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煤炭资源型城市浅层地下水化学特征及成因分析
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作者 郑慧铭 张丰 +2 位作者 史启朋 仝路 孟甲 《人民长江》 北大核心 2024年第2期51-56,共6页
在“双碳”目标背景下,地下水化学特征及成因机理对于煤炭资源型城市产业结构演化和转型发展至关重要。山东省济宁市是典型的矿城一体化城市,选取济宁市都市区为研究区,通过对比研究区内浅层地下水水化学特征,对其形成机制和控制因素进... 在“双碳”目标背景下,地下水化学特征及成因机理对于煤炭资源型城市产业结构演化和转型发展至关重要。山东省济宁市是典型的矿城一体化城市,选取济宁市都市区为研究区,通过对比研究区内浅层地下水水化学特征,对其形成机制和控制因素进行分析。结果表明:研究区地下水整体为偏碱性硬水,水化学类型倾向于由HCO_(3)-Ca·Mg和HCO_(3)-Na·Ca向HCO_(3)·SO_(4)-Ca、HCO_(3)·Cl-Ca·Mg、HCO_(3)-Na·Ca·Mg、HCO_(3)·Cl-Na·Ca转变。研究区水化学组分的主控因素为水岩作用,其水化学特征主要受碳酸盐岩溶滤作用、农业生产和含氟矿物溶滤作用的影响,浅层地下水化学特征受当地工业制造业和采矿业影响逐渐增强。研究结果可为当地地下水保护和合理开发利用提供借鉴。 展开更多
关键词 浅层地下水 水化学特征 影响因素 多元分析 煤炭资源型城市
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碳酸盐岩热储抽灌井光纤测温及地温变化研究
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作者 史启朋 谭现锋 +5 位作者 孟甲 郑慧铭 张茜 刘肖 宋帅良 杜颖 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期756-765,共10页
碳酸盐岩热储层具有地热资源丰富、开采条件好、单井涌水量大等特点,是中深层地热资源开发利用的主要热储层之一。在地热长期开采、尾水回灌过程中,既要保持抽灌井之间的水力联系,又要避免热突破的发生,对抽灌井热储层温度长期监测和热... 碳酸盐岩热储层具有地热资源丰富、开采条件好、单井涌水量大等特点,是中深层地热资源开发利用的主要热储层之一。在地热长期开采、尾水回灌过程中,既要保持抽灌井之间的水力联系,又要避免热突破的发生,对抽灌井热储层温度长期监测和热源分析计算,是地热资源可持续开发利用的重要课题。文章介绍了抽灌井分布式光纤测温技术,监测了碳酸盐岩热储抽水回灌对地温的影响,根据监测数据分析、计算了热储温度恢复的热源及热量。研究结果表明:受抽灌井间距较小和碳酸盐岩热储优势通道的影响,供暖后第6天,抽水井热储温度明显下降,平均降幅1.6℃,抽灌井产生了热突破;因长期大量低温尾水回灌,第二个供暖季之前回灌井热储温度未能恢复到初始温度,抽水井温度基本恢复;经分析计算,储层热量恢复的主要来源为地热水对流聚热,其次为高温储层、地热水传导聚热。基于该研究结果,在大规模回灌条件下,回灌井温度降低,抽灌井发生热突破是必然的发展趋势,深入开展抽灌井合理井距研究、防止短时间内发生热突破,对促进地热资源可持续开发利用是非常必要的。 展开更多
关键词 碳酸盐岩热储层 分布式光纤测温 热突破 热恢复
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Visual Modflow在地下水污染模拟中的应用 被引量:12
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作者 史启朋 王强 +1 位作者 王博伦 丁喜莲 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第12期69-71,74,共4页
