關中盆地地下熱水循環規律及可持續開發利用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李國敏 等 著

圖書標籤:

• 關中盆地
• 地下熱水
• 循環規律
• 可持續開發
• 水資源
• 地質學
• 環境科學
• 陝西省
• 熱力地質
• 資源利用

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030279149

版次：1

商品編碼：10003407

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2010-07-01

用紙：膠版紙

頁數：104

正文語種：中文

內容簡介

　　《關中盆地地下熱水循環規律及可持續開發利用》綜述瞭陝西關中盆地地下熱水資源形成的環境特徵，分析瞭關中盆地地下熱水分布規律及開發利用現狀；概述瞭地下水測年方法，論述瞭關中盆地地下熱水同位素（氫氧穩定同位素、14c、13c、34s）及CFCs的分布特徵；研究瞭關中盆地地下熱水年齡及循環模式。
　　《關中盆地地下熱水循環規律及可持續開發利用》可供水文地質學、同位素地球化學、地熱能及同位素技術等學科的本科生、研究生、高校教師、科研人員及管理人員使用和參考。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 關中盆地概況
1.1 自然地理條件
1.1.1 研究區範圍
1.1.2 地形地貌
1.1.3 氣象與水文
1.2 社會經濟概況
1.2.1 交通
1.2.2 區域經濟發展現狀
1.2.3 社會經濟發展規劃
1.2.4 文化曆史
1.2.5 旅遊
1.3 地熱資源社會需求
1.4 以往地熱地質勘察與研究工作及取得的主要認識
1.4.1 以往地熱地質勘察與研究工作
1.4.2 取得的主要認識

第2章 關中盆地地熱地質概況
2.1 關中盆地形成演化背景
2.2 主要構造體係及構造單元
2.3 深部地質構造特徵及地熱異常
2.4 地熱儲層類型及特徵
2.4.1 新生界砂岩、砂礫岩孔隙裂隙地熱儲層
2.4.2 下古生界碳酸鹽岩岩溶地熱儲層
2.4.3 秦嶺北麓構造斷裂裂隙地熱儲層

第3章 關中盆地地下熱水分布規律及開發利用現狀
3.1 地熱儲層的埋藏分布
3.2 地下熱水的補給來源
3.3 地下熱水水化學特徵
3.4 關中盆地地熱資源開發利用
3.4.1 地熱資源開發利用曆史
3.4.2 地熱資源開發利用現狀
3.5 地下熱水動態特徵
3.5.1 地下熱水水位動態特徵
3.5.2 地下水水質動態特徵
3.6 地下熱水開發利用中存在的主要問題

第4章 地下水測年方法
4.1 環境同位素測年方法
4.1.1 穩定同位素測年方法
4.1.2 放射性同位素T測年方法
4.2.3 放射性同位素14測年方法
4.2 示蹤和定年方法
4.2.1 全球大氣中濃度變化
4.2.2 地下水定年方法
4.2.3 計算地下水年齡的基本模型
4.2.4 定年方法的主要影響因素
4.2.5 研究區大氣濃度
4.2.6 地下水年齡
4.3 樣品采集和測試

第5章 關中盆地水體穩定同位素組成、年齡及循環特徵
5.1 大氣降水同位素
5.2 地錶水同位素
5.3 第四係淺層地下水穩定同位素組成、年齡及循環特徵
5.3.1 第四係淺層地下水穩定同位素組成
5.3.2 第四係淺層地下水年齡
5.3.3 淺層第四係地下水循環特徵
5.4 地下熱水穩定同位素組成、年齡及循環特徵
5.4.1 關中盆地地下熱水氫氧穩定同位素組成
5.4.2 關中盆地南部外圍斷裂帶附近地下熱水同位素特徵
5.4.3 關中盆地南部地下熱水和渭北岩溶水同位素特徵及相互關係
5.4.4 關中盆地地下熱水中硫酸鹽的形成
5.4.5 關中盆地南部含水層間相互關係
5.4.6 地下熱水的混閤程度
5.4.7 地熱儲層溫度和循環深度
參考文獻
彩圖

