新郑矿区钻孔地温特征及其受控机制

地温是影响煤炭开采的重要地质因素之一。通过对新郑矿区911钻孔稳态测温及理论分析表明,911孔位于新郑矿区主体构造滹沱背斜的轴部,具有高热流、高梯度的温度分布特征。钻孔的温度分布主要受构造起伏的影响和地下水垂向对流的控制双重作用。矿区构造起伏使来自地壳深部的热流重新分配并向背斜轴部集中,从而导致911孔出现高热流高梯度的温度特征;地下水的垂直对流运动使钻孔的温度分布进一步产生差异性。      

热流测量中垂向地下水运动干扰的校正方法

本文提出了一种地表热流测量中垂向地下水干扰的校正方法。并以江西萍乡和福建安溪的二个钻孔为例,说明了热流校正的具体过程。由于地下水对流传热的影响,垂向地下水渗透层内温度和热流随深度均呈指数分布。通过对钻孔测温数据的一维垂向Peclet数分析,可以确定渗透层内传导和对流热流分量以及热流的构成,从而得到未受地下水对流干扰的区域背景热流。这一方法不仅适用于渗透率结构均一的介质,也可用于水平层状介质。     

漳州热田温度场

漳州热田属对流型地热田,是我国东南沿海地区目前所见温度最高(90m深处121.5℃)的一个。温度场研究表明,热田中心区具有最高温度和最大的地温梯度,此乃漳州盆地的排泄区。在盆地补给区,由于岩体中的热量被冷的地下水“冲刷”带走,该区见到低地温和低的地温梯度。显然,漳州热田温度场与盆地地下水活动密切相关。在分析研究152个钻孔测温资料的基础上,本文着重讨论了地下水的垂向和水平运动对热田温度场的影响。     

地下水溶质迁移模拟研究进展

在地下水的相关研究中,农药和石油等地下水污染、土地盐碱化、海水入侵等诸多实际问题主要的研究方法都涉及地下水溶质迁移模拟. 相比地下水水流模拟的相对完善,对溶质迁移的模拟比较薄弱且迁移过程本身复杂性较高,目前地下水溶质迁移的研究工作还处在全面发展的阶段. 文中阐述了反映地下水溶质迁移机理和过程的数学模型,综述了溶质迁移模拟在地下水污染物防治、土地盐碱化、海水入侵、石油和放射性废物扩散等问题的诸多应用,归类了目前溶质迁移模拟所使用的对流迁移、对流-弥散模拟等主要数值方法,并对这些方法的优缺点和应用实例做了总结. 最后,分析了目前溶质迁移模拟中存在的不足,展望了未来在参数确定、裂隙介质运移机理和多相介质条件下运移模拟可能取得的突破.     

解地下水水质运移问题的新方法

地下水污染问题可用对流一弥散方程描述之。但对于以对流占优势的问题,数值法都出现一定的数值弥散和数值波动现象。多年来,国内外许多学者在消除数值弥散和数值波动方面作了很多努力,提出了各种各样的改进方法,但进展不太大。最近,S.P.Neumao提出了用改进的特征值法和有限单元法相结合解对流—弥散方程,效果很好。本文在Neumao研     

佳木斯市地下水水量水质模型

佳木斯市是一个以开采地下水为主要供水水源的城市.本文根据当地的水文地质条件,建立了佳木斯市的地下水的水量水质模型.用有限元法求解水量模型进行地下水资源评价.用特征有限元法求解水质模型进行地下水污染预测,该方法在求解对流一弥散方程时能有效地消除数值弥散和数值振荡,精度较高.为使该方法付诸实施,文中也提出了当利用特征有限元法求解时确定运动水质点所属单元的方法.     

