西安市浅层地温场特征及其影响因素分析

基于可靠的浅层地温测量数据,系统分析西安市浅层地温场的分布特征及其影响因素。分析得出:受区域构造的影响,位于断裂带附近的监测井地温梯度值均大于6℃/100m,其他区域监测井地温梯度值在1.5～2.0℃/100m之间,全区平均地表热流值为78.8 mw/m2,高于全球大地热流平均值(61.1mw/m2);区域地下水、岩土体岩性及结构也是浅层地温场分布的重要影响因素。     

近30年南京市浅层地温场变化规律研究

在收集南京市单一观测站点近50年气温资料和近30年浅层地温数据的基础上,对南京市地温变化趋势及其与气温变化的相关性进行了分析,对不同深度定时地温变化、日均地温伞年变化、地温日较差变化等进行了比较,同时也对地温变化对城市浅层土工程性质可能带来的影响进行了分析.结果表明:地温场与气温场变化规律基本一致,但存在一定的滞后现象;南京市月均地温变化规律基本相同,最高值出现在7,8月份,最低值出现在1,2月份;近30年来浅层地温场总体呈现上升趋势,其中地表上升最大值达2.8℃,0～20 cm土层温度变化幅度比较接近,上升最大值达2.0℃,40 cm处最大值达1.75℃;30年来地表最大温差高达84.5℃,40 cm深度最大地温差也超过27.5℃,因此多年地温变化对城市浅层土工程性质的影响不容忽视.     

南京市浅层地温场监测方案和地温分布特点研究

浅层地温能作为可再生能源,已经引起广泛关注。为了有效地监测南京市浅层地温场的时空演化,针对4种温度传感器：DTS、FBG、Pt100和iButton,通过野外和室内试验进行分析对比,从测温精度、适用范围、工作特性等方面展开研究。结合试验结果和目前的实际应用情况,总结出四种传感器在浅层地温场监测方面的优缺点和特性,并制定出一套较为完善的监测方案,为浅层地温场的长期时空监测提供参考：在所有钻孔中埋设分布式测温光纤,并根据地温钻孔的土层分布和所获取的地温分布数据,选取两个较为典型的地温钻孔布设FBG测温串;在所有钻孔点距地表5 cm处布设iButton,并使用Pt100监测地表以下25 m内的精确地温。根据已获得的监测数据,可总结出南京地区浅层地温在垂向上的大体分布规律,发现其分布在空间上具有差异性,浅地表地温与地表覆盖层、大气及太阳辐射有关,深部地温受地质构造和水文地质条件等因素控制。     

河北沽源、饶阳地区浅层地温场特征

通过在河北沽源和饶阳地区建立的40m深试验孔,进行了长期(＞1年)定时(1次/天)的浅层地温观测,分析研究了浅层地温场的特征,并确定了恒温层参数,沽源地区的恒温层深度约为24 m,温度约为5.6℃;饶阳地区的恒温层深度约为18 m,温度约为14.7℃.     

浅层地温场温度监测设备综述

温度监测设备是浅层地温场监测系统中与地温场唯一直接接触的设备,是地温场监测系统中最基础也是最重要的设备。温度监测设备的选型以及施工情况,决定着浅层地温场监测系统能否正常运行。本文对目前主流的3种温度监测设备从探头材质、测量范围、测量进度以及造价等方面,进行详细的分析对比,结合3种监测设备的优缺点及项目施工情况,对3种设备的适用范围进行了阐述:当监测孔较少的情况下(一般少于10眼监测孔)宜采用单线单探头的测温设备;当监测孔数量较多的情况下(一般多于10眼监测孔)宜采用单总线式数字测温设备;分布式光纤测温设备,比较适合浅层地温能实验应用。     

