大地热流是地热勘探和构造解析关键地质参数。目前对于热流的分布特征研究仍不充分,且存在较多学术争议,进一步研究科学意义重大。基于热传递方程的数值模拟,结合实际测温曲线的对比分析,深入研究了热流在垂向上的变化规律、大地热流和地温梯度的关系。结论如下:(1)热流在垂向上由深至浅的变化可近似为一个常数,考虑热对流和放射性生热后,是一条向上缓慢增加的,比较稳定的曲线;在地质条件相近时,高地温梯度对应低的大地热流,而低地温梯度对应高热流;(2)一个地区的大地热流,取决于浅层最低热导率-地热盖层的性质;(3)传统观点中高地温梯度必然对应高大地热流的结论需重新审视。指出了目前获得的大地热流在垂向上剧烈变化的原因,并给出了使用迭代法的解决方案;今后地热勘探应以寻找具有高地温梯度的低大地热流地区为主。研究成果将有助于重新认识热流及大地热流,把握热流在纵、横向的变化规律,以及提高大地热流计算精度。