场地地下水源热泵系统抽灌实验及数值模拟研究

基于野外实际地下水源热泵系统和长时间抽灌实验,构建场地水文地质概念模型和水热耦合模型,进行场地地下水温度场数值模拟研究。利用场地群井观测数据对所建模型进行验证,诸观测孔各时段的绝对误差均值为0.38℃,平均相对误差率为2.00%,表明模型模拟结果良好。模型经验证后,预测不同抽灌模式下温度场分布,发现季节性交替抽灌结果优于正常抽灌,但均产生热贯通现象,说明现状抽灌井距(30 m)偏小。设计不同抽灌井距情况模拟回灌井对抽水井的影响,得到研究场地合理井距为50 m。进一步研究渗透系数、热弥散度、抽灌水量和回灌水温差对合理井距的影响,发现抽灌水量和回灌水温差的影响最大。     

地下同轴套管式换热器取热工况热响应实验分析

地源热泵系统凭借其节能和环保的特性,一经问世就迅速吸引了全世界的目光,成为了一个非常热门的研究课题。换热器的传热效率一直是地源热泵技术研究的主要问题之一,通过对比传统的单U型换热器,对新型的同轴套管型换热器的取热工况进行试验研究,并对采集的数据进行分析讨论,说明其具有良好的传热效果。     

考虑尺寸排除效应颗粒迁移模型的建立

以地下水源热泵回灌中的物理堵塞问题作为研究背景,建立一种基于质量平衡方程来模拟多孔介质中颗粒迁移和沉积造成孔隙损伤的数学模型,同时考虑了多孔介质孔隙中悬浮颗粒浓度随时间的动态变化,引入了流量折减系数 和进入系数 这两个变量,充分考虑了尺寸排除效应的影响。堵塞的发生往往是由一个颗粒所引起的,即一个颗粒堵塞一个孔隙,反之亦然。研究结果为解决回灌井物理堵塞的室内外试验研究提供理论依据。     

承德M24矿区深孔钻探钻进参数的选择分析

结合承德M24矿区深孔钻探工程,对钻进参数的选择情况进行了分析。分析认为,深孔钻进中,钻进压力的选择要综合考虑钻进的口径大小,岩石的硬度、强度、研磨性、完整性;在一定范围内,金刚石钻头的钻速和转速成正比例关系;冲冼液的选择应根据钻头类型与规格,胎体性能,钻孔深度,岩石研磨性、完整程度等来选择;适当扩大金刚石钻头的外径尺寸,能有效地避免高泵压的危害;可通过观察钻机主电机的电流指示表数值变化,判断孔内钻杆工况,电流的变化反映出钻机回转扭矩的变化。     

弱光层异养过程对海洋储碳的影响:进展、挑战和展望

海洋是地表系统最大的碳库和重要碳汇区。海洋生物泵通过一系列复杂的生物地球化学过程将CO₂转化成颗粒有机碳（Particulate Organic Carbon,POC）并输送到深海,是海洋储碳的重要途径。弱光层（真光层底部到1 000 m）的生物异养过程消耗了超过70%从真光层输出的POC通量,决定了生物泵的储碳效率,因此准确定量弱光层的再矿化速率对评估海洋碳汇有重要意义。本文针对海洋生物泵储碳问题,聚焦弱光层异养过程对海洋储碳的影响机制,对全球弱光层再矿化定量工作进行评述,综合分析弱光层POC的衰减、再矿化等问题,并展望了相关新技术的应用。     

章丘区浅层地温能资源研究与评价——以地埋管换热方式为例

通过对章丘区浅层地温能赋存条件的研究,结合现场热响应试验、岩土样品测试等数据,采用层次分析法和指标法对研究区进行了地埋管地源热泵系统开发利用适宜性分区,并概算了浅层地温能资源量、评价了开发利用资源潜力、进行了经济和社会效益分析。结果表明:适宜性区面积76.38km^(2),占研究区面积的95.48%;适宜区内120m以浅浅层地温能热容量21.3228×10^(12)kJ/℃。研究区全部利用地埋管地源热泵系统,夏季可制冷面积5353.1278×10^(4)m^(2),冬季可供暖面积6504.6662×10^(4)m^(2)。浅层地温能开发利用潜力巨大,经济和社会效益明显。     

非开挖施工中反循环清渣工艺的研究

针对非开挖施工中清渣困难的问题,首次将反循环清渣工艺引入非开挖施工中。从理论上计算了传统非开挖和反循环的清渣泵量,计算结果表明,反循环清渣所需泵量远远低于传统的非开挖泵量,从而提出将反循环工艺应用于非开挖清渣施工中。实际应用效果表明,反循环清渣工艺可大大提高非开挖施工中的清渣效果。     

The impact of well‐field configuration on contaminant mass removal and plume persistence for homogeneous versus layered systems

A three‐dimensional numerical model was used to simulate the impact of different well‐field configurations on pump‐and‐treat mass removal efficiency for large groundwater contaminant plumes residing in homogeneous and layered domains. Four well‐field configurations were tested, Longitudinal, Distributed, Downgradient, and natural gradient (with no extraction wells). The reductions in contaminant mass discharge (CMDR) as a function of mass removal (MR) were characterized to assess remediation efficiency. Systems whose CDMR‐MR profiles are below the 1:1 relationship curve are associated with more efficient well‐field configurations. For simulations conducted with the homogeneous domain, the CMDR‐MR curves shift leftward, from convex‐downward profiles for natural gradient and Longitudinal to first‐order behaviour for Distributed, and further leftward to a sigmoidal profile for the Downgradient well‐field configuration. These results reveal the maximum potential impacts of well‐field configuration on mass‐removal behaviour, which is attributed to mass‐transfer constraints associated with regions of low flow. In contrast, for the simulations conducted with the layered domain, the CMDR‐MR relationships for the different well‐field configurations exhibit convex‐upward profiles. The nonideal mass‐removal behaviour in this case is influenced by both well‐field configuration and back diffusion associated with low‐permeability units.     

大广高速公路双辽服务区地源热泵系统地层热物性原位测试

利用地层热物性原位测试仪可以准确地测量地层热物性参数。概述了浅层岩土体热物性原位测试仪的原理、结构组成、特点、测试方法及数据处理方法。利用Ingersoll简化模型算得共需498口100 m换热井才能满足双辽服务区的冬季供暖需要。     

一种转阀换向的液压双缸单作用往复泵设计

为解决往复泵恒压力恒流量输出问题,设计了一种液压双缸单作用泵。其液压系统由双油泵供油,采用带单向机构的转阀与普通换向阀相结合的油量分配方式,转阀动作由活塞行程控制,转阀动作精度不受主油泵变量的影响,系统控制可靠。该泵在实际应用中取得了良好的效果。