采用Visual Modflow软件建立地下水系统模型,预测曲阜某厂区修建后流场的变化。在此基础上,利用VisualModflow软件中的MT3DMS模块,以铅离子(Pb2+)为溶质进行污染物运移模拟,预测地下水中污染物的运移情况。结果表明:拟建项目正常运行情... 采用Visual Modflow软件建立地下水系统模型,预测曲阜某厂区修建后流场的变化。在此基础上,利用VisualModflow软件中的MT3DMS模块,以铅离子(Pb2+)为溶质进行污染物运移模拟,预测地下水中污染物的运移情况。结果表明:拟建项目正常运行情况下,生产污水对地下水水质的影响很小;在管线破裂(或污水处理站发生故障)和污水处理站溢水两种情况同时发生状态下,含铅废水对地下水水质最大影响半径为40 m。 展开更多
关键词 地下水 污染物 数值模拟 VISUAL Modflow软件 水质
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鲁西地区不同岩性地层热响应试验结果浅析 被引量:6
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作者 史启朋 吴晓华 +4 位作者 姜福红 李霖 宋帅良 吴延明 孟甲 《山东国土资源》 2018年第2期35-40,共6页
为研究地埋管换热器在不同岩性地层的换热情况,在鲁西黄河冲洪积平原、山前冲洪积平原和低山丘陵区进行了以粉土、粉质粘土、细砂,粘土、粉质粘土、中粗砂,灰岩和花岗岩为研究对象的热响应试验,初步试验结果表明:每延米换热量(W/m)和平... 为研究地埋管换热器在不同岩性地层的换热情况,在鲁西黄河冲洪积平原、山前冲洪积平原和低山丘陵区进行了以粉土、粉质粘土、细砂,粘土、粉质粘土、中粗砂,灰岩和花岗岩为研究对象的热响应试验,初步试验结果表明:每延米换热量(W/m)和平均热导率(W/m·k)花岗岩>灰岩>粉质粘土、中粗砂>粉土、粉细砂。在岩溶地下水富水性强,径流速度快的地段灰岩平均热导率>花岗岩。此项研究结果可为不同岩性地层浅层地温能开发利用工程地埋管换热器类型的选择,浅层地温能评价和开发利用提供基础数据。 展开更多
关键词 热响应试验 每延米换热量 平均热导率 鲁西地区
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官桥断块地下水资源量分析评价 被引量:3
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作者 史启朋 王博伦 +2 位作者 赵庆令 许鹤鹏 乔月 《山东国土资源》 2013年第9期61-64,共4页
在收集利用前人研究成果的基础上,采用补给量法计算地下水资源量,开采系数法计算地下水可开采资源量,通过调查统计获得地下水开采资源量,最后得到研究区地下水的补给资源量、可开采资源量及剩余资源量,提出地下可持续开发利用建议。
关键词 官桥断块 地下水补给资源量 开采系数 开发利用
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庄里水库建设对地下水水位的影响 被引量:3
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作者 史启朋 王博伦 +2 位作者 王强 张飞 丁喜莲 《山东国土资源》 2012年第8期33-37,共5页
庄里水库位于羊庄盆地水文地质单元内,水库建设将使地下水补径排条件和流场发生改变,根据羊庄盆地水文地质条件、地下水开发利用状况,采用Visual Madflow4.1软件,建立地下水水流模型,模拟庄里水库建成后对地下水水位和流场的影响,提出... 庄里水库位于羊庄盆地水文地质单元内,水库建设将使地下水补径排条件和流场发生改变,根据羊庄盆地水文地质条件、地下水开发利用状况,采用Visual Madflow4.1软件,建立地下水水流模型,模拟庄里水库建成后对地下水水位和流场的影响,提出地下水水源保护措施。 展开更多
关键词 水库建设 羊庄盆地 地下水流场 山东滕州
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汶泗河冲洪积扇松散层现场热响应试验数据分析及应用——以兖州市南郊试验场为例 被引量:5
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作者 史启朋 《山东国土资源》 2014年第2期54-57,共4页
