在常规的U型管地热开采工程中,采热管跨越地下水渗流地层,其采热效率会受到不同程度的影响。宁夏平原青铜峡库区地热储层地下水充沛,因施工、采热、基建等因素导致地下水渗流现象普遍且复杂,地热储层孔隙率有着复杂的时空非线性演化特性。为此,提出了地应力、热传导效应及地下水压力耦合效应下的U型管地热开采模型,并采用有限元方法求解强地下水渗流特性下地热开采效率、地热储层温度及地下水压力的时空演化规律。结果表明,数值模型计算结果与实地地热开采数据吻合较好;不同地下水渗流方向对地热开采的影响显著,由下至上的地下水渗流方向对地热开采最有利;不同地热储层孔隙率对地热开采也有着较为明显的影响。对于地下水由地下向地表渗流的工况来说,更大的地热储层孔隙率有着较好的采热效率;而对于其他地下水渗流方向,更小的地热储层孔隙率更有益于地热开采。研究成果将为宁夏平原强地下水渗流背景下的地热开采提供重要的理论参考依据。