天津地区雾迷山组热储数值模拟研究

以天津地区雾迷山组热储为例,利用TOUGH2.0数值模拟软件建立了地热流体的数值模型,并利用2014年11月至2015年10月的水位动态资料进行了模型的验证,达到较为理想的拟合结果。在此基础上,对天津地区雾迷山组热储压力场变化趋势进行了预测,在保持现有开采方式的条件下,三个方案年均水位降幅压力分别为0.038MPa、0.042 MPa、0.023 MPa。说明了地热资源开发利用可采热流体资源量的大小,与实际开采量的大小关系不大,与回灌量的大小有更为直观的联系。所以要想增大热储层流体开采量,必须先解决热储层回灌问题。     

雄安新区容城地热田碳酸盐岩热储采灌数值模拟

采灌均衡是水热型地热资源可持续开发利用的有效模式。为了模拟不同采灌情景下热储的温度与压力响应,为地热资源可持续开发提供理论支撑,本文采用数值模拟技术建立了雄安新区容城地热田蓟县系碳酸盐岩热储的数学模型。首先利用COMSOL软件对300 km²区域内已有地热井的开采数据进行了数值模拟,模拟结果与监测数据吻合较好。然后在此基础上,对单井开采模式下蓟县系热储未来50 a内温度场和压力场变化趋势进行了预测;并针对热储水位下降趋势制定了回灌方案,分析了不同井间距对热储温度场和压力场的影响程度。结果表明：无回灌开采模式下,在40 a左右,水位埋深降低至150 m,每年水位下降约1.13 m;采用“一采一灌”方案的对井系统,在井间距分别为600、800和1 000 m 3种情况下,增大井间距虽然减少了布置的对井数量,但是延长了热突破时间,增加了开采量,从而可以开采更多的热量。在实际工程中应通过数值模拟方法优化对井间距,保证开采量的增加同时延长热突破时间,以开采更多的热量。     

靖安水源地地下水流模拟与预测

地下水数值模拟是地下水资源评价的重要方法之一。应用GMS软件建立靖安水源地的地下水流数值模型,利用该模型对设计的不同开采方案进行模拟,预测降水保证率95%条件下各方案开采20年后的地下水流场变化及水位变化情况。结果表明,当水源地总开采量为10万m3/d时,地下水流场能够达到稳定状态,中心水位降深较小,不会对生态环境造成明显影响。     

沧州地区地热资源开发利用探讨

沧州地区地热资源丰富,开采利用地热资源在该区的经济建设中占据着重要地位。介绍了该地区热储层概况及地热异常区划分、地热资源开发现状、地热井分布利用情况、存在的问题及发展前景。并在此基础上对利用地热资源的情况进行了探讨,提出遵循开发与保护并重的原则,制定科学的地热开发资源规划方案,优化地热井布局,并以市场为导向,大力发展供暖、洗浴、游泳、特色养殖、等区域地热资源合理开发的一些设想与建议。     

GMS在双城市城区地下水资源评价中的应用

根据双城市水文地质条件建立了概念模型,应用GMS软件建立了研究区地质结构模型及地下水数值模拟模型。考虑自然条件以及开采量的影响,设计6种方案对研究区地下水流进行预报,结果显示以设计开采量对水源地进行开采,水源地投产10年后最大中心水位降深不会超过最大允许降深。     

鲁北坳陷区地热资源开发利用关键性问题研究

鲁北坳陷区地热资源丰富,但由于缺乏有效补给来源,长期过量开采将会引起水位持续下降、地热沉降等地质环境问题。本文在总结区内地热资源开发利用现状的基础上,系统研究了最大允许水位降深、合理布井井距、尾水回灌等影响地热资源合理开发利用的关键性问题。可以看出,在以消耗静储量为主的沉积盆地型地热田,通过科学规划,可以实现地热资源的可持续开发利用,为生态文明建设和发展绿色低碳经济提供动力。     