现场热响应试验是获取岩土体热物性参数的主要方法之一,可为试验场区地源热泵工程地埋管换热器类型及长度的选择,浅层地热能评价和开发利用提供基础数据。该文系统介绍了现场热响应试验的目地任务、试验装置、原理、内容和步骤,数据处... 现场热响应试验是获取岩土体热物性参数的主要方法之一,可为试验场区地源热泵工程地埋管换热器类型及长度的选择,浅层地热能评价和开发利用提供基础数据。该文系统介绍了现场热响应试验的目地任务、试验装置、原理、内容和步骤,数据处理方法,并以位于汶泗河冲洪积扇中上流地区的兖州市南郊试验场松散层现场热响应试验为例,介绍了试验场区水文地质条件,试验过程、试验数据分析及应用。 展开更多
关键词 热响应试验 单孔换热量 平均热导率 热扩散系数 汶泗河 兖州市
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鲁中南地区双村岩溶水系统地下水中化学致癌物和非致癌物的健康风险评价 被引量:7
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作者 赵庆令 李清彩 +2 位作者 谢江坤 史启朋 陈丽娇 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期90-97,共8页
我国对水质的评价大多局限于各项指标与饮用水源标准的比较,关注的是超标情况,而对相关指标对人体健康的影响程度关注甚少。本文运用美国环境保护署的健康风险评价模型,对鲁中南地区的双村岩溶水系统中2种化学致癌物[As、Cr(Ⅵ)]和7... 我国对水质的评价大多局限于各项指标与饮用水源标准的比较,关注的是超标情况,而对相关指标对人体健康的影响程度关注甚少。本文运用美国环境保护署的健康风险评价模型,对鲁中南地区的双村岩溶水系统中2种化学致癌物[As、Cr(Ⅵ)]和7种非致癌物(Hg、F、CN^-、NO2^--N、NH4^+-N、NO3^--N、酚类)引起的健康风险作出初步评价。结果表明,个别采样点的NO3^--N、NO2^--N含量超过GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》限值;由基因毒物质通过饮水途径所致的个人年健康风险表现为Cr(Ⅵ)〉As,由躯体毒物质通过饮水途径所致的个人年健康风险表现为NO3^--N〉F〉NO2^--N〉Hg〉CN^-〉NH4^+-N〉酚类,且致癌毒物质的危害远远超过非致癌毒物质,Cr(Ⅵ)为首要污染物。研究区地下水的个人健康总风险值介于5.0×10^-5~10.0×10^-5a^-1之间,风险等级为Ⅳ级(一般),其作为饮用水源应给予必要的关注。 展开更多
关键词 鲁中南地区 岩溶水系统 地下水 致癌物 健康风险评价
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影响竖直地埋管深度的因素分析
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作者 赵新卓 王春红 +2 位作者 郭文建 吴晓华 史启朋 《河北工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2017年第1期66-71,共6页
《地源热泵工程技术规范》尚未对地埋管换热孔深度做出具体要求,通过建立三维数值传热模型,计算了不同深度时的传热情况,分析各种因素对地埋管换热器深度的影响,认为换热管内的流体流量为影响换热孔深度的一个重要因素,地温梯度、回填... 《地源热泵工程技术规范》尚未对地埋管换热孔深度做出具体要求,通过建立三维数值传热模型,计算了不同深度时的传热情况,分析各种因素对地埋管换热器深度的影响,认为换热管内的流体流量为影响换热孔深度的一个重要因素,地温梯度、回填材料热物性和管道间距也对不同深度换热孔的换热能力产生了一定影响。因此在实际工程中,需要将换热孔深度加大时应相应提高管内流体流量,并合理加大换热管尺寸。 展开更多
关键词 换热孔深度 数值传热模型 流体流量 换热孔参数
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南水北调南四湖调蓄区地质灾害类型及影响分析
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作者 贾德旺 张俊业 +1 位作者 史启朋 王强 《西部探矿工程》 CAS 2008年第9期182-183,187,共3页
