泵系统全年（冬季、夏季、过渡季）运行的逐时模拟,得到全年的隧道空气逐时温度。进而分析长期运行下的隧道温度变化规律,探究采用介入式人工热干扰治理手段后土壤热污染的变化规律及差异。地铁运营前十年,隧道空气温度升高了2.34℃;地铁运营近期的十年,隧道空气温度升高了2.6℃;地铁运营远期的十年,隧道空气温度升高了2.26℃。地铁隧道附加毛细管换热器后,由于系统的反季节蓄热特性,比较隧道无热干扰的工况,夏季隧道温度明显升高,冬季隧道温度显著降低,全年平均温度有小幅降低。隧道热污染程度也有大幅改善,可以看出,敷设毛细管换热器对地铁隧道热污染的治理以及废热的综合利用都有着显著的效果。本文提出地铁隧道热污染定义,并给出不同污染程度的分级标准。当采取不同方式治理隧道热污染时,可通过分析隧道热污染程度,对比热污染治理效果,为后续合理有效地解决地铁隧道热污染提供理论基础。