精彩書摘

　　通過已開展的地熱地質勘察與研究工作，對關中盆地地區地熱條件形成瞭一些初步的認識，在深部地質構造、地熱儲層劃分、地溫場分布等方麵都取得瞭開創性的成果，為本次研究工作奠定瞭良好的基礎。
　　綜閤已有的地熱地質勘察與研究工作的成果，主要取得瞭以下認識：
　　①通過綜閤研究，總結瞭關中盆地基底構造對地熱形成的控製作用，提齣瞭莫霍麵埋深和斷裂活動強弱是控製盆地地熱分布的兩個基本要素；
　　②通過野外調查，研究瞭部分地區地溫場特徵，分析瞭地溫梯度變化的基本特徵，並劃分瞭受盆地南緣深斷裂控製的垂嚮對流地熱田、盆地內受深部熱源加熱的層狀地熱田和盆地北側受斷階控製增溫的深循環帶狀地熱田3種地熱田類型；
　　③通過對盆地構造、地層的綜閤研究，結閤已有各類地熱鑽孔岩性分析，將大範圍分布的新生界劃分為5個地熱儲層，並初步總結瞭其埋藏條件、地溫分布、單井熱流體産量、熱流體化學類型等主要特徵；
　　④初步開展瞭地下水同位素及岩石熱力學性質的研究工作，積纍瞭部分資料，對盆地部分地段地熱資源進行瞭估算，對關中盆地地熱資源量有瞭初步的認識；
　　⑤對關中盆地地熱開發利用形成的環境效應進行瞭初步研究，對熱汙染、地麵沉降、熱流體超標排放等問題進行瞭簡要評述，並針對地熱資源保護提齣瞭限距分段開發、開采迴灌結閤、熱流體梯級開發利用等措施和建議。

前言/序言

　　地下水是陝西關中盆地最重要的城市和工農業供水水源，地下熱水在該地區的開發利用程度相應較高。近年來，隨著社會經濟的發展和科技的進步，在西安～鹹陽地區形成瞭地熱資源開發利用的熱潮，先後施工地熱井100多眼，地熱井口溫度最高可達112℃、自流量最大可達298m。／h，帶來瞭良好的經濟、社會和環境效益。然而，關中盆地至今還未進行過係統的地熱資源調查與評價，整個盆地內地熱資源的分布、埋藏、賦存特徵及形成、運移規律還不夠清楚，地熱資源量尚未查明。目前，地熱資源開發多為單位自主進行，部分地熱井的設計與施工存在著一定的盲目性和較大的風險性。為此，中國地質調查局與陝西省政府閤作開展瞭“陝西省關中盆地地熱資源調查評價”項目；中國科學院地質與地球物理研究所和陝西省地質調查院聯閤完成瞭“陝西關中盆地地下熱水同位素測定與熱水循環研究”項目。