深部地热水多开采井联合运行模式优化

深部地热水作为一种清洁低碳的可再生能源,对促进实现“双碳”目标具有重要意义,但其不合理开采将导致水量减少、水位下降、工程效益低等一系列问题。以河南开封市城区已有的地热井勘探资料为基础,构建表征地热水运移的水文地质模型及对应的数学模型,利用Galerkin有限单元法对模型进行识别与验证。针对现有地热井单独运行、按需开采的弊端,围绕开封市城区主采的埋深1 200～1 400 m热储层,以水位降深最小、井间干扰最小、运行费用最低为目标函数,以水位降深、供需平衡为约束条件,建立地热水开采井运行模式优化模型。为提高收敛的准确性和结果可靠性,引入Pareto-灰狼算法求解模型并用TOPSIS理论对结果进行排序。研究表明：优化后剖分节点水位降深之和减少70.3%,地热井之间水位降深影响值之和减少10.83%,分区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水位降深分别减少12.85%、28.14%、43.77%,-80和-90 m水位等值线包围的降落漏斗面积分别降低15.5%和28.7%,地热井运行总费用降低28.7%。研究成果通过构建优化模型和引入改进算法,为地热水合理开发提供科学依据,优化地热水开采井的运行模式,不仅可以减少水资...     

蒙城县农村供水水源安全评价与优化配置

受区域水资源条件的限制,蒙城县城镇供水以及农村生活饮水,基本都依赖不同深度、不同层位的孔隙承压水。以蒙城县南部地区为研究区,经管理分区和管理时段划分后,以水位降深、开采量等为约束条件,建立响应矩阵与地下水流数值模拟模型相耦合的优化配置模型,并获得不同管理时段内的配置开采量。研究表明,按照现状规划设计开采,各乡镇供水基本安全。研究结果对保护区域地下水资源与水环境、保障蒙城县农村供水安全具有现实意义。     

基于Modflow软件的德州市城区馆陶组热储数值模拟研究

德州市位于山东省西北部,区内地热资源丰富,城区已有地热井75眼,地热资源大量开发,对地热资源的管理提出了新的要求,本文以德州市城区为研究区,充分收集资料,采用Modflow软件建立德州市城区馆陶组热储模型,对馆陶组热储的埋藏分布规律及城区地热田的地热水储量进行计算评价,将馆陶组热储概化为平面上无限延伸且顶、底板为隔水层的均质含水层。采用非稳定流抽水试验求取的水文地质参数对模型进行识别,利用两眼长期监测孔的水位动态观测数据及历年来地热资源的开采情况对模型进行校正。校正过程中发现与热储砂岩互层分布的泥岩压密释水是热储地热水的主要来源之一。以地热水水位降幅2 m/a为限制条件,德城区馆陶组热储地热水的允许开采量为532万m~3/a。     

河南中原乙烯矿区地热资源开发利用状况探讨

地热、矿泉水是宝贵的矿产资源,对缓解能源紧张问题、发展循环经济有重要意义。本文以河南中原乙烯矿区为研究对象,通过对矿区地热资源赋存及开采现状进行分析,提出应从开采量、开采方式、建设规模、服务年限等方面编制开发利用方案,同时在开采过程中提出应特别注重安全生产和环境保护工作。在实际开采过程中应提高地热资源利用率,加强地热资源的综合利用,严禁超强度开采,盲目扩大开采量;应加强地热水开采的管理,健全保护制度,专水专用,合理开发,严禁滥采滥用。在开采中对井的水位,水温,水量进行长期的动态观测,建立地热水专门档案或数据库,进一步研究地热水的变化规律,以保证长期稳定开采。让清洁、高效的地热资源源源不断的为人类服务。     

