基于浅层地温及原位热物性参数地温场预测

张庆, 李云峰, 龚绪龙, 侯莉莉, 周小平, 陆远志, 牛晓楠. 基于浅层地温及原位热物性参数地温场预测[J]. 地质通报, 2021, 40(10): 1713-1719.
引用本文: 张庆, 李云峰, 龚绪龙, 侯莉莉, 周小平, 陆远志, 牛晓楠. 基于浅层地温及原位热物性参数地温场预测[J]. 地质通报, 2021, 40(10): 1713-1719.
ZHANG Qing, LI Yunfeng, GONG Xulong, HOU Lili, ZHOU Xiaoping, LU Yuanzhi, NIU Xiaonan. Ground temperature prediction based on shallow-surface ground temperature and in-situ thermophysical parameters[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(10): 1713-1719.
Citation: ZHANG Qing, LI Yunfeng, GONG Xulong, HOU Lili, ZHOU Xiaoping, LU Yuanzhi, NIU Xiaonan. Ground temperature prediction based on shallow-surface ground temperature and in-situ thermophysical parameters[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(10): 1713-1719.

基于浅层地温及原位热物性参数地温场预测

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《安庆多要素城市地质调查》(编号:DD20189250)和自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室开放课题(编号:JSDDYHJD2018022)
详细信息
    作者简介: 张庆(1986-), 男, 博士, 高级工程师, 从事城市地质调查、工程地质研究。E-mail: sys8633@126.com
  • 中图分类号: P314.3;P62

Ground temperature prediction based on shallow-surface ground temperature and in-situ thermophysical parameters

  • 近年,地热资源作为一种新颖的清洁能源已经引起广泛的关注。中国浅层地热能资源丰富,但探测手段限制其大规模发展。热物性参数是地热能赋存载体的关键参数之一,决定了热能在岩土体中的传播速度和岩土体温度场的分布。因此,采用基于热物性参数研发的浅层测温和原位热物性参数测试仪开展现场试验,获取地温、热物性参数等数据。采用一维稳态热传导理论建立地温场预测模型,利用不同岩性实测、概化热物性参数进行恒温层地温场分布预测。结果表明,浅层地温场受江水流动影响较大。采用岩性概化与实测热物性参数对恒温层地温场预测几乎一致,因此,利用研发的仪器及模型进行恒温层地温场分布预测是十分有效的。另外,该方法方便快捷,可利用其对浅层地热能开发利用提供合理的建议,并在实际工程中推广应用。

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  • 图 1  研究区位置

    Figure 1. 

    图 2  研究区2.5 m深度温度等值线图

    Figure 2. 

    图 3  研究区浅层热流密度分布云图

    Figure 3. 

    图 4  研究区恒温层预测温度等值线图

    Figure 4. 

    图 5  实测热物性参数参与计算的恒温层预测温度等值线图

    Figure 5. 

    表 1  研究区浅层测量结果

    Table 1.  Shallow ground temperature survey results in the study area

    孔号 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
    1.5 m地温/℃ 15.0 15.0 15.1 15.7 14.8 14.5 14.7 15.4 15.6 15.2
    2.5 m地温/℃ 15.3 15.2 15.4 16.0 15.1 14.7 14.9 15.7 15.9 15.4
    1.5 m导热系数W/(K·m) 0.732 0.927 0.689 0.652 0.729 0.687 0.813 0.837 0.779 0.955
    2.5 m导热系数W/(K·m) 0.801 0.759 0.745 0.639 0.795 0.825 0.707 0.962 0.957 0.974
    孔号 11 12 13 14 15 16 17 18 19
    1.5 m地温/℃ 16.5 15.4 15.3 15.7 15.2 15.6 16.0 15.3 15.1
    2.5 m地温/℃ 16.8 15.7 15.5 16.0 15.5 15.9 16.2 15.6 15.4
    1.5 m导热系数W/(K·m) 0.984 0.968 1.080 0.995 1.202 1.036 1.004 1.064 1.184
    2.5 m导热系数W/(K·m) 1.018 1.306 1.125 1.030 1.529 0.995 1.087 1.027 1.064
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    表 2  研究区实测导热系数平均值

    Table 2.  Average value of measured thermal conductivity in the study area

    深度/m 3 4 5 6 7 8 9 10 11
    土质 粉土 粉土 粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土
    导热系数W/(K·m) 0.622 1.729 0.954 1.845 1.384 1.443 1.563 1.610 1.356
    深度/m 12 13 14 15 16 17 18 19 20
    土质 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土 淤泥质粉土
    导热系数W/(K·m) 1.244 1.227 0.424 0.797 1.139 1.883 1.811 1.111 0.755
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出版历程
收稿日期:  2020-07-08
修回日期:  2021-06-21
刊出日期:  2021-10-15

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