關中盆地地下熱水循環規律及可持續開發利用 本書導讀： 在探索地球深層能量的利用途徑中，地熱能以其清潔、可再生的特性，日益受到全球關注。本書聚焦於中國地理版圖上一個極具典型意義的區域——關中盆地。關中地區，自古便是華夏文明的核心地帶，而其地錶之下蘊藏的豐富熱資源，則是支撐現代可持續發展的重要潛力所在。本書深入剖析瞭關中盆地地下熱水的賦存機製、動態循環規律及其長遠的開發利用前景，旨在為區域能源結構優化和生態環境保護提供堅實的科學依據。 第一部分：區域地質背景與熱儲構造 關中盆地位於中國秦嶺-祁連山褶皺係與阿拉善塊體南緣的匯聚地帶，其構造演化曆史極為復雜且關鍵。本書首先對盆地的地質構造特徵進行瞭詳盡的闡述。盆地的主體構造框架由新生代沉積物充填而成，深部基底則由復雜的古老岩漿岩和變質岩構成。這種“盆地-山脈”的耦閤結構，為熱源的聚集和熱水的運移提供瞭獨特的空間條件。 我們重點分析瞭控水、控熱的關鍵斷裂係統。在研究區域內，一係列南北嚮和東西嚮的深大斷裂，如渭河斷裂帶，不僅是地殼活動的主要通道，也是地熱水垂直上湧和水平運移的骨架網絡。本書結閤高精度重力、磁力資料以及地震勘探成果，精細勾勒瞭主要含水層和隔水層的空間展布，明確瞭熱儲層（如中新世碎屑岩和古生界碳酸鹽岩）的厚度、孔隙度與滲透率的宏觀參數分布規律。 第二部分：地下熱水的地球化學指紋與水文地球化學特徵 地下熱水的“指紋”——地球化學特徵，是揭示其來源、運移路徑和水-岩相互作用過程的關鍵信息。本書采用同位素地球化學（包括$delta^{18} ext{O}$、$delta ext{D}$、$^{87} ext{Sr}/^{86} ext{Sr}$等）和主要陰陽離子分析相結閤的方法，係統解剖瞭關中盆地內不同溫度、不同深度的熱水的化學成分特徵。 研究發現，該區域的地熱水主要錶現為中-低溫型熱水，溫度多集中在$40^circ ext{C}$至$120^circ ext{C}$之間。通過對矽（$ ext{SiO}_2$）和鎂（$ ext{Mg}^{2+}$）等溫度指示性指標的判彆，準確估算瞭不同熱水的深部平衡溫度，並與實際監測數據進行瞭交叉驗證。 水化學類型的演變路徑清晰地展示瞭水-岩相互作用的階段性：淺層淡水在側嚮補給過程中，逐漸溶解深部岩石中的離子，形成瞭以$ ext{HCO}_3^-$-$ ext{Na}^+$型為主的熱水，在部分高熱流區，甚至齣現瞭$ ext{SO}_4^{2-}$-$ ext{Cl}^-$-$ ext{Na}^+$的過渡類型，這暗示瞭不同水體與圍岩的滯留時間差異。同時，對微量元素和稀土元素的分析，進一步佐證瞭熱水循環的深部來源和其與岩漿侵入活動可能存在的間接聯係。 第三部分：熱流場與地下水循環動力學模型 理解熱水的循環規律，核心在於解析熱源、運移路徑和補給排泄機製。本書建立瞭關中盆地三維地下水流模型，將區域地質構造、水力傳導係數、邊界條件和熱參數（熱導率、熱容）等納入統一的數值計算框架。 我們重點模擬瞭“深循環”和“淺循環”兩種主要模式的動態過程。在深循環模式下，冷水沿深大斷裂帶滲透至深部地熱梯度較高的區域，被加熱後，由於密度降低和構造驅動力，沿斷裂快速上湧至淺部熱儲層，形成高效的熱量傳遞迴路。循環深度與區域地熱梯度和構造的開放性直接相關。 通過對水力梯度和流速的模擬，揭示瞭熱儲層的優勢滲流通道。研究錶明，斷裂帶附近的滲透率被極大地增強，是熱量輸送的主要“高速公路”。模型輸齣結果清晰地描繪瞭熱水從秦嶺北緣和六盤山等高山區的側嚮深部補給區，嚮盆地中心區匯聚的整體流場格局。這些動力學模擬為評估區域地熱資源的可持續采熱潛力提供瞭定量依據。 第四部分：可持續開發利用的挑戰與策略 地熱資源的可持續利用，平衡資源賦存的自然更新速率與人工開采速率是關鍵。本書在論述瞭資源潛力後，轉嚮瞭實際開發中的關鍵問題。 關中盆地地熱資源麵臨的主要挑戰包括：一是部分區域的資源量雖然較大，但開采深度過深，鑽探成本高昂；二是高強度開采可能導緻的地下水化學組分變化和地麵沉降風險。 針對這些挑戰，本書提齣瞭多維度的可持續開發策略： 1. 精細化資源評估與分區管理： 基於循環模型和熱儲特徵，對盆地進行熱資源潛力分級，明確哪些區域適閤大規模集中供暖，哪些區域適閤分散式溫泉旅遊開發。 2. 迴灌技術優化： 強調瞭冷水迴灌對維持儲層壓力和熱儲溫度的關鍵作用。提齣瞭基於水化學兼容性分析的迴灌井設計方案，以避免因迴灌水化學性質變化導緻的熱儲堵塞問題。 3. 多能耦閤利用： 探討瞭地熱能與光伏發電、生物質能等其他清潔能源的耦閤模式，以提高能源綜閤利用效率，並提齣瞭階梯利用方案，例如高溫用於發電或區域供暖，中溫用於溫室農業，低溫用於生活熱水。 結語： 《關中盆地地下熱水循環規律及可持續開發利用》不僅是對一個特定區域熱資源基礎科學問題的係統性總結，更是對中國內陸盆地地熱資源研究方法的實踐與創新。本書的研究成果為推動區域能源轉型、實現“雙碳”目標提供瞭紮實的科學支撐，為保障區域生態安全和經濟高質量發展描繪瞭可行的技術路徑。通過深入理解和審慎開發，關中盆地的地下熱能必將成為未來可持續發展的重要基石。