苏北沿海三市三维地下水流数值模拟

20世纪80年代以来,苏北沿海三市（连云港、盐城和南通）地下水过量开采导致部分地区水位持续大幅下降,引发地面沉降、水质咸化等问题。本文基于研究区大量地质、水文地质资料,以及2005—2013年地下水开采和水位观测数据,经过模型识别、验证,建立了能刻画苏北沿海三市地下水流场演化的三维非均质各向异性地下水流数值模型,模拟了研究区2005—2013年开采量由约2.03亿m³逐渐减少到1.56亿m³条件下深部地下水系统流场（包括第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ承压含水层）的动态演化过程。结果表明,各观测孔的水位实测值与模拟值吻合良好,水位及水均衡模拟结果显示各含水层水位下降得到有效控制,但是该区域地下水仍处于超采状态。为进一步控制水位下降,防治咸水扩散、地面沉降等地质环境灾害,模型预测并比较了现状开采和限制开采2种不同开采方案下2014—2020年苏北沿海三市深层地下水流场的变化趋势。预报结果显示,2种开采方案下,各含水层水位下降速率均减小,尤其是限制开采方案下,第Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ承压含水层的区域水位平均下降速率依次为0.15、0.16和0.15 m/a,分别比模拟期减小了46.43%、65.21%和48.28%,在开采强度降至最低的条件下储存量变化速率仍为负值,说明需要进一步加强地下水限制开采的力度。     

灰色系统GM（1,1）模型在地下热水水位预测中的应用－以河北省廊坊市为例

近年来,地热资源作为一种绿色清洁能源越来越受到国家重视,开采利用的规模也越来越大。如何对地下热水水位的变化趋势进行准确预测,为政府决策提供技术依据显得尤为重要。由于水位监测数据有限,尝试采用灰色系统GM(1,1)模型,对廊坊市不同热储层地热井的地下热水水位进行了预测。通过对原始数据进行"一次累加,均值处理,构建预测模型,得出时间响应函数,求解预测值"等计算过程处理,结果显示预测值与实际值基本吻合,这也验证了采用灰色系统GM(1,1)模型对廊坊市地下热水水位进行预测具有良好的效果。模型预测结果表明廊坊市地下热水水位呈逐年下降趋势,建议政府采取"推广地热资源的梯级利用,限制开采量、采补结合"等措施,合理开发利用地热资源,遏制地下热水水位不断下降的趋势,使地热资源得到可持续利用。     

酒泉钢铁公司地下水源地数值模拟及水位预报

依据实际勘察资料,在全面阐述供水水源地水文地质条件及开采状况,进行地下水均衡计算的基础上,建立了勘察区地下水二维流水量数学模拟模型,重点以酒钢近期和远期对地下水资源的需求量2个开采方案为依据,利用模型对未来水源地地下水位的变化趋势和特征进行了预测预报。结果表明,各水源地总计按近期27.648万m3/d开采至2030年,开采区最大水位降深小于设计允许降深12m,并均已形成稳定的降落漏斗,由此引起的泉水溢出量减少对酒泉西盆地生态环境基本无影响,对现有的其它水源地影响甚微。而各水源地总计按远期34.56万m3/d开采至2030年,北大河、嘉峪关水源地开采井降深小于设计允许降深,自2011年降落漏斗已基本稳定,但黑山湖水源地开采降落漏斗中心最大水位降深分别为17.22m和23.60m,远大于设计允许降深,并且地下水位持续下降,降落漏斗不断扩大并与北大河、嘉峪关水源地降落漏斗相连形成区域性大降落漏斗,由此引起的水位降幅将使现有的泉水大量衰减直至完全消失,对下游生态环境将产生巨大的负面影响。为实现水资源的永续利用和酒钢经济的可持续发展,酒泉公司未来必须实施开源与节流并具的用水战略。     

灰色系统GM（1，1）模型在天津地下热水水位预测中的应用

天津是我国开发利用地热资源较早的城市之一,二十世纪九十年代开始大规模的将地热资源应用于供暖、洗浴、养殖等方面。但随着地热资源开采规模的不断扩大,地下热水的水位正在逐年下降。通过整理和分析以往的动态监测资料,介绍了天津地区地热地质条件,总结了天津地区地下热水水位动态变化的基本特征,并利用灰色系统GM（1,1）模型对地下热水的未来水位变化趋势进行了预测,提出GM（1,1）模型在地下热水水位短期预测中的优势和应用前景。     

