德州市平原县地下热水资源开发利用研究

发布时间：2017-06-17 10:05

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【摘要】：地热资源指的是能为人利用的地球内部的热资源,相对于传统能源它具有洁净、经济、污染环境少等优点,同时它还是集水、矿、热为一体的综合性的矿产资源。但是由于对地热资源不合理的开发利用造成了很严重的环境问题：比如严重开采引发的地面沉降、地热水的排放对土壤和水资源的污染,还有热污染等。如何合理的开发利用地热资源是当前面临的十分重要的问题。平原县地处鲁西北黄泛冲积平原,地热地质条件良好,地热水资源丰富,给地热利用提供了得天独厚的条件。本文以平原县湖滨华苑小区地热井取暖项目为例,对平原县的馆陶组地热水资源量、开发利用现状、回灌技术研究、对环境影响等各方面做了相应的研究。本文通过搜集资料、分析研究区的水文气象、地质、地层等基础资料,分析研究区的热储层岩性、埋深、厚度及地热水的赋存条件,根据研究区的地温场的特征,研究地温场的垂直变化的规律,得出研究区馆陶组地热平均温度为58℃。通过抽水实验可知研究区热储含水层富水性良好。本文通过对研究区平原县湖滨华苑小区地热井取暖项目进行分析,确定了地热单井可开采资源所需要的参数,通过计算得到研究区馆陶组可采地热资源量、单位面积的可采地热储存量。计算得出研究区馆陶组热储地热水静储量和地热水可开采量。本文通过对地热井抽出的地热水采用综合水质指数法评价为V类水,水质较差,不适宜于饮用及农田灌溉。该地区深层地热水对金属具有强腐蚀性,水中硫酸根对混凝土有中腐蚀性。因此,在工程设计中选用建筑材料必须考虑地下热水对金属的强腐蚀性,并选用抗硫酸盐水泥。水源热泵必须安装抗腐蚀性强的钛合金板式换热器。通过对地热水结垢趋势评价,得出无硫酸钙垢和硅酸盐垢的生成,因此推测本区地热水中一般不会形成硫酸钙垢和硅酸盐垢。本文提出了适宜研究区的地热水回灌的方案,以及工艺和技术要求,全面分析了回灌过程中的容易出现的问题,分析研究了回灌井堵塞的现象、类型和原因、采用回扬法、化学法和灭菌法等的处理堵塞的方法。通过具体的回灌实验得到回灌量与压力的关系曲线,可以看出随着回灌时间的延长,回灌能力会降低,通过回扬后,其回灌能力又有所增加。本文的研究结果一方面为德州市平原县地下热水资源的可持续开发利用提供科学依据,也为当地的行政主管部门科学合理管理地下水资源提供依据。
【关键词】：地热资源 可持续发展 提供依据
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P314.1;TK52
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 研究背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究进展13-15
• 1.2.1 国内外地热资源开发利用现状13-14
• 1.2.2 地下热水资源回灌技术研究进展14-15
• 1.3 研究内容和技术路线15-18
• 1.3.1 研究内容15-17
• 1.3.2 研究技术路线17-18
• 2 自然地理及地质条件18-23
• 2.1 自然地理条件18-19
• 2.1.1 地理位置18
• 2.1.2 水文气象18-19
• 2.1.3 地形地貌19
• 2.1.4 社会经济概况19
• 2.2 区域地质概况19-23
• 2.2.1 地层19-21
• 2.2.2 岩浆活动情况21
• 2.2.3 地质构造21-23
• 3 地热水资源状况及其开发利用分析23-34
• 3.1 研究区地温场的特征23-25
• 3.1.1 水平方向地温梯度变化特征23
• 3.1.2 垂向地温梯度的变化规律23-25
• 3.2 参照井及抽水试验25-26
• 3.3 地热水资源状况26-27
• 3.3.1 地热水的热源26-27
• 3.3.2 地热水的补给27
• 3.3.3 地热水的物理化学性质27
• 3.4 地热水开发及利用分析27-31
• 3.4.1 地热水开发利用状况27-30
• 3.4.2 地热水的开发利用前景30
• 3.4.3 开发利用中存在的问题30-31
• 3.5 地热水开发环境影响研究31-34
• 3.5.1 地热水开发引起的环境问题开发利用中存在的问题31-32
• 3.5.2 环境保护措施32-34
• 4 地热水资源评估及水质分析34-52
• 4.1 地热水资源计算34-41
• 4.1.1 水温及井深的计算34-35
• 4.1.2 馆陶组地热资源量的计算35-36
• 4.1.3 实验区地下热水资源量36-37
• 4.1.4 实验区地热水可采资源量37-39
• 4.1.5 实验区地下水水位预测39-40
• 4.1.6 研究区馆陶组地热水资源量评估40-41
• 4.2 地下热水水质分析评价41-52
• 4.2.1 地热水的腐蚀性评价44-48
• 4.2.2 地热水结垢趋势评价48-49
• 4.2.3 地热水水质对水源热泵机组的影响49-52
• 5 地热水回灌技术研究52-59
• 5.1 地热水回灌的必要性和目的52
• 5.1.1 地热水回灌的必要性52
• 5.1.2 地热水回灌的目的52
• 5.2 研究区回灌的方案及设备技术要求52-53
• 5.2.1 地热水回灌的方案52-53
• 5.2.2 地热水回灌的设备技术要求53
• 5.3 回灌过程中堵塞问题及解决方案53-55
• 5.3.1 回灌井堵塞的类型及原因53-54
• 5.3.2 处理堵塞的方法54-55
• 5.4 关于研究区回灌试验分析55-59
• 5.4.1 试验场地及工程设施55
• 5.4.2 试验结果分析55-58
• 5.4.3 回灌期间的注意事项58-59
• 6 结论与建议59-61
• 6.1 结论59-60
• 6.2 建议60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 个人简历66
• 攻读硕士期间发表的论文66

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本文编号：458015