山东烟台夹河中、下游地区海水入侵三维水质数值模拟研究

建立了三维变密度对流弥散水质数学模型来研究山东省烟台夹河中、下游地区咸淡水界面的运移规律。以四面体为基本离散单元 ,推导出三维海水入侵变密度水质模型求解的数值方法 ,其中水流方程求解时运用了迦辽金有限单元法。溶质运移方程求解时运用了欧拉拉格朗日混合方法 ,将对流项与弥散项分离 ,用传统迦辽金有限元方法求解弥散项 ;采用自适应MOC MMOC法求解对流项 ,以消除人工过量和数值弥散。根据地下水的潮汐效应观测信息 ,确定了含水系统的海底延伸边界 ;利用该地区地下水水头及水质长观资料识别了模型的水文地质参数 ,探讨了夹河地区海水入侵的原因 :认为夹河下游地区滨海地带地下水过量开采是造成烟台地区海水入侵的主要原因。此外 ,海水随潮定期地倒灌进入夹河 ,通过局部岩性天窗侵入淡水含水层加剧了沿夹河河床两侧地下水的咸化。同时还预测了几种情况下地下水的水质演化趋势 ,为防止和减轻夹河地区海水入侵提供合理、科学的依据。     

河南新郑龙湖地区地下水资源优化开采管理模型

本文运用响应矩阵法,建立了河南新郑龙湖地区地下水优化开采管理模型用单纯形法在计算机上求解得出供水水源地不同开采井的优化开采量,并进行了水位预报,效果甚好。     

地热驱动力:广东阳江新洲地热田驱动地热水运移的一种额外非重力作用的分析方法

Tóth总结提出的"嵌套式多级次水流系统",和张人权等学者归纳总结的重力驱动地下水流系统理论,是地下水运移的重要理论基础.地下水的流动可能受到重力势、压实势、构造挤压力共同作用.然而,在对流型水热系统中发现了地下水补给区位置低于排泄区的反常现象.由于温度升高导致地热水密度减小和压力增大,使得地热水的实际压力水头增大,是...     

地下水温度示踪理论与方法研究进展

对地下水温度示踪理论与方法的相关研究做了评述,介绍了当前地质体中温度场与渗流场耦合作用模型、数值模拟技术和渗流参数反演方法,并从温度示踪方法的两个主要应用领域:地表水与地下水交换和工程地下水渗漏探测(以堤坝为例),说明地下水温度示踪的应用研究.在地质体中温度场与渗流场耦合模型方面,裂隙介质、非饱和带、复杂边界条件和非D...     

一种寒区地温能高效换热器的研制

随着近年来地温能开发利用的不断发展,地源热泵系统关键部分的换热器的形式和种类也在增加。与此同时,在寒区地温能开发利用方面,由于传统换热器在结构设计及使用上的一些缺陷,使寒区地源热泵系统很难达到设计工作目标,急需研制一种适应寒区地温能采集的经济、高效的换热器。因此,根据寒区地质条件特点和对换热器的性能要求,研制了一种寒区地温能高效换热器。介绍了该换热器的结构形式、技术参数、安装应用等情况。     

改进的矿山地温类型划分

本文基于对地壳浅部地温场形成特征及控制因素的分析及对我国东部几十个矿区的地温测量和对若干典型热矿山的研究成果,提出改进的矿山地温类型划分,对原分类加以修订。新的划分系统分为两级,第一级为“类”,按矿区平均地温梯度值分为低地温(梯度)类、中常地温(梯度)类和高地温(梯度)类。第二级为“型”,按引起地温场显著变化的主要控制及致热因素,将低地温类型分为深源低热型、地下水循环冷却型;高地温类分为深源高热型、局部聚热型和附加热源型。这一新的划分基于广厚的资料基础,采取统一的划分原则,具有大的蓄容能力,较之原划分更符合我国矿山地温场的实际,因而对矿山地热研究实用意义更强。     

汾渭地堑地裂缝的控热现象及其机制分析

摘要：汾渭地堑断陷盆地内有些地裂缝具有明显的地热异常显示，地裂缝成为地温异常区和F^-、Na^ 、Sr^2 、CI^-、He、H2、Rn等化学成分的富集带。热源分析结果表明，这种现象与区内活跃的地热活动有关，深部热流上涌过程中的强物理作用对于地裂缝的控热作用产生了重要影响。地裂缝的控热作用对于巨厚第四系沉积的汾渭断陷盆地浅埋型热田的形成具有重要意义，是汾渭地堑地热资源勘查和远景预测中应予以重视的控热构造。     

