检索结果-南通市图书馆

作者：胡扬长安大学

学位级别：硕士

本文以西安凹陷热储流体为研究对象,在大量收集研究资料及野外调查的基础上,应用环境同位素与水文地球化学相结合的方法,对该研究区热储流体环境同位素水文地球化学演化特征进行了分析,在此基础上,就热储系统的开放度,热储温度,热储流... 详细信息

本文以西安凹陷热储流体为研究对象,在大量收集研究资料及野外调查的基础上,应用环境同位素与水文地球化学相结合的方法,对该研究区热储流体环境同位素水文地球化学演化特征进行了分析,在此基础上,就热储系统的开放度,热储温度,热储流体的补给来源等与热储环境相关的水文地质和地热地质问题提供了环境同位素水文地球化学证据。热储流体中环境同位素的研究成果表明:西安凹陷中西安城区及咸阳城区地热流体中δO同位素发生了明显漂移,提示其漂移前补给源为非现代大气降水。δO同位素交换的影响因素主要包括水温、水岩反应程度、围岩岩性、滞留时间及热储埋深。咸阳地区地热水比西安地区漂移更加明显,说明咸阳热储流体的赋存环境更加封闭,水岩作用更加强烈。咸阳热水δD值与西安热水δD显示出明显差异,表明两者补给环境的差异,分属不同的热水补给系统。热储流体中水文地球化学的研究成果表明:不同热储层的热储流体,由于地层岩性、补给、径流、排泄条件的差异,其水化学成分有明显的不同。同一热储层的热储流体,在其由补给区向排泄区径流的过程中,水化学成分也发生了显著的变化。研究区热储流体水文地球化学的分布及演化反映了热储流体的补给,运移及循环的过程。西安和咸阳城区热储流体同属于封存型地热流体,两者热储流体赋存的条件较为相似,但是咸阳地热流体的赋存环境比西安更加封闭,可更新程度更差,两者有着不同的补给来源,西安地热流体主要为由秦岭全新世前大气降水补给,而咸阳地热流体则主要由北山裸露灰岩大气降水补给。 Na-K-Mg三角图可以反映出水化学平衡状况和平衡温度。水样点位于完全平衡曲线上则说明地热水已经达到或近于平衡,其水化学成分适合估算地下水储层温度。若水样点位于部分平衡区域内,则指示水岩平衡程度不高或有局部冷水混入,其计算的热储温度仅作参考。此外,本文运用Na-K-Mg三角图法及地热温标法对西安凹陷在化学平衡条件下的热储温度进行了对比分析计算,研究区最高热储温度为118℃。

关键词：同位素水文地球化学热储流体热储温度西安凹陷

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工业固体废料用作烟气脱硫剂的研究

工业固体废料用作烟气脱硫剂的研究

作者：徐迎东长安大学

学位级别：硕士

固体废物资源化的研究已越来越受到国内外的重视,目前大量产生的高炉渣粉煤灰已对大气、水体、土地等造成了污染,本文针对这两种工业固体废物的成分特性,在调查研究与模拟试验研究的基础上,论证了高炉渣作为一种新型脱硫剂的可行性,以... 详细信息

固体废物资源化的研究已越来越受到国内外的重视,目前大量产生的高炉渣粉煤灰已对大气、水体、土地等造成了污染,本文针对这两种工业固体废物的成分特性,在调查研究与模拟试验研究的基础上,论证了高炉渣作为一种新型脱硫剂的可行性,以及加入粉煤灰这种添加剂可有效提高脱硫率。试验采用了商业软件对工程实际问题进行数值应用—计算机模拟技术,本文采用了FLUENT6.1模拟软件模拟高炉渣作脱硫剂的脱硫过程,概述了其脱硫反应机理及温度、时间等对脱硫过程的影响。模拟试验研究结果表明,直接将高炉渣用作脱硫剂喷入燃烧炉内用于烟气脱硫试验时,平均脱硫率为32.0%,最高仅达48.8%:而在高炉渣中配入少量的粉煤灰,充分混合后使粉煤灰裹覆于高炉渣颗粒的表面,制成混合型的钙质高炉渣脱硫剂,其平均脱硫率较纯高炉渣有很大提高,最高可达94.6%。试验表明脱硫率与高炉渣粉煤灰的配合比有关,即存在一个粉煤灰的较佳配量,本文高炉渣粉煤灰的配合比为10:1,5:1时脱硫效果较好。所以当脱硫率要求不太高时,可考虑使用高炉渣—粉煤灰混合脱硫剂,以部分或全部取代石灰石脱硫,可大大降低脱硫剂成本。本研究为高炉渣粉煤灰的资源化利用提供了又一途径,同时实现了以废治废,为高炉渣用作脱硫剂提供了初步的技术方案,对保障我国固体废物资源化利用与环境的可持续发展具有重大意义。资料显示:目前尚未见到国内外采用FLUENT6.1模拟软件模拟以高炉渣作脱硫剂的脱硫试验的研究报导,本文进行的初步探讨为高炉渣粉煤灰资源化的利用提供了基础技术指标。