南四湖是南水北调东线工程的重要调蓄枢纽,多年来受人类活动和自然环境条件影响,目前存在地面沉降、采空塌陷、地裂缝、渣石流、崩塌、岩溶塌陷等地质灾害及水质污染、泥沙淤积等不良环境地质问题,影响着调水工程的顺利实施。在分析其... 南四湖是南水北调东线工程的重要调蓄枢纽,多年来受人类活动和自然环境条件影响,目前存在地面沉降、采空塌陷、地裂缝、渣石流、崩塌、岩溶塌陷等地质灾害及水质污染、泥沙淤积等不良环境地质问题,影响着调水工程的顺利实施。在分析其分布特征的基础上预测上述地质灾害对调水工程的影响,其中以地面沉降、采空塌陷及岩溶塌陷影响为甚,集中表现在破坏堤坝、影响库容量等,同时泥沙淤积、水质污染环境地质问题也是调水工程顺利实施的制约因子。 展开更多
关键词 地质灾害 环境地质问题 正效应 负效应 南四湖调蓄区
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盆地潜凸起岩溶热储地热田成因机理:以菏泽潜凸起为例 被引量:3
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作者 康凤新 史启朋 +1 位作者 马哲民 隋海波 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期221-237,共17页
盆地潜凸起岩溶热储地热田是我国主要供暖用热储之一,具有分布面积广、水温高、水量大等特点,是北方清洁供暖的重要可再生热源。本文以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,通过地质构造、岩溶发育特征、同位素和水文地球化学特征、地温场空... 盆地潜凸起岩溶热储地热田是我国主要供暖用热储之一,具有分布面积广、水温高、水量大等特点,是北方清洁供暖的重要可再生热源。本文以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,通过地质构造、岩溶发育特征、同位素和水文地球化学特征、地温场空间分布规律、地热水动力场的系统分析,揭示地热田岩溶地热水补给源、运移途径和富集机理:地热水来源于东北部梁山、东部嘉祥一带基岩山区大气降水入渗补给,主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处。根据地温场空间分布特征揭示的热源及其传递和聚集特征,提出了四元聚热机制,一元是大地热流毯状传导聚热、二元是凸起区高热导率分流聚热、三元是导热断裂或岩体接触带带状对流聚热、四元是地下水运移传导-对流聚热。在热储富集和聚热成因机理研究基础上,构建了基于水源、热源及深部岩溶发育特征的地热田成因机理模型,揭示了地热能富集规律。 展开更多
关键词 菏泽潜凸起地热田 岩溶热储 成因机理 四元聚热
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山东省重点城市供水水源地环境地质问题及开采潜力分析 被引量:4
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作者 刘志文 叶进霞 +1 位作者 史启朋 肖华 《中国农村水利水电》 北大核心 2009年第11期100-102,106,共4页
山东省地下水资源丰富,水质优良,是各城市供水的主要水源。受城市化进程加快、城市规模扩大、工业发展迅速影响,重点城市对自然环境的环境容量和其承受能力的要求也越来越大,供水水源地长期持续大量开采或超采,引发了不同的环境地质问题... 山东省地下水资源丰富,水质优良,是各城市供水的主要水源。受城市化进程加快、城市规模扩大、工业发展迅速影响,重点城市对自然环境的环境容量和其承受能力的要求也越来越大,供水水源地长期持续大量开采或超采,引发了不同的环境地质问题,主要有岩溶地面塌陷、地面沉降、地下水超采漏斗、地裂缝、海(咸)水入侵和水质污染等。在现状开采程度下,采用开采潜力指数法和长期开采动态分析法评价全省重点城市供水水源地开采潜力,以济西、大武、下马头和大沽夹河4处水源地开采潜力最大,而德州、菏泽及滨州三城区水源地水位持续下降,地下水处于超采状态。 展开更多
关键词 水源地 城市供水 环境地质问题 开采潜力分析
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断陷盆地碳酸盐岩热储勘查及研究:以鱼台凹陷为例 被引量:1