浅层地温场中热对流数值模拟

温度示踪的研究区域大多在地表浅层,浅层地温场主要受气象和水文影响。气温波动可用傅立叶级数精确表示,由此建立了在表层气温和垂向水流共同影响下的浅层地温场瞬态分析模型,用Laplace变换的方法得到其解析解,并用有限元模拟了垂向水流对浅层地温的影响。模拟结果表明：浅层地温有季节波动,在地下水补给区,气温波动振幅衰减速率明显减缓,表现为表层气温波动可以影响到更深的深度;在排泄区,温度波振幅衰减很快。另外,还模拟了水平集中渗漏带附近的瞬态温度场,发现由于热对流的传热能力远大于热传导,强渗漏带温度迅速与补给源温度相一致,温深剖面出现异常,温度异常带形成后,继而通过热传导改变较大范围内地质体热量分布。离低温补给源越近,地质体降温越快,温度改变越多;反之则越慢,温度改变越少。因此,由温深剖面的温度异常,可精确探查渗漏带位置。     

河南省城市浅层地温场特征及影响因素分析

本文在大量钻孔测温资料的基础上,系统分析了河南省城市浅层地温场分布特征,分析了不同地貌类型城市恒温带特征。全区地下水恒温带深度平均深度24.8m,温度一般15.5℃~17.5℃;冲积平原区松散层恒温带深度最浅、温度最高,内陆河谷盆地区松散层恒温带深度最深、温度最低。近山前地带基岩浅埋区,地温梯度低;沿深大断裂带和构造隆(凸)起区,地温梯度高;济源—商丘断裂的新乡—延津段、内黄凸起和通许凸起地温梯度高。通过分析地温增温率特征和地温恢复能力,得出颗粒越粗地温恢复能力K值较大,富水性越强、水力坡度越大K值越大。对影响浅层地温场的多种因素的系统研究表明,该区浅层地温场受城市、人类活动、地下水流场、地下水埋深、构造、地下水补给、排泄等因素影响明显。     

山西祁县隐伏岩体对是温场的影响

祁县隐伏岩体内外侧浅层地温和地下热储基温度存在着差异,说明生成于燕山期中期的隐伏偏碱性石英二长岩岩体仍存在着余热,并对地温场有着明显的影响,为本区低温地下热水的形成提供了热能。     

浅层地温场连续监测和高精度模拟时空误差研究

为探究浅层地温场的时空演化规律,综合使用多种温度传感器,获得了南京市3个钻孔0~100 m的连续高精度温度数据。采用不同精度的地层模型和上边界温度条件,开展了3个月时间尺度的地温数值模拟,分析了地温在模拟时间内时空变化规律和模拟精度。相对于平均热扩散系数,采用分层热扩散系数时提高了浅部0~4 m模拟温度的精度,降低误差为2%~4%;与高精度边界模拟结果相比,边界为日均温度时的模拟结果相差不大,而月均温度降低了0~5 m模拟温度的精度,增大误差为2%~3%,但对于均质地层影响深度较小。对于浅地表变温层处的地温模拟,在浅部0~5 m处使用分层热扩散系数,以日均温度作为边界条件能够在保证结果准确的前提下减少监测成本。文章也为南京市浅层地温长期预测和评价提供了参考。     

浅层测温在夏县南山底地热研究中的应用

地热是一种宝贵的矿产资源,具有极高的开发利用价值。地温是地热场的直接量度。它可以查明地热场的空间分布,圈定热异常范围、指导地热勘探并对地温异常作出评价。本文借助前人研究成果,汉夏县南山底地温场为例,探讨浅层测层方法的应用,剖析地热田开发利用前景。实践法若水文地球化学和其它物探方法配合使用,为提供深层热储信息,效果更好。     

Discussion on establishing monitoring networks for temperature fields of shallow thermal energy in Shandong,China

In the recent decade, the construction projects related to shallow geothermal energy engineering have undergone rapid development in Shandong Province. The predominant type of these developments and applications was heat exchange through buried tubes and the main targets were residential and office buildings. However, an overwhelming majority of the completed geothermal heat pump projects lacked monitoring devices so that they were unable to comprehensively reflect the background values for the geothermal fields within the province and few researches were conducted on their influence on the geological environment. In this paper, locations for monitoring shallow geothermal energy and their validity of the monitoring point deployment were studied in view of the development and application status as well as geological background conditions of various projects located in multiple cities providing data support for analyzing the fluctuation trend and influence of large-scale shallow geothermal energy applications on the shallow geothermal and the feasibility and parameter designs of newly built systems in Shandong Province in the future.     