关键词：固体废物高炉渣粉煤灰脱硫剂

西安市三桥地区地热采灌系统示踪试验及数值模拟研究

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西安市三桥地区地热采灌系统示踪试验及数值模拟研究

作者：翟美静长安大学

学位级别：硕士

本论文以西安三桥地区采灌系统为例,在查明研究区地热地质、水文地质的前提下,利用FEFLOW软件对研究区建立三维数值模型,根据研究区地热井实测水位和温度资料对模型进行了拟合验证,确定了模型的可靠性。在此基础之上,分别研究了采灌系... 详细信息

本论文以西安三桥地区采灌系统为例,在查明研究区地热地质、水文地质的前提下,利用FEFLOW软件对研究区建立三维数值模型,根据研究区地热井实测水位和温度资料对模型进行了拟合验证,确定了模型的可靠性。在此基础之上,分别研究了采灌系统在存在水力联系且不会发生热突破的前提下的最佳井间距;针对地下热水水位持续下降问题,研究了四种不同采灌方案下抽水井多年的水位下降量,提出了最佳采灌方案;同时研究了采灌系统运行参数（热储埋深、抽灌量、尾水回灌温度）、水力参数（渗透系数、单位贮水系数）、热参数（纵向热弥散度、导热系数、体积比热、孔隙度）在采灌系统运行中对热储层温度场和流场的影响程度及其主次关系;在采暖季利用硫氰酸氨作为示踪剂,对采灌井进行了连通性示踪试验,确定了采灌井的连通性。主要研究结果如下:（1）在示踪试验的110天监测期内,HS1抽水井水样中示踪剂浓度在89天时出现准峰值,尽管峰值由于人为干扰过大,不甚理想,但仍能代表现场采灌过程的人工流场干扰下的流场的实际流速,其流速为0.12m/h。（2）模拟示踪试验结果显示,示踪剂在110天时到达抽水井,与现场结果相互验证,证明了抽灌井之间的连通性。在影响示踪试验结果的因素中,抽灌量对示踪试验是否成功起着决定性作用。（3）三桥地区在供暖期内,抽灌量为2400m/d,100%回灌率,其余时间为间歇期的运行模式下,既存在水力联系,又不会发生热突破的合理井间距为200～650m。（4）四种不同采灌方案下,群抽不灌方案中抽水井水位下降最多,单抽单灌方案中水位下降最少。无论在单抽方案还是群抽方案中,随着回灌百分比的增大,地下水位均有所回升。在各类不同采灌方案中,尽管每年采灌间歇期地下水水位总会恢复,但随着数十年的持续开采,区域地下热水水位仍整体呈持续下降趋势。（5）各参数对含水层温度场及其最佳井间距的灵敏度强弱依次为:抽灌量>体积比热>尾水回灌温度>热储埋深>渗透系数>单位贮水系数>导热系数>纵向热弥散度>孔隙度。在众多参数中,抽灌量、渗透系数、纵向热弥散度、导热系数与温度场影响范围和最佳井间距呈正比,热储埋深、尾水回灌温度、单位贮水系数、体积比热和孔隙度与其成反比。（6）各参数对含水层流场的灵敏度强弱依次为:抽灌量>渗透系数>热储埋深>尾水回灌温度>单位贮水系数>导热系数=纵向热弥散度=体积比热=孔隙度。其中抽灌量和单位贮水系数与水力坡度呈正比,热储埋深、尾水回灌温度、渗透系数与水力坡度呈反比,热参数对水力坡度无影响。

关键词： FEFLOW软件最佳井间距采灌优化方案灵敏度分析示踪试验

深层地下热水成因类型的同位素水文地球化学证据——以关中盆地腹部为例

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深层地下热水成因类型的同位素水文地球化学证据——以关中盆地腹...

