北京市小汤山地区基岩热储数值模拟研究

发布时间：2022-11-06 15:09

　　小汤山地区是北京市地热勘察最早，开发程度最高的地区之一。至2005年，小汤山地热田的地热井总数近100眼，年开采量超过350×104m3。地下热水过量开采，地下水位持续下降是该地区地热资源存在的问题。回灌井是该地区抑制地下水位下降的重要措施。 北京市小汤山地热田属传导型地热田，主要基岩热储包括寒武系（∈）地层、蓟县系铁岭组（Jxt）和蓟县系雾迷山组（Jxw）。其上部的第四系（Q）、侏罗系（J）和青白口系（Qb）隔水隔热层，是该地区基岩热储的盖层。 北京市小汤山地热田处于沉积盆地边缘，断裂发育，促进了地下热水的形成，运移和赋存。从该地区北部山区流入的地下冷水在导热的深大断裂黄庄-高丽营断裂作用下增温加热形成地下热水。与深大断裂相伴生的大柳树-葫芦河断裂等其它断裂，勾通了深部热源与热储层的水力联系，造成热能储存和运移的空间及通道，使地下热水在相对较浅部位富集。形成北京市小汤山地热异常区。 对研究区进行模型概化后利用FEFLOW软件进行数值模拟。模型平面上为由断裂圈定的扇形，面积约115km2。模型纵向上深3310m，分为20层。研究区的地下热水模拟主要采用水热耦合模拟，利... 

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摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 选题背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 北京市小汤山地区热储研究现状
        1.2.2 地下热水数值模拟研究现状
            1.2.2.1 地下水数值模拟研究现状
            1.2.2.2 水热耦合数值模拟研究现状
    1.3 论文研究内容及方法
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文研究方法
第2章 区域地质概况及地热地质特征
    2.1 自然地理概况
    2.2 地质概况
        2.2.1 地层特征
        2.2.2 构造特征
        2.2.3 岩浆活动
    2.3 地热地质特征
        2.3.1 热源
        2.3.2 基岩热储
    2.4 基岩热储水位和温度动态
        2.4.1 水位动态
        2.4.2 温度动态
第3章 地下热水系统概化及三维数学模型
    3.1 模型概化
        3.1.1 模型范围确定
            3.1.1.1 平面范围确定
            3.1.1.2 纵向结构确定
        3.1.2 模型分层
    3.2 数学模型
        3.2.1 问题设定
        3.2.2 地下水流动方程
        3.2.3 热量运移方程
    3.3 模型网格剖分和时间离散
        3.3.1 网格剖分
        3.3.2 时间离散
    3.4 边界条件
        3.4.1 地下水流动边界
            3.4.1.1 侧向径流
            3.4.1.2 地热井
        3.4.2 热量运移边界
            3.4.2.1 恒温边界
            3.4.2.2 热通量边界
    3.5 初始条件
        3.5.1 水头初始条件
        3.5.2 温度初始条件
    3.6 参数分区
        3.6.1 渗透系数
        3.6.2 导热系数
        3.6.3 孔隙率和储水系数
        3.6.4 分区结果
    3.7 地热井的处理
第4章 模型识别与验证
    4.1 地下水流场识别与验证
    4.2 温度场的识别与验证
第5章 预测计算
    5.1 地热井设置
    5.2 方案一
    5.3 方案二
    5.4 本章小结
第6章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]孔隙型地热采灌开发方案的数值模拟研究[J]. 雷海燕,朱家玲.  太阳能学报. 2010(12)
[2]热渗耦合的地下水源热泵抽灌井传热数值模拟[J]. 马云东,姜秋耘,潘科.  水电能源科学. 2010(12)
[3]地下水流模型的建立——以华北平原为例[J]. 林坜,杨峰,崔亚莉.  北京水务. 2010(02)
[4]北京市地热资源开发利用状况[J]. 孙颖,刘久荣,韩征,王树芳,何政伟.  安徽农业科学. 2009(16)
[5]FEFLOW在地下水数值模拟中的应用[J]. 徐艳杰,常利武,黄会平.  华北水利水电学院学报. 2009(02)
[6]酒泉盆地地下水系统数值模拟与预测[J]. 王刚,周启友,魏国孝,李常斌.  工程勘察. 2009(02)
[7]陕西渭北东部岩溶热水运移数值模型研究[J]. 黎明,李国敏,杨辽,党学亚,赵春虎,侯光才,张茂省.  中国科学.D辑:地球科学. 2006(S2)
[8]基于GMS的水文地质结构可视化研究——以天山北麓为例[J]. 梁煦枫,王哲,曾永刚.  地下水. 2006(06)
[9]京北地热田开发对地下流体动态的影响[J]. 刘成龙,车用太,吕金波.  地震地质. 2006(01)
[10]福州温泉区地下热水有限元数值模拟研究[J]. 樊秀峰,吴振祥,简文彬,林正树.  福州大学学报(自然科学版). 2005(02)

硕士论文
[1]广东从化温泉区地下热水的分布特征和数值模拟研究[D]. 郭帅.中国地质大学（北京） 2013
[2]北京市小汤山地区地温场特征及地下热水成因模式分析[D]. 王泽龙.中国地质大学（北京） 2007



本文编号：3703721