不同测试条件下岩土体热导率对比分析研究

岩土热导率是浅层地热能开发利用评价的重要参数,依据实际工程案例中的测试孔开展了实验室测试和现场热响应测试,对取得的岩土体热导率进行了对比分析。结果显示,在第四系松散沉积物中,岩土热导率与天然含水率、孔隙比呈负相关;岩土平均热导率在大功率（9 kW）条件下比小功率（6 kW）大;同一测试孔,实验室与现场热响应测试取得的岩土体热导值存在差异,实际工程应根据不同参数需求和应用场景,选择合适的测试方法。     

华北平原主要城市浅层岩土综合导热能力研究——基于现场热响应试验分析

现场热响应试验方法可以获得换热深度内岩土体热物性参数的平均值,能够较真实地模拟地源热泵的实际运行情况,在地源热泵工程勘查设计阶段得到了广泛的应用。本文基于华北平原89个钻孔的热响应试验数据,对地表以下200 m深度内岩土体的综合导热能力进行分析,并对影响综合热导率的因素进行了探讨。结果表明,华北地区综合热导率大部分处于1.50～2.16 W/(m·K)之间(25%<累积概率<75%)。在富水性较好、岩石颗粒粗、地下水径流速度较快的区域,地埋管换热器的换热效果明显高于富水性差、岩石颗粒细、地下水径流速度慢的地区。地层岩性、含水率特征和地下水径流条件是影响岩土体综合热导率的主要因素。其中200m深度以内不同地区岩土体的岩性组成各不相同、地下水位埋深不同,是造成综合热导率差异的重要影响因素,地下水径流对岩土体的综合导热能力有促进作用。用无量纲Peclet值(Pe)判断地下水流动对换热过程影响的大小,在0.28相似文献   

砂岩热储回灌对储层影响评价——以鲁西北坳陷地热区为例

地热流体经供暖利用后尾水温度降低,经过滤、排气处理后的尾水中仍含有不同粒径的悬浮物、气体,因此回灌不可避免的会对储层造成负面影响,如堵塞储层导致回灌量衰减、热储温度降低甚至产生热突破等,这严重阻碍了地热回灌的长期可持续运行。评价回灌对储层的影响,对下一步全面推进、科学回灌及合理可持续开发利用、保护地热资源具有重要意义。本文以近几年鲁西北坳陷区开展的馆陶组热储回灌试验为基础,设立了一套评价指标,即用回灌前、后水质的变化率评价回灌对热储流体的影响,温度的变化率评价回灌对热储温度的影响,单位涌水量变化率、渗透系数的比值和单位回灌量比值评价回灌堵塞程度并确定了分级标准。评价结果表明,回灌不会改变储层流体的化学类型;回灌堵塞主要发生在回灌井周围,相比回灌前,回灌后回灌井的单位涌水量降低14.3%～59.0%、渗透系数为原来的41%～86%,末期单位回灌量为初期回灌量的51%～92%,回灌堵塞程度为轻度到严重。采灌井距180～500m,历经一个供暖季回灌对热储温度的影响较小,但回灌导致回灌井周边热储温度明显降低,历经一个非回灌期224d,从35. 7℃恢复到40. 53℃,恢复速率为0. 036～0. 022℃/d,还需658d才能恢复到原热储温度(55℃)。本区热储水位仍呈下降趋势,但回灌可延缓热储水位的下降速度。     

基于能量桩现场试验的土体综合热导率系数研究

能量桩技术兼具支撑上部荷载和浅层地热能换热器双重功能;作为一种节能减排技术,近年来在国内外获得了一定的发展。然而,目前简单套用基于传统地埋管换热器获得的土体综合热导率系数,无法准确计算能量桩换热效率。依托河南理工大学某低承台3×3能量桩群桩工程应用,开展基于能量桩的土体综合热导率系数测试现场试验和数值模拟研究,分析加热时长、加热功率、流速及桩长等因素对土体综合热导率系数的影响规律,继而探讨能量桩在群桩中的布置形式对土体综合热导率系数的影响规律。研究结果表明,基于传统地源热泵测试所发展起来的土体综合热导率系数线热源分析方法,并不适用于分析基于能量桩现场实测所获得的相关数据;有必要推导一套考虑桩径影响的、适用于能量桩的土体综合热导率系数测试与计算分析方法。     