作者：徐国芳长安大学

学位级别：硕士

开展关中盆地腹部深层地下热水起源成因的研究,事关地下热水的可持续开发利用,事关国计民生,低碳环保,对于推动我国西部地下热水的合理开发利用意义重大。因此,本文应用同位素水文地球化学方法结合关中盆地地质构造演化,对研究区不同构... 详细信息

开展关中盆地腹部深层地下热水起源成因的研究,事关地下热水的可持续开发利用,事关国计民生,低碳环保,对于推动我国西部地下热水的合理开发利用意义重大。因此,本文应用同位素水文地球化学方法结合关中盆地地质构造演化,对研究区不同构造单元深层地下热水的成因类型进行探索性研究,并尝试性提供了残存陆相沉积水同位素水文地球化学证据。研究区不同构造单元深层地下热水成因类型的差异会导致其同位素水文地球化学特征的差异,因此,不同构造单元地下热水的同位素水文地球化学特征可反演地质历史时期深层地下热水的起源、成因及形成过程,进而划分不同的地下热水成因类型。依据研究区不同构造单元深层地下热水的水文地球化学类型、TDS、rNa/rCl、Cl/Br及SO42-×102/Cl等成因系数可以初步判定研究区热水成因类型;利用氢氧同位素漂移程度、氘剩余、3H及14C可区分和识别热水成因类型是现代溶滤水、古溶滤水或是残存陆相沉积水。14C可识别不同地质年代下地下热水的形成时间,将古地质环境下地下热水的滞留时间定量化。研究表明,研究区热水滞留时间在10ka.9ka之间,部分热水>2.9ka,属于地质历史时期古降水、沉积水及混合水;13C与次生热液方解石的分布范围重合指示热水中无机碳的主要来源为次生热液方解石,这是地质历史时期在构造因素影响下热储减压脱气的结果,此过程后于构造变动时期,其形成时代与热液方解石形成的时代相近,既水与岩石的关系为同期形成或稍后形成,指示热水可能为地质历史时期的残存陆相陆相沉积水;热水硫酸根离子中δ34S及δ18O的演化反映了细菌还原反应的进程,可提供封闭型热水赋存环境依据,固市凹陷热水所处环境封闭程度优于咸礼断阶和西安凹陷,其硫酸盐还原作用显著;根据3He/4He与4He/20Ne关系,可用于识别区分热液水气的幔源、壳源、气源及其贡献,根据其三元混合比例计算,西安凹陷热水气受大气及壳源影响,以壳源为主;咸礼断阶东热水气受大气、幔源和壳源影响,以壳源影响贡献为主;固市凹陷热水气基本不受大气影响,以壳壳源为主,热储环境封闭。同位素水文地球化学研究结果显示,不同构造单元深层热水成因类型各有不同。西安凹陷和咸礼断阶西热水为现代溶滤和古溶滤的混合溶滤成因,咸礼断阶东热水主要为古溶滤成因类型,伴有少量残存陆相沉积水,固市凹陷华阴051热水包含残存陆相沉积水。

关键词：地下热水关中盆地起源成因沉积水同位素

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关中地区地热产业发展现状及前景研究

关中地区地热产业发展现状及前景研究

作者：孟阳长安大学

学位级别：硕士

关中是陕西重要工业基地。近年来,西安市为首的多个关中城市雾霾连续多日盘踞全省高位。关中地区雾霾的成因,燃煤等污染物排放的人为因素才是雾霾的元凶。对我们正常的生产生活形成了重大威胁。随着“十三五”地热发展规划出台,我省水... 详细信息