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作者 孟甲 秦鹏 +2 位作者 史启朋 谭现锋 张茜 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期38-45,共8页
鱼台凹陷是一个中生代同沉积断陷盆地,其内部构造纵横,深部普遍发育奥陶系碳酸盐岩,具备地热开发前景。为研究断陷盆地内碳酸盐岩热储特征,评价其资源潜力,在鱼台凹陷施工一眼2309.31 m深钻孔,通过综合测井、产能测试、水化学分析、气... 鱼台凹陷是一个中生代同沉积断陷盆地,其内部构造纵横,深部普遍发育奥陶系碳酸盐岩,具备地热开发前景。为研究断陷盆地内碳酸盐岩热储特征,评价其资源潜力,在鱼台凹陷施工一眼2309.31 m深钻孔,通过综合测井、产能测试、水化学分析、气体成分分析、地热水^(14)C年龄测定等手段,分析了盆地内地热流体的来源及补给、热源储集、离子运移等条件。结果显示,地热井温曲线的增温异常与裂隙发育断位置一致,指示了地热水来源方向;地热水Cl^(-)、Na^(+)含量较高,其离子组分形成原因与岩盐溶解有关;鱼台凹陷东南部断裂交会处附近地热水表观年龄43.5 ka BP,校正年龄10.752 ka BP,时间在第四纪更新世晚期至全新世早期。研究认为,鱼台凹陷存在较为活跃或年轻的地质构造,是热储的热源之一,区内奥陶系热储可采地热资源量约为2.12×10^(9)GJ,合标准煤7.27×10^(7)t,资源潜力较大,开发利用前景良好。 展开更多
关键词 地热 断陷盆地 碳酸盐岩 水化学 气体成分 鱼台凹陷
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地热井在不同注水和出水条件下热采效率优化研究
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作者 高俊义 史启朋 +3 位作者 徐超 王建望 郭娟 高文伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期369-375,共7页
基于地热开采概念模型,采用3DEC程序计算分析不同注水和出水的三口地热井对岩体温度场、地热井温度场,及地热井出口水温影响的规律。结果表明:1)中部为注水井或生产井,边缘为生产井或注水井,模型达到稳态时生产井出口水温最低,且几乎相... 基于地热开采概念模型,采用3DEC程序计算分析不同注水和出水的三口地热井对岩体温度场、地热井温度场,及地热井出口水温影响的规律。结果表明:1)中部为注水井或生产井,边缘为生产井或注水井,模型达到稳态时生产井出口水温最低,且几乎相同;2)由于邻近两口生产井抽取水流过程中通过之间的岩体发生热量叠加效应,使其出口水温大幅提升,此时生产井出口水温最高,同时模型达到稳态所需的时间最长;3)当两口邻近注水井,生产井水流速增大1倍时,其水流传热量增多致其出口水温有所提升,同时模型达到稳态所需的时间最短;4)根据生产井出口水温由高到低,模型优化顺序为两口邻近生产井>两口邻近注水井>两口间隔生产井=两口间隔注水井。 展开更多
关键词 地热井 热流耦合 地温场 热采效率 优化研究
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山东省菏泽凸起地热田岩溶地热水水化学水平演化特征 被引量:5
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作者 史启朋 宋帅良 +1 位作者 孟甲 郑慧铭 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期310-318,共9页
