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动态监测目的及现状

2020/01/26 08:07

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  沉积盆地型地热资源储量丰富,分布范围广,其地下热流体系统动态主要有渗流场、化学场、新宝6官网应力场、温度场的分布和变化。影响动态分布和变化的主要因素有自然因素和人工活动。

  在自然条件下,控制地热流体动态特征的主要因素是地质条件,即地质构造特征、新宝6官网深部温度场结构是地热水动态变化的关键。但是,由于地热水埋藏深,补给条件较差,在自然环境下宏观变化十分缓慢。除去地震、火山和滑坡等突发性事件外,地质作用都是相对稳定和变化缓慢的,其明显的变化只有通过大尺度地质历史研究才能发现。

  而人工活动,包括大规模的地下热水开采和回灌,往往是促使大多数地下热水系统改变其天然稳定状态最直接、最重要的原因。既然如此,那么人类就有必要对地下热水系统动态进行监测,掌握一定时间、空间范围内的动态变化规律,以服务于人类地下热水的开发利用,为生产、科研、管理以及我国的地下热水动态研究作出贡献。

  1)地下热水动态监测是地热地质、水文地质和环境地质调查的重要工作内容之一,是获取水、工、环地质信息最有效的方法。

  2)动态监测资料是地热资源均衡与评价的基础,地热资源动态与均衡是一个有机联系的整体,动态是均衡的外部表现,均衡是导致动态改变的内部因素。

  3)实施回灌的地热田,监测回灌冷水扩散轨迹和主要赋存位置,对热储层温度场、化学场的影响变化进行研究和预测,是实现地热资源可持续开发的科学依据。

  5)评价地热资源开发与地质环境影响的重要依据。随着环境问题的日趋严重,地热资源动态监测内容和质量要求将越来越高,监测任务也将会越来越重,该项工作只有加强,不能削弱。

  国际上,以美国、冰岛等高-中温地热资源开发利用发达的国家,无论从监测要求,还是自动化程度,均已形成一套较系统的动态监测方法。监测内容不仅有热储压力、温度、流体化学场,而且细致到微量元素、气体含量、地热田地球物理场的动态变化等,从而更加全面地了解地热开发动态,为地热资源评价、开发管理服务。

  俄罗斯的井网以撒网式大间距布设为特点;日本的井网以重点地震监测区内集中布设为特点;美国的井网是沿断裂条带状高密度布设为特点。它们都有一个共同特点是开展地下热水的压力、温度、流量、混浊度等物理动态综合监测,在有条件的井孔中同时布设水压、水位、水温、水氡、测震、应变等多种手段的监测仪器。这些国家地热资源动态监测都还坚持定期手测(一般是每月2~4次)与仪器连续自动记录同时并举,但在重点监测与研究地区多已实现了数字化监测,并在此基础上实现了监测数据有线、无线、卫星等自动传输与计算机集中储存与处理。

  地热水动态监测是一个时间连续性要求很高的工作,我国目前尚无地热动态监测的规范性要求或技术标准,主要是由于地热资源规模化的开发历史相对较短,尚未形成独立动态监测的系统程序。但在国内地热开发较早、规模较大的重要城市,也都开展了一系列的地下热水动态监测工作。如北京市2004年进行了《北京市地下热水动态监测系统示范工程研究》,通过示范工程建设,建立起一套地下热水水位和开采量自动监测的管理系统,极大地提高了管理的时效性和准确性,为地下热水可持续开发利用和保护提供科学依据。天津市地热动态监测工作起始于20世纪80年代,其后不断改进监测手段和监测网布局,至20世纪90年代中期已建立起较完善的地热动态监测系统,监测手段不断更新,监测队伍逐步走向专业化,至今获得了大量的、较为连续的地下热水动态监测资料。目前,单纯的地热资源勘探开发已不再是天津地热工作的主流,科学合理、保护性地开发地热资源已迫上眉梢,其主要措施是实施人工回灌,因此,天津目前的动态监测除地热开采动态监测以外,还包括回灌水温、水位、水量、水化学变化的动态监测。

  根据多年动态监测工作经验,尽量总结出一些行之有效的监测方法,但由于缺乏依据、新宝6平台登陆标准,常常出现野外监测数据不规范,室内数据处理方法不统一的情况。比如不同温度下液面埋深换算的方法不同,导致同样的原始数据经处理后结果不同,给地热开发管理带来一定困难。因此一个适宜于中低温沉积盆地,兼顾其他类型地热资源动态监测的操作规程急需制定出来,使地热资源动态监测工作实现标准化。

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