阿克苏地区地下水资源与水盐调控分析

根据水和盐分运移平面模型和剖面模型运行结果，确定该区形成盐碱化的潜水水位的临界深度为2．2m。根据地下水位的理深和形成盐碱化的程度，划分出六个区域。在可能导致盐碱化加剧的区域采用以开采地下水为主，以降低地下水位；在有可能出现盐碱化地区，以采用地表水和地下水相结合的灌溉方式；在地下水位埋藏较深(＞5m)的地区，以地表水灌溉为主。从控制盐碱化和保证农业可持续发展出发，以环境、经济、技术和水动力条件为约束条件，以最大限度利用水资源为目标，建立了该区地表水和地下水联合调度的优化模型，确定出各区地下水的最优开采量和地表水的合理引水量，制定出保汪农业可持续发展条件下，水资源最优开发方案。     

地下水开采下的植被生态风险评价——以鄂尔多斯乌兰淖地区为例

当地下水开采引起地下水位埋深超过当地原生植被的适宜水位时就会诱发植被生态风险,对植被生态风险进行定量评价可以为保护生态环境和地下水资源可持续开采提供指导.以鄂尔多斯乌兰淖水源地为例,以大量的现状植被样方调查和水文地质调查成果为基础,选取高斯模型(基于植被数量生态学的生态关系模型)回归分析方法对乌兰淖水源地的地下水位埋深和植被数据进行分析,得到植被多度同地下水位埋深的数学模型并确定乌兰淖地区适宜生态水位,在此基础上建立以地下水位埋深为变量的植被生态风险评价指标.建立研究区地下水流数值模型对拟选开采方案开采时段的流场进行预报,依据未来开采条件下地下水位的变化程度,对植被生态风险进行计算并分区.从评价结果来看,乌兰淖地区在规划开采条件下植被生态安全区和低风险区占70%以上,对于高中风险区依据各种植被的适宜生态水位提出保护建议.     

第二松花江干流傍河开采潜力评价

在第二松花江傍河开采适宜性评价的基础上,根据研究区的地质和水文地质条件,建立了水文地质概念模型及相应的数学模型,建立了基于Visual MODFlow的地下水流数值模型;以地下水水位降深不大于含水砂层厚度的1/3为准则,通过使预测流场与允许降深条件下的流场尽量接近,给出了第二松花江干流傍河开采条件下的地下水允许开采量。结果表明:现状年条件下区域地下水资源开采强度较小,而傍河开采条件下各适宜区地下水开采潜力巨大,在多年平均降水保证率条件下,地下水允许开采量可达140×104 m3/d;适度规模傍河开采可引起地表水与地下水转化关系的变化,但不会对河流生态功能产生不利影响。     

河南省地热资源开发利用现状评价

基于河南省地热资源特点及其开发利用现状的基础上,分析总结了河南省各种类型地热水的开采情况。首先应用已采量与可采量的比值作为评价标准将地热水的开发利用程度为五类,评价了整个河南省新生界地热水、基岩地热水、温泉水的开发利用情况以及各地市城区的地热开采情况,提出河南省应积极地推广地热资源利用,对开采过热的地区要注意防止地热水位下降过快,对开采一般的地区要注意适度开发,对其他地区要结合自身实际鼓励开发。     

黑龙江宝清露天煤矿首采区多层含水层地下水数值模拟

露天煤矿开采的矿坑排水量和水位降深是决定煤矿首采时间的关键问题。利用GMS软件建立了黑龙江省东部宝清露天煤矿首采区三层含水层和两层弱透水层组成的地下水渗流数值模拟模型,再利用实测资料对所建立的模型进行了参数识别和模型验证。在综合考虑经济效益和降水效果的条件下,再利用该模型对不同方案下地下水流场的变化进行了预测,据此提出了露天煤矿首采区最优的布井方案（86眼降水井）及相应的开采量（95 718.84 m^3/d）,预测了首采区地下水位的下降过程（平均下降速度为0.17 m/d）。     

新民市垃圾场渗滤液对拟建柳河水源地影响的预测分析

为预测新民市垃圾场渗滤液对拟建柳河水源地的影响,建立研究区域地下水的水流模型和溶质运移模型.采用 feflow 软件利用校正后的模型分两种取水方案预测了水源地开采 20 年后垃圾场渗滤液对拟建水源地的影响,并据此预测提出了合理的取水方案.