Characteristics of shallow geothermal fields in major cities of Tibet Autonomous Region

Based on the project titled "Investigation and evaluation of shallow geothermal energy in major cities of Tibet Autonomous Region", the distribution characteristics and occurrence conditions of shallow geothermal fields in these cities were introduced in this paper. To this end, relevant data in Lhasa, Shigatse and Nyingchi Cities through vertical thermometry was a focus, so as to analyze groundwater temperature and the distribution law of strata with constant temperature. Then through comprehensive comparisons and analysis of the relationship between groundwater temperature and climate, differences in this aspect of Nagqu City were taken as a typical case to clarify formation of geothermal field and corresponding influence on groundwater temperature, furthermore providing basic data for rational development and utilization of shallow geothermal energy in Tibet Autonomous Region.     

Characteristics of shallow geothermal fields in major cities of Tibet Autonomous Region

Based on the project titled “Investigation and evaluation of shallow geothermal energy in major cities of Tibet Autonomous Region”, the distribution characteristics and occurrence conditions of shallow geothermal fields in these cities were introduced in this paper. To this end, relevant data in Lhasa, Shigatse and Nyingchi Cities through vertical thermometry was a focus, so as to analyze groundwater temperature and the distribution law of strata with constant temperature. Then through comprehensive comparisons and analysis of the relationship between groundwater temperature and climate, differences in this aspect of Nagqu City were taken as a typical case to clarify formation of geothermal field and corresponding influence on groundwater temperature, furthermore providing basic data for rational development and utilization of shallow geothermal energy in Tibet Autonomous Region.     

关中盆地浅层地热能赋存规律及资源量估算

通过野外地质调查及室内综合研究,分析了关中盆地浅层地热能的开发利用情况、赋存特征和形成模式,并对资源量进行了估算,总结了盆地不同地貌单元、不同岩性的岩土体热物性参数特征,计算了区域恒温带深度和浅层大地热流值。关中盆地地热能的形成模式主要为热传导型和热对流型: 热传导型地热资源主要分布于西安凹陷、固市凹陷等完整地质块体内; 热对流型地热资源主要分布于深大断裂直接沟通地表的区域以及断裂带周边区域。采用层次分析法对关中盆地浅层地热能进行适宜性分区,认为关中盆地整体属于地埋管地源热泵系统适宜区或较适宜区,地下水地源热泵系统适宜区和较适宜区主要分布在盆地中部漫滩区和阶地区。利用热储法,计算关中盆地浅层地热能热容量为1.38×10¹⁶ kJ/℃,浅层地热能储量巨大,开发利用前景优良。     

咸阳地热田钻孔温度测量及水动力系统

地热田温度场分析, 不仅为地热田类型划分和热源机理研究提供科学根据, 而且可以为确定地热田有利开采区域和深度提供直接依据。本文报道了咸阳地热田13口钻孔的系统(准)稳态测温数据, 对研究区温度的垂向分布特征做了初步分析, 并据此划分了地热田水动力系统。结果表明, 咸阳地热田属于以传导为主的沉积盆地型地热田, 地温梯度为26.2~40.1 ℃/km, 平均为32.4 ℃/km。然而, 与典型的传导型地热田相比, 咸阳地热田的地温场特征又存在特殊性, 表现为钻孔温度-深度曲线分段性明显: 浅部受地表水流动对温度场的影响, 地温曲线呈现出锯齿形波动; 钻孔中上部受地表水和深部水热活动影响较小, 温度曲线为传导性地热特征; 井孔中下部测温曲线明显"下凹", 揭示了地下水沿渭河断裂侧向补给的同时使地层温度降低; 井孔下部温度随深度异常增大, 表明存在异常压力流体封存箱。测温资料揭示了咸阳地热田水动力系统在垂向上存在多层结构: 浅部为垂向重力驱动型, 中上部为正常压实型, 中下部为侧向重力驱动型, 下部为封闭型。基于咸阳地热田水动力系统的多层结构, 建议将各系统赋存的地热资源分别进行规划和开发。     