关中是陕西重要工业基地。近年来,西安市为首的多个关中城市雾霾连续多日盘踞全省高位。关中地区雾霾的成因,燃煤等污染物排放的人为因素才是雾霾的元凶。对我们正常的生产生活形成了重大威胁。随着“十三五”地热发展规划出台,我省水热型地热供暖新增面积4500万m3的大背景下,摸清家底、改善能源结构,加速关中地区地热能产业发展刻不容缓。本文以关中地热能产业发展情况为主要对象,对浅层地温能、中深层水热型地热资源、无干扰地热供热系统的产业发展现状、经济效益、核心技术、发展前景等多个角度对上述地热供热方式进行分析对比,为关中地区各城市地热能的可持续开发及利用前景提供依据。从秦岭山前往北,TDS逐渐增大,地下热水经历了从开放的现代溶滤水→半开放半封闭的现代溶滤水和古溶滤水的混合水→封闭的残存沉积水逐步盐化的过程。深层热储温度为110℃左右,秦岭山前的浅部热储温度为80℃左右,热水的循环深度为1037687m。从δ值分布情况可以看到,位于西安和咸阳城区的样点距离大气降水线较远,δ18O漂移,说明西安、咸阳城区热储条件均不够开放,热水滞留时间长,位于西安北边的咸阳更为封闭。西安城区198口中深层地热井多年来水位下降速度较大,控制开采以后,水位仍在平缓下降,多数区域水位埋深将在未来几年下降至200m以上。为达到“十三五”期间陕西省水热型地热供暖和可持续发展的战略目的,西安地区建立“一采一灌”地热开采系统迫在眉睫。关中地区地热产业目前利用效率有限,利用认知度不高,地下热水大都具备很好的医疗保健作用,旅游浴疗产业应继续大力开发,地热能供暖所占供暖总面积的比重还很低,其中新建小区应根据其地域和区域地质特点因地制宜积极选择适合的地热供暖方式。浅层地温能热泵系统、中深层水热型地热采灌井系统、无干扰地热供热系统在综合效益方面均强于传统化石能源供热系统,技术也基本满足推广的要求,但是经过对比,在初投资、运行成本、占地面积、环境地质问题、使用年限等方面都存在区别,各有优劣。关中城市群占据着中深层水热型地热资源储有量、温度以及水质等诸多天时地利,中深层地下热水资源量丰富,水质又好,温度又高等优势在举国上下都是寥寥可数的,打破思维壁垒、解决观念问题、完善地方法规、提高民众认知度,充分利用水热型地热资源,以可持续为基础,物尽其用地开发。要尽快让中深层水热型地热资源在关中城市群地热产业占据更高的比重,让地下热能尽可能多代替传统化石能源进行供热,以热代煤,让自然给予关中的地热资源在减少雾霾污染中真正发挥大的作用。

关键词：关中城市群地热产业水热型地热资源浅层地温能无干扰地热供热系统

同位素演化对固市凹陷地下热水成因分类及渭河断裂导水性的指示意义

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同位素演化对固市凹陷地下热水成因分类及渭河断裂导水性的指示意...

作者：郭森长安大学

学位级别：硕士

同位素水文地球化学方法在研究地下热水的起源成因及赋存特征方面具有不可替代的优势。本文以固市凹陷和渭河断裂周边地下热水为研究对象,在野外实地取样调查及同位素测试分析的基础上,系统的研究了固市凹陷地下热水特征和渭河断裂导水... 详细信息