运用H、O同位素资料分析地下热水的补给来源——以鲁西北阳谷-齐河凸起为例

通过对阳谷-齐河凸起地下热水的化学成分、同位素及其地热地质条件的分析,对这一地区的地下热水的补给来源进行了研究。本区地下热水的δD为-65‰～-80.67‰,δ18O为-9.2‰～-10.2‰,均分布在全球雨水线的附近,说明该区地下热水主要为大气降水成因。济南北地热田地下热水的补给高程为256m,此范围大致相当于济南南部山区及其以南的泰山北麓;聊城东地热田地下热水的补给高程为411m,此范围大致相当于泰山山脉及其周边的中山区。聊城东地热田地下热水的2H过量参数d明显低于济南北地热田,说明聊城东地热田地下热水的补给区比后者更远。     

运用H、O同位素资料分析地下热水的补给来源——以鲁西北阳谷-齐河凸起为例

通过对阳谷-齐河凸起地下热水的化学成分、同位素及其地热地质条件的分析,对这一地区的地下热水的补给来源进行了研究。本区地下热水的δD为-65‰～-80.67‰,δ18O为-9.2‰～-10.2‰,均分布在全球雨水线的附近,说明该区地下热水主要为大气降水成因。济南北地热田地下热水的补给高程为256m,此范围大致相当于济南南部山区及其以南的泰山北麓;聊城东地热田地下热水的补给高程为411m,此范围大致相当于泰山山脉及其周边的中山区。聊城东地热田地下热水的2H过量参数d明显低于济南北地热田,说明聊城东地热田地下热水的补给区比后者更远。     

金属活动态测量在冲积平原覆盖区隐伏矿的试验研究——以安徽无为龙潭头硫铁矿为例

随着出露区矿产资源的日益枯竭,覆盖区已逐渐成为矿产勘查的重点。传统化探方法难以在覆盖区发挥作用,而金属活动态测量法可以提取与深部隐伏矿体有关的矿化信息。该方法在冲积平原覆盖区还缺乏相关研究。以安徽无为龙潭头隐伏硫铁矿为例,开展土壤全量和金属活动态测量的试验研究。结果显示:土壤全量测量在隐伏矿体上方无异常显示。金属活动态测量中,Cu和S元素的水溶态,Fe元素的铁锰氧化物态和吸附态均呈现出高异常值,异常衬度达到2及以上。其中S元素的水溶态异常最明显,含量峰值达14.8×10^-9,背景值为4.81×10^-9,异常衬度3.08。其次,Cu元素的有机态和S元素的铁锰氧化物态呈现较高异常,异常衬度1.5以上。金属活动态测量提取的异常均位于隐伏矿体上方,且与赋矿主断裂空间关系密切。本次试验研究表明,金属活动态测量可以有效提取与龙潭头隐伏矿床有关的地球化学异常,该方法在冲积平原覆盖区应当有着较好的应用前景,但仍需要更进一步地研究,以建立相应的方法技术流程与标准。     

黔西北铅锌矿勘查技术方法试验与找矿模型构建——以猪拱塘铅锌矿为例

猪拱塘铅锌矿区位于扬子准地台西南缘、垭都-蟒硐断裂带北西端。本文在总结矿床地质特征的基础上,开展地物化遥勘查技术方法试验,结合找矿标志建立找矿模型。研究认为,沿断裂构造带分布的遥感信息异常多与铅锌矿化有关,音频大地电磁（AMT）测量圈定的低阻区域反映了铅锌矿体空间展布特征,金属活动态剖面以及有机烃异常与控矿断裂具有良好的对应性。归纳了地层岩性、构造、围岩蚀变、遥感蚀变信息、物探及化探等找矿标志,初步构建了找矿模型：成矿规律研究查明主控因素、预测找矿方向-遥感解译厘定构造格架,确定成矿远景区-化探异常结合成矿地质条件分析圈定找矿靶区-AMT等物探方法定位矿致异常空间位置-钻探工程验证圈定矿体。将该模型应用于猪拱塘外围找矿勘查,指导钻孔布设,于深部揭露铅锌矿体。     