在前人研究成果的基础上,选择A-A'和B-B'两条路径,采用Piper三线图解、Schoeller图解、Na-K-Mg平衡图解、饱和指数计算评价等方法,研究山东菏泽凸起地热田地热水沿路径上的循环演化特征。结果表明:沿A-A'、B-B'剖面岩... 在前人研究成果的基础上,选择A-A'和B-B'两条路径,采用Piper三线图解、Schoeller图解、Na-K-Mg平衡图解、饱和指数计算评价等方法,研究山东菏泽凸起地热田地热水沿路径上的循环演化特征。结果表明:沿A-A'、B-B'剖面岩溶冷水→岩溶热水,水化学类型由SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg·Na或SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg向SO_(4)-Ca·Na或SO_(4)-Ca演化,矿化度逐渐增大,HCO_(3)^(-)浓度逐渐减少,SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、K^(+)浓度逐渐增大,反映出岩溶冷水向岩溶热水演化的补给特征;水化学三线图上岩溶冷水、热水处在不同的区域,显示岩溶冷水向岩溶热水演化补给;距补给区由近到远,水岩作用程度逐步提高,饱和指数逐渐增大,岩溶地热水溶滤作用增强。 展开更多
关键词 菏泽凸起地热田 岩溶地热水 水—岩作用 水化学特征
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浅层地热能供暖在农村的应用前景分析 被引量:5
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作者 孟甲 赵跃伦 +4 位作者 史启朋 袁成军 宋帅良 刘肖 乔月 《节能技术》 CAS 2021年第2期169-172,共4页
为实现浅层地温能调查评价成果在乡村的转化应用,笔者所在团队于山东省鱼城镇的前蒋村开展了相关工作及研究,期间进行了勘查、设计、施工、运行监测等工作;建设项目供暖面积941.68 m2,为单层建筑,经2020年1-3月份实际运行,计算得到供暖... 为实现浅层地温能调查评价成果在乡村的转化应用,笔者所在团队于山东省鱼城镇的前蒋村开展了相关工作及研究,期间进行了勘查、设计、施工、运行监测等工作;建设项目供暖面积941.68 m2,为单层建筑,经2020年1-3月份实际运行,计算得到供暖运行成本为21.50元/m^(2),同时取得了良好的节能减排效果;经分析认为,农村地源热泵供暖在技术和经济上具有可行性,且运行成本尚存在一定下降空间,前蒋村的地源热泵应用案例为我国广大农村在采暖模式转变和节能减排等方面提供了一种较为可行的思路。 展开更多
关键词 清洁能源 浅层地热能 节能减排 农村取暖
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岩溶热储地热水可更新能力及采灌均衡可持续开采量:以菏泽潜凸起地热田为例 被引量:1
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作者 康凤新 马哲民 +2 位作者 史启朋 刘肖 黄鹤湾 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1118-1137,共20页
地热水可更新能力及采灌均衡可持续开采量计算评价是地热能可持续开采的关键核心问题.为更科学地开展评价研究,以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,以地热水循环富集、开采动态、水化学条件、同位素特征等为主控评价因子,建立评价指标体系... 地热水可更新能力及采灌均衡可持续开采量计算评价是地热能可持续开采的关键核心问题.为更科学地开展评价研究,以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,以地热水循环富集、开采动态、水化学条件、同位素特征等为主控评价因子,建立评价指标体系,综合评价岩溶热储地热资源可更新能力;提出了地热水采灌均衡——保证地热水量均衡和热能均衡条件下可持续开采量的计算方法,评价了地热田集中开采区采灌均衡条件下地热水的可持续开采量.菏泽潜凸起地热田地热水可更新能力分为强、较强、较差和差4个区.强区分布于地热田东北部靠近梁山和嘉祥补给山区一带;差区分布于地热田中南部定陶-菏泽城区地热水排泄区一带;补给区和断裂带附近裂隙岩溶发育、富水性较好,远离补给区和断裂带的则岩溶发育度程度差、热储富水性差.集中开采区岩溶地热水采灌均衡条件下可持续开采量为122600 m^(3)/d,是自然条件下的2.49倍. 展开更多
关键词 菏泽潜凸起地热田 岩溶热储 可更新能力 热突破 采灌均衡可持续开采量 地热能
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