同位素水文地球化学方法在研究地下热水的起源成因及赋存特征方面具有不可替代的优势。本文以固市凹陷和渭河断裂周边地下热水为研究对象,在野外实地取样调查及同位素测试分析的基础上,系统的研究了固市凹陷地下热水特征和渭河断裂导水机理。研究成果既可丰富对地下热水深循环理论的认识又为固市凹陷与渭河断裂相关的咸阳西安关中城市群带地热资源开发利用提供科学依据。固市凹陷地下热水的δD和δ18O同位素研究表明:固市凹陷地下热水在不同次级构造单元具有不同的赋存特征及不同的补给来源。13C同位素表明地下热水中HCO3-并非是气源或幔源成因而是来自碳酸盐溶解。δ13C与HCO3-的关系提示固市凹陷地下热水赋存封闭程度固市断凹>二华断阶>三原断阶。δ34S揭示固市凹陷热下热水可能经历了由大气降水补给的开放状态到封闭滞留状态的过程。固市凹陷地下热水水文地球化学特征研究表明:固市凹陷地下热水普遍发生了溶滤、混合、脱碳酸、阳离子交替吸附作用,且固市断凹地下热水的TDS为固市凹陷之最。同位素及水文地球化学演化特征揭示,三原断阶地下热水的补给来源为北东方向庙山大气降水,二华断阶地下热水主要受西南方向少华山古代大气降水补给,固市断凹地下热水是与关中盆地同时沉积形成的沉积水或残存沉积水。渭河断裂周边地下热水在沿断裂走向从西到东水化学类型从SO4-Na型演变为SO4-Cl-Na型,TDS逐渐升高,结合氘氧及锶同位素表明渭河断裂在沿断裂走向上具有明显的导水性。而渭河断裂南北两侧地下热水水化学类型、氘氧同位素富集程度、锶同位素含量、地下热水年龄均有较大差异,表明渭河断裂垂直断裂走向上水力联系不明显。渭河断裂周边地下热水与附近非断裂带地下热水相比具有更高的温度和循环深度,氘氧同位素研究表明断裂带地下热水混入了当地承压冷水,说明渭河断裂在铅垂方向上具有较好的导水性。渭河断裂对关中盆地腹部地下热水的形成、赋存有重要影响。

关键词：固市凹陷地下热水起源成因渭河断裂导水性

同位素演化对具地压特征热储流体起源成因的指示意义 ——以关中盆地腹部为例

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同位素演化对具地压特征热储流体起源成因的指示意义 ——以关中...

作者：闫华长安大学

学位级别：硕士

关中腹地深部热储流体的成因演化关系着热水资源是否可持续开发利用，因此一直是各位学者关注的焦点。关中腹地具地压特征的深部热储流体与围岩反应强烈，氧漂移程度大，氘剩余却低至-40‰，表现出异于常压循环水的同位素水文地球化学... 详细信息

关中腹地深部热储流体的成因演化关系着热水资源是否可持续开发利用，因此一直是各位学者关注的焦点。关中腹地具地压特征的深部热储流体与围岩反应强烈，氧漂移程度大，氘剩余却低至-40‰，表现出异于常压循环水的同位素水文地球化学特征，属国内罕见，呈现出陆相沉积水或陆相残存沉积水的迹象。本文应用同位素水文地球化学方法结合关中盆地地质构造演化对研究区深部热储流体的成因演化进行探讨。Phreechc软件对研究区深部热储流体与低温水混合的比例、热储实际温度及水流路径上发生的水文地球化学作用模拟结果表明，热储流体大多混有其他来源低温水而未能达到水岩平衡，属于半成熟水，热储实际温度高于井口水温20℃0℃，在漫长的历史时期演化中发生了大量的岩盐溶解、脱硫酸作用及一定比例的混合作用。研究区深部热储流体氢氧稳定同位素分布特征指示了其接受补给源于海拔较高处且接受时的温度较低，为距今10000年前的末次冰期降水。而14C的演化说明研究区深部热储流体滞留时间均大于10000年，为全新世古大气降水或地表水补给。放射性同位素3H在研究区部分地区与14C共存的事实表明古溶滤水中混入了现代循环水，为混合型热水。热储流体中的13C与次生热液方解石的分布范围重合指示热储流体中无机碳的主要来源为次生热液方解石，或热储流体形成时代可能先于构造变动时期。研究区深部热储流体34S的演化表明固市凹陷地区脱硫程度远大于其他构造单元，为关中之最。热储流体中稳定同位素87Sr/86Sr比值及11B的分布则排除了研究区热储流体起源于地幔或海相沉积水的可能性，87Sr/86Sr比值进一步明确了研究区热储流体接受补给时的方向及路径。结合研究区热储流体中多种同位素水文地球化学特征及盆地沉积演化史的研究成果提出研究区深部热储流体存在残存陆相沉积水的可能性，并对研究区深部热储流体的成因类型进行了划分。

关键词：热储流体同位素演化起源成因沉积水

西安市地下水源热泵系统采灌井井距优化试验研究——以枫林九溪小区为例

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西安市地下水源热泵系统采灌井井距优化试验研究——以枫林九溪小...