地下水循环对围岩温度场的影响及地热资源形成分析——以平顶山矿区为例

地下水循环方式的不同对围岩温度场产生的影响有很大差异。当低温地下水向下运动时 ,将引起围岩温度降低 ,出现低温异常 ,从而阻碍地热资源的形成 ;当深循环的地下水在循环过程中被岩温加热 ,并在一定地质条件下向上循环时 ,将引起流经围岩的局部温度升高 ,在浅部形成局部地热异常 ,进而促进地热资源的形成。因此 ,地下水循环对围岩温度场的影响在一定程度上决定着地热资源的形成。本文在研究地下水循环对围岩温度场的影响基础上 ,利用地球化学地热温标和同位素方法对平顶山矿区地热资源的形成进行了分析 ,预测了该区地温场温度     

河北汤泉地热田地温场分布及其控制因素研究

汤泉位于河北省遵化市西北部,为山前丘陵地貌,地热资源丰富。本文对汤泉地热田内分布的诸多基岩热水井进行了钻孔测温,利用测温结果对该地热田地温场分布特征及控制因素进行了研究。研究发现:钻孔温度明显受地下水流的影响,绝大部分测温井表现为对流传热特征,个别表现为传导为主的传热特征;地温异常区域位于汤泉福泉宫和疗养院一带,异常中心呈两极分布,地热异常中心50 m埋深水温为51~54℃,100 m埋深水温可达60~67℃;该地热系统中地热水系地下水在深循环过程中,在正常的大地热流背景下被围岩逐渐加热所致;由花岗岩隔水底板构造形态所形成的隐伏盆地,构成了福泉宫至疗养院一带的蓄水构造;由于断裂构造切割花岗岩体,造成深部的热流沿断裂上升,混合并加热赋存于福泉宫至疗养院一带蓄水构造中的片麻岩裂隙水,形成该地段的地热异常现象;福泉宫地区和疗养院地区片麻岩含水层裂隙发育,使得深部热量能够快速到达浅部地层,并在浅部出现局部异常高温;汤泉地热田片麻岩热储层地热流体属于含岩盐地层溶滤的陆相沉积水,主要来源于大气降水。     

基于构造分析的辽宁汤岗子地热系统概念模型研究

通过分析辽东地区深部和浅部构造特点,研究汤岗子地热田的成因,查明地热系统的储、盖、通、源,建立热水系统的概念模型：深部构造是地热发育的重要背景条件,在其影响下的浅部构造体系构成了基岩地区地下裂隙水的运移通道和赋存空间,深循环水在运移途中接受来自深部的热流加热形成热水,并在一定条件下出露地表形成温泉,同一个区域地下水流动系统可以发育多个热储,各个热储之间存在间接的能量和物质联系。     

超长电磁波技术在城市地热资源勘察中的应用-以郑州市老鸦陈地热田为例

在进行地热资源勘察中,地球物理方法是很重要的,尤其是在城市中。以郑州市老鸦陈地热田为例,利用超长电磁波技术进行城市地热资源的勘察。首先根据已有的钻孔,建立地层和热储异常解释的标志曲线;其次,根据郑州的地质条件,布置10个测点;最后,根据标志曲线,对各测点的地层、断层和热储异常进行解释。勘察结果表明,郑州地热田主要由三种类型：西南浅部基岩中的地热水、基岩顶面以上地热水、深部基岩中的地热水。