地下水水源地系统研究——以黄河禹门口冲积扇(东侧)水源地为例

对于一个具体的水源地应当如何保护?保护范围究竟多大?人们往往有不同的理解。本文提出建立地下水系统模型,来定量地研究水源地保护的范围。文章以黄河禹门口冲积扇(东侧)水源地为例,阐述用线性系统理论来确定水源地保护区范围的方法。     

基于水化学同位素技术的地热储层成因模式对比分析——以鲁西北埕宁隆起区为例

埕宁隆起区是我国重要的地热资源富集地区之一,了解地热田的成因模式对于地热资源的可持续开发利用具有重要意义。采用水化学同位素手段,对埕宁隆起区馆陶组砂岩热储和寒武−奥陶系岩溶热储成因进行对比分析,结果表明：砂岩热储地热水是地质历史时期的大气降水入渗补给的产物,为侧向径流补给水,而岩溶热储地热水不是直接来源于大气降水的就近入渗补给,而是经过较长距离的径流过程,具有明显的氢氧漂移现象。两套热储地热水补给高程、热储温度及热水循环深度分别为459 m和557 m、66 ℃和72 ℃、1 420 m和1 795 m。此外,研究成果还揭示埕宁隆起区地热水补给区位于泰山地区,其地热系统热源为地壳深部及少部分上地幔传导热流。     

GIS支持下的西北干旱区地下侧向径流量的计算研究 ——以新疆淖毛湖盆地为例

在总结研究区各断面地下水侧向径流量常规算法的基础上,通过分析已有钻孔、物探成果,结合研究区水文地质条件确定达西公式各计算参数沿断面的空间分布特征,生成计算断面参数栅格,并基于GIS采用栅格空间叠加分析计算各计算断面上的地下水侧向径流量,结果表明前人计算结果与栅格叠加分析法计算结果大体上一致,但也存在一定差异。常规的分段计算方法,常用一个参数来表征较大尺度断面,人为因素对计算结果影响较大,基于GIS的栅格叠加分析法充分考虑了各计算参数在二维空间上的各向异性,参数选取更符合实际,结果也更为可靠,计算值可直接耦合为地下水数值模型中的二类边界（定流量边界）,避免流量边界上的人为分配情况,提高模型计算精度。     

县域统筹城乡发展综合评价研究——以陕西省华阴市为例

县域是统筹城乡发展最为关键和迫切的地域单元。统筹城乡发展,须以区域经济社会发展进入一定阶段为前提,涉及城乡经济、社会、文化、基础设施等多个方面,构建统筹城乡发展评价体系具有明显的复杂性。在回顾总结已有测评研究和对统筹城乡发展进行再认识的基础上,构建了3个一级指标、18个二级指标组成的评价指标体系,据此对陕西省华阴市统筹城乡发展水平进行综合评判,提出了统筹城乡发展的对策建议。     

黄河中游三趾马红粘土的岩石学研究及古气候意义——以陕西府谷老高川三趾马红粘土剖面为例

将岩石学研究方法引入三趾马红粘土研究中,利用薄片系统观察、电镜扫描、Ｘ－射线衍射、粒度分析及化学分析手段,对红粘土的岩石学、微结构及形态学进行较为细致的研究。结果表明,各粘土层下部的沉淀层系成壤过程中钙质从上部土壤中淋滤并向下迁移再沉淀的结果。土壤中粘化层的光性定向粘粒及淀积铁质粘胶膜的发育程度受古气候及淋滤作用强度的控制。红粘土形成过程中主要为干旱、半干旱－半湿润气候的草原疏林环境,也有湿润气候的森林环境出现。府谷老高川三趾马红粘土剖面记录了四个大的气候旋回     