砂岩储层孔隙保存的定量预测研究

对北方地区若干盆地的砂岩孔隙发育特征的研究表明,地温场、地质年代和盆地沉降方式对砂岩孔隙的演化和保存有制约作用。地温梯度每增加1℃,砂岩孔隙度平均减小约7%;在地温梯度2-4℃/100m范围内,有效储层的保存深度差异可达2500-3000m.地质年代每增加1Ma,砂岩孔隙度降低约0.018%-0.009%.地层超压可最大保存5%-7%的孔隙度。盆地沉降方式不同引起的孔隙保存量的差异为2%-5%,相应的有效孔隙保存深度的差值约1000m。     

江苏地温水温场特征及地热异常分布规律与控制条件探讨

江苏地温分布的一般规律是：坳陷区地温高于隆起区，坳陷区中次级正向构造高于负向构造，隆起区中则相反，此外，地温随深度加大而增高，全省的第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水层中，共划盼出热水异常３５个，按平面分布的重叠性归并为２１个地热异常，其中大部分可归纳为个异常带，扬子准地台区是本省地热异常的主要分布区。     

深埋长大隧道中地下水对地温异常的影响

高地温问题是深埋长大隧道的主要地质灾害问题之一。文中首先介绍了部分深埋长大隧道中高地温问题的工程实例和地温异常现象。并结合采矿工程实例，分析了地下水的流动是产生地温异常现象的根本原因。     

华北平原新生界盖层地温梯度图及其简要说明

本文报道新编比例尺为1:1500000的华北平原新生界盖层地温梯度图。该图以近4000口钻井的温度资料和对地温场控制因素的分析为基础,并结合地温场数学模拟计算结果编制而成。圈定全区地温梯度G>4℃/100m及大地热流q>62mw/m²的局部地热异常区44片,总面积为25000km²,为地热能勘探、开发远景规划提供了重要的科学依据。     

Forecasting vertical ground surface movement from shrinking/swelling soils with artificial neural networks

Artificial neural networks (ANNs) are used to estimate vertical ground surface movement when soils expand and contract due to changes in soil moisture content caused by changing climate conditions. Several counterpropagation ANN test cases were investigated to map climate data (i.e. temperature and rainfall) to vertical ground surface movement at field sites in Texas and Australia. Three of the four ANN test cases use a historical time series of climate data to forecast ground surface elevation relative to a specified datum. The fourth ANN test case predicts the rate of ground surface movement, and requires post‐processing of the predicted rates to calculate ground surface elevation relative to a specified datum. The counterpropagation network has demonstrated a successful mapping of temperature and rainfall data to vertical ground surface movement at a field site when it is trained with a subset of data from the same field site (test cases 1 and 2). The results of training an ANN on one field site and testing it on another field site (test cases 3 and 4) demonstrate the ability of the ANN to capture trends in vertical ground surface movement. When compared with the predictions from a physics‐based method (shrink test‐water content method) that requires measurements/estimates of changes in soil water content, the ANN‐based predictions (based on climatic changes) captured the trends in the field measurements of shrinking–swelling soil surface movements equally well. These findings are promising and merit further investigation with data from additional field sites. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

水库库岸滑坡的运动过程分析及初始涌浪计算

从地面运动和水下运动2个阶段对水库库岸滑坡的受力特征进行了分析, 用牛顿定律和运动学基本原理求解滑坡地面运动的加速度和速度, 且把地面运动的末状态作为水下运动的初始状态, 用流场阻力公式和粘滞力公式求解滑坡水下运动的时间与速度, 并运用动量定理对其初始涌浪高度进行了计算.以三峡库区新滩滑坡为例, 采用条分方法, 计算出各条块入水速度、水下运动的时间及其激起的涌浪高度值, 得出了地面运动过程中滑坡速度值先增后减及水下运动过程中滑坡速度与时间呈反正切型关系的规律, 并认为涌浪高度变化与条块的高度变化具有较强的关联性.      

边坡岩体浅层破坏的热应力效应研究

温度变化是影响边坡岩体风化并导致浅层破坏的一个重要因素。边坡岩体内的温度变化比较复杂, 且随地面温度的变化呈周期性的变化。温度的变化导致热应力的生成, 温度变化的周期性致使热应力具有交变性。在这种交变应力作用下, 边坡浅部岩体的破坏表现出疲劳特征。本文分析了边坡岩体中的温度场和热应力的分布特征以及边坡岩体疲劳破坏的机理及判据。