漳州盆地水热系统氚同位素研究

本文依据26个天然水样品的氚同位素测试数据,分析了漳州盆地地下热水及其它天然水的氚值特征及其形成条件;利用“活塞模型”方法计算了漳州盆地地下水和地下热水的年龄;为弄清全盆地地下水的补给、迳流和排泄的总体格局和揭示地下热水的成因提供了依据。     

中国地热研究的进展与展望(1995～2014)

地热是主要地球物理场之一,地热能是地球的本土能源。李四光在20世纪60年代开创了我国地热科学。到90年代,学科体系基本建立。在过去20年里,我国地热研究得到了进一步深化和拓展。本文从大地热流、岩石圈热结构、地热系统、油气盆地地热、矿山地热、天然气水合物以及气候变化等方面回顾地热研究代表性的创新进展,并对深层地热、海洋地热、环境地热等研究方向作了展望。本文认为,过去20年我国地热研究成果丰硕,国际影响力得到提高,未来发展势头强劲。在经历了由浅入深,从今到古的成长之后,地热研究还将不断拓展领域,为我国地球科学,特别是能源与环境安全做出更大贡献。     

地下水硝酸盐污染的同位素研究进展

土壤原生氮、无机化肥和动物粪便等氮源中15N富集程度存在差异,使得利用稳定同位素N(δ15N/14N)能有效识别地下水中NO3-的来源。但N不是一个稳定的示踪剂,地下水中NO3-的δ15N是N源的初始δ15N值、后期进入含水层的迁移路径中和地下水流运动途径中不同形态的N之间相互转化过程,如矿化、吸附、硝化和反硝化作用,发生的同位素分馏作用后的综合反映。利用地下水中NO3-的δ15N确定其来源必须首先确定分馏作用是否发生及其反应程度。本文重点探讨了判断分馏作用是否发生及其反应程度的方法,总结了N同位素判别地下水NO3-污染源方法的发展历程,并指出未来研究工作应该以硝酸盐在包气带中的迁移转化规律为重点。     

地热气体研究进展

地热气体是地球内部物质和能量的信息载体，是地热研究的重要对象。地热气体主要包括CO2、H2S、H2、CH4、N2、O2等常量气体和He、Ne、Ar、Kr等稀有气体。这些组分的来源有幔源、壳源和大气源。经过100多年的研究，人类对地热气体的化学成分与同位素组成特征，如2H、13C、34S、3He、 4He、20Ne、39Ar、40Ar、85Kr、81Kr等，获得了基本认识并应用于不同来源气体混合关系，控热构造，热储温度，流体循环，热源构成等问题的研究。此外，气体研究也在地热开发过程中的腐蚀结垢防治和减碳贡献评估等方面有重要意义。近年来，我国在地热气体研究方面取得了显著进展。未来需要统一样品采集、贮存和测试方法，建立相应的技术标准，进而建成归一化标准的地热气体大数据。在碳达峰、碳中和的“双碳”目标的重大需求牵引下，进一步探索地热气体定年、伴生资源成因、控热构造识别等方面的发展，进而为应对气候变化和实现地热能科学可持续开采奠定基础。     

从同位素和水化学成分对比看沙漠地区湖泊水补给来源——以鄂尔多斯盆地木凯淖湖为例

在自然和人为因素影响下,沙漠地区湖泊面积萎缩成为影响地区经济发展和生态环境质量的主要因素。本文以鄂尔多斯盆地内封闭型木凯淖湖为例,采用氢氧稳定同位素方法和水化学特征法,统计了湖水稳定同位素δ¹⁸O和δD特征,并同降水和地下水进行对比分析,揭示湖水补给来源,初步查明沙漠地区湖泊萎缩原因。研究发现,井水样品平均值为δ¹⁸O为-8.29‰,δD为-62.86‰,湖周围浅层地下水δ¹⁸O平均值为-7.2‰,δD为-57.46‰。湖水同位素数据因采样时间段的不同(7月,10月)表现出不同特征。7月份暴雨后δ¹⁸O平均值为-13.84‰,δD为-99.61‰,与暴雨前的湖水样品相比明显贫化,与暴雨同位素丰度(平均δ¹⁸O/‰为-13.2‰,δD为-93.56‰)一致。10月湖水蒸发线δD=5.1δ¹⁸O-14,比7月蒸发线δD=4.19δ¹⁸O-8.4斜率小,蒸发减弱。湖周围浅层地下水和中浅层井水同位素平均值相近,浅层地下水部分存在蒸发,蒸发线与...     

地下水运动对地温场的影响——研究进展综述

正 地球内部的热在向地表传递的过程中受到地形,岩性、构造和地下水运动等多方面因素的影响,它们都不同程度地决定了地温场的形成、演化与分布特征。其中地下水运动对地温场的影响在许多研究区,     

北京马池口应急水源地开采极限与安全水位研究

地下水应急水源地作为非常规水源,其开采应该掌握一定的限度,长期超采必然引发区域性地下水枯竭和地面沉降等地质灾害问题。本文以冲洪积扇型应急水源地为例,提出了地下水开采极限与安全水位的概念。以北京马池口应急水源地为例,分析了开采极限的影响因素,提出了安全水位的确定方法与计算公式。结果表明,马池口应急水源地安全水位埋深,山前地区为103.5m、影响半径范围内为50m。以此为约束条件,基于马池口应急水源地的地下水流三维数值模型,预测了应急水源地的可采量及其开采年限,结果为以12.5×104m3/d能持续开采2年或以9×104m3/d持续开采5年。     

深井换热技术原理及其换热量评估

深井换热又称套管换热,是在深井中通过同轴套管进行单井内部流体循环,基于热传导的方式与地层换热,从而以"取热不取水"形式开发地热能的技术.本文详细介绍了深井换热技术特点,评述其在国外的应用进展.国外的实践表明,深井换热延米功率均在200 W以下,多不超过100 W,换热量远小于基于热对流的取热方式,比如深井热水开采技术.本文针对我国北方典型地区地热地质条件,分别采用Beier解析法和双重连续介质数值模拟法（基于OpenGeoSys模拟平台）计算了短期（4个月）采热和长期（30年）采热情景下的换热量.解析法和数值法的结果均表明,延米换热功率上限不超过150W.在间断采热,即每天供热12个小时,停止12个小时的情景下,延米换热功率可以翻倍,但是总换热量基本不变,且水温在一天内的波动明显变大.对数值模型进行敏感性分析发现,在地温梯度一定的条件下,井深对延米换热功率影响不大,而地层热导率对其影响较为明显.最后指出,提高深井换热技术换热量的主要手段是增加井周围地层中的热对流,或者说,增加循环水与岩石的接触面积.