耕地质量地球化学综合等级划分研究——以贵阳市南明区为例

本文根据贵阳市南明区耕地质量地球化学调查评价结果,对南明区耕地质量地球化学进行综合等级划分研究。研究区行政面积209.34 km²,耕地调查评价面积为38.82 km²,调查评价区主要为南明区的永乐乡和小碧乡大部分区域,云关乡有少部分。耕地质量地球化学综合等级划分结果表明,南明区地球化学等级为一等的优质耕地面积为0.82万亩,所占比例为14.13%,二等良好耕地面积为1.06万亩,所占比例为18.14%,三等耕地面积为3.93万亩,所占比例为67.55%,四等耕地面积为0.01万亩,所占比例为0.17%,五等耕地面积占比为0%。全区耕地质量以中等以上为主,其中优质的耕地主要分布在小碧乡境内的小碧村、甘庄村和大地村,其次是在永乐乡水塘村、干井坡村和永乐村区域附近;耕地质量差等及以下等级的耕地占比极少。南明区属于一个城乡结合的县区,人多地少。农业部门可根据研究成果结合本地特色农作物进行农业种植发展规划,调整和优化农业种植结构,趋利避害、科学合理地利用耕地助力绿色经济的发展。     

开发中期阶段的煤炭资源综合评价研究——以兖州煤田为例

对处于开发中期阶段的煤炭资源评价进行研究,提出了建立开发中期煤炭资源综合评价体系的基本原则和思路。以此为基础,对兖州煤田3煤进行了评价,为兖州矿区的开发决策和可持续发展提供科学依据。     

环境影响二级模糊综合评价法的研究——以宋芳屯油田为例

本文在多级模糊评价的基础上,结合油田开发建设工程所涉及的具体情况,提出了与之相适合的环境影响综合评价的二级模糊综合评价法,并以宋芳屯油田为例,研究了二级评价中参评要素、各要素参评因子的划分及其隶属度函数的建立等一些基本问题.     

“幸福河”综合评价指标体系研究——以汉江湖北省域为例

从幸福河提出的背景和建设目标出发,结合新阶段水利高质量发展的六条实施路径,构建适用于幸福河的评价指标体系包括：防洪、水资源、水环境、水生态、水节约、水文化共6个准则层及30个具体指标。根据需求层次理论对评价区域分级,将“幸福”程度分为1～5星级。使用主客观赋权方法,综合幸福河指数和可持续发展指标,对湖北省县（市）区汉江幸福河进行评价。结果表明：22个地区大部分为3星级,上中游幸福程度高于下游,影响幸福程度主要因素是水污染和水资源总量减少。评价结果符合客观规律,可为湖北省幸福河的评价考核提供技术支撑。     

黄河下游流域土壤硒元素分布特征及影响因素研究——以山东省聊城茌平地区为例

以黄河下游流域的山东省聊城市茌平地区为典型研究区,开展农业生态地球化学调查评价工作,在0～20 cm表层土壤中共采集样品1222件,系统分析了土壤硒元素含量的空间分布特征,并初步探讨了硒元素影响因素。结果表明：茌平地区表层土壤硒元素的分布整体表现为中部、南部高,东高西低的特点,硒元素含量变幅为0.08～1.51 mg/kg,平均值为0.18 mg/kg,属于足硒状态,占整个调查研究区的54.16%。研究区土壤离子活动态硒含量与土壤有机质的含量相关性不明显,与土壤pH值关系密切,离子活动态硒含量在弱碱性条件下较多,生物有效性也更高,有利于农作物对硒元素的吸收。     

长时间尺度下自然资源动态综合区划理论与实践研究 ——以青藏高原为例

自然资源综合区划是自然资源统一管理与利用的基础,其动态变化是自然资源合理可持续利用的重要科学依据.由于青藏高原海拔高、气候寒冷,分布着除极地以外的最大冰川遗迹,极端的环境和气候对自然资源分布影响较大.选取含冰川积雪在内的14个指标,基于遥感和地理信息系统技术,采用K-means聚类算法对自然资源综合指数进行空间聚类,采...