作者：党书生长安大学

学位级别：硕士

地下水源热泵是以地下水作为低位热源,并利用热泵技术,实现冷热量由低位能向高位能的转移,从而达到为使用对象供热或供冷的一种系统,有节能、经济、环保、使用灵活等特点。但是,受地下水源热泵系统的复杂性和区域性差异较大等因素的影响... 详细信息

地下水源热泵是以地下水作为低位热源,并利用热泵技术,实现冷热量由低位能向高位能的转移,从而达到为使用对象供热或供冷的一种系统,有节能、经济、环保、使用灵活等特点。但是,受地下水源热泵系统的复杂性和区域性差异较大等因素的影响,各地区管理规定和设计技术规范不完善,地下水源热泵抽灌井布局、回灌水温度控制等参数大多凭借经验决定缺乏相应的科学指导,因此一些已投入使用的地下水源热泵系统在运行过程中暴露出采灌井之间发生“热贯通”、地面沉降等许多与环境、安全相关的问题。为了进一步完善地下水源热泵抽灌井群设计,对西安市地下数源热泵的开发利用提供科学参考。本文以西安国际港务区迎宾大道高新地产枫林九溪地下水源热泵系统为例,基于几何相似原则、动力相似原则、运动相似原则、边界条件一致原则的基础理论之上,设计并建立室内物理砂槽模型,模拟地下水源热泵在实际运行过程,并通过温度传感器和压力等传感器监测在模拟运行过程中砂槽内部温度、水质、流量和抽灌过程中沉降等变化。应用水文地球化学方法、AquaChem、PHREEQC等软件对模拟抽灌过程进行模拟计算,结合作图软件分析水源热泵系统在运行过程中抽灌井之间的合理井间距、建筑物与抽灌井之间的安全距离、以及砂槽试验过程中渗流场、温度场、化学场、应力场之间的相互关系。试验结果表明:砂槽试验中的模拟安全距离30m与流量、采灌比、渗透系数同等条件下枫林九溪地下水源热泵实际运行中的抽灌井距经验值28m基本一致,验证了本次砂槽模型试验的可行性和可靠性;地下水源热泵抽灌井之间的合理井间距、建筑物与抽灌井之间的安全距离随抽水量、采灌比、抽灌井之间的布局、水文地质参数、上覆荷载等参数的变化而变化;“直线同侧布局”和“扇形布局”条件下热贯通现象比在“直线异测布局”和“三角布局”条件下热贯通更加显著,说明同等条件下“直线异测布局”和“三角布局”较“直线同侧布局”和“扇形布局”较更不容易发生热突破;受温度及采灌系统材质的影响、水岩反应的影响发生沉淀的主要成分是以赤铁矿、菱铁矿为主的含铁类矿物,其次受温和水岩反应影响发生少量沉淀的是以白云石为主的碳酸盐类矿物,在温度变化过程中几乎不发生沉淀的是以石膏、硬石膏为主的硫酸盐类矿物,温度变化过程中会发生微量溶解的是以玉髓和石英为主的铝硅酸盐类矿物;总体而言在温度变化过程中沉淀量大于溶解量。在地下水源热泵运行过程中,随着运行周期的循环和温度的交替变化,含水介质的水岩作用会进一步加强,积累更多造成地下水源热泵回灌受阻的沉淀物;室内砂槽模拟试验过程中渗流场与温度场、渗流场与应力场、温度场与化学场之间相互耦合作用明显,其余各场之间联系不显著。本文的初步研究成果,为西安市砂槽物理模型试验积累了宝贵经验,也为水源热泵抽灌井群规范提供了技术支持,为水源热泵的可持续开发利用提供了科学依据。

关键词：地下水源热泵室内砂槽模型井间距四场耦合