評分☆☆☆☆☆

讀瞭這本書之後，我感覺自己仿佛變成瞭一位地質勘探者，親身走進瞭關中盆地那廣袤而又深邃的地下世界。作者對於地下水文地質條件的分析，簡直可以用“鞭闢入裏”來形容。從盆地的構造背景，到不同地層的水文特性，再到熱水係統的形成機製，每一步都講解得十分到位。尤其是對於不同類型地下熱水的分類和成因，讓我有瞭更清晰的認識。書中對地下水循環過程的描述，不再是簡單的“地下水嚮下滲漏”的綫性思維，而是展現瞭一個復雜的多相流、多過程耦閤的動態係統，其中滲透、對流、傳熱等關鍵環節都被細緻地剖析。我特彆欣賞的是，作者在論述理論的同時，並沒有忽略實際應用，而是將這些理論知識與關中盆地地下熱水資源的開發利用緊密結閤起來。關於如何科學地評估資源量、如何進行閤理的開采設計、如何監測和管理熱水開采過程，以及如何預防可能齣現的環境問題，書中都給齣瞭深入的探討和建議。這對於那些希望在這方麵進行投資或者研究的專業人士來說，無疑是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，那種深邃的藍色調，點綴著抽象的水流紋路，讓人一下子就聯想到地下深處的神秘世界。我一直對地理和地質方麵的知識頗感興趣，特彆是那些與我們生活息息相關但又隱藏在幕後的自然現象。關中盆地，這個名字本身就帶著曆史的厚重感，而“地下熱水循環規律”更是勾起瞭我的好奇心。我想象著，在厚厚的黃土地之下，究竟是怎樣一番復雜而又精妙的係統在運作？水是如何從地錶滲透下去，又在怎樣的地質構造中被加熱，最終形成我們所知的溫泉或者其他形式的地下熱水？這本書是否能夠為我揭開這層神秘的麵紗，讓我對這個區域的地理特徵有一個更深入的理解？我期待著它能用生動形象的語言，配閤精美的插圖或模型，將那些抽象的地質概念變得易於理解，而不是枯燥乏味的專業術語堆砌。尤其是在“可持續開發利用”這個方麵，我希望它能提齣一些切實可行的方案，探討如何在滿足人類需求的同時，最大限度地減少對環境的負麵影響，讓這寶貴的地下資源得以長久地惠及後人。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格讓我印象深刻，它既有學術著作的嚴謹和專業，又不乏科普讀物的通俗和易懂。作者在講解復雜的地下水文地質概念時，善於運用形象的比喻和生動的例子，讓即使是初次接觸這類知識的讀者，也能輕鬆理解。我特彆喜歡書中對“循環規律”的描述，作者並沒有把這部分寫得過於枯燥，而是通過對不同地區、不同深度地下熱水的對比分析，展現瞭其多樣性和復雜性。讀到關於“可持續開發利用”的部分，我更是被其中所蘊含的科學精神和人文關懷所打動。作者不僅關注資源的開發，更關注資源的保護，以及開發利用對當地生態環境和社會經濟的影響。書中關於如何平衡資源開發與環境保護、如何實現經濟效益與生態效益的雙贏的探討，都充滿瞭智慧和前瞻性。這讓我覺得，這本書不僅能夠滿足我對科學知識的渴求，更能引發我對環境、社會以及未來發展的深層思考，是一本真正具有啓發意義的好書。

評分☆☆☆☆☆

從一個普通讀者的角度來看，這本書給我最大的感受就是它的“實用性”和“前沿性”。“規律”的探索總是充滿挑戰，而“可持續開發利用”更是需要前沿的科學技術作為支撐。關中盆地作為我國重要的地質構造區域，其地下熱水資源的潛力不容忽視，但如何將其轉化為可持續的能源，卻是一個復雜而精細的工程。這本書沒有迴避這些挑戰，而是選擇直麵問題，深入研究。書中對於地下熱水形成機理的分析，讓我看到瞭科學傢們嚴謹的科研態度，他們通過大量的實地考察、數據分析和模型模擬，一點點揭示齣地下深處的奧秘。而對於開發利用部分的探討，則更具現實意義。例如，書中關於如何提高熱水抽取效率、如何減少能源損耗、如何處理開采過程中産生的廢水廢渣等問題，都給齣瞭具體的解決方案。這讓我覺得，這本書不僅僅是一本理論性的學術著作，更是一本能夠指導實踐的操作手冊，對於推動關中盆地地下熱水資源的科學開發和高效利用，具有重要的指導作用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，在我看來，並不僅僅在於它對“關中盆地地下熱水循環規律”的科學闡述，更在於它所傳遞的一種關於“人與自然和諧共生”的理念。在如今資源日益緊張，環境問題日益突齣的時代，如何科學、閤理、可持續地利用自然資源，已經成為擺在我們麵前的嚴峻課題。這本書恰恰就聚焦於地下熱水這一重要的地熱資源，深入淺齣地分析瞭其內在的循環規律，這本身就是一項具有前瞻性的工作。而更難能可貴的是，它並沒有止步於理論研究，而是將目光投嚮瞭“可持續開發利用”這一更為廣闊的領域。作者在書中提齣的那些關於環境保護、資源調控、技術創新等方麵的建議，都充滿瞭智慧和遠見。它提醒我們，任何資源的開發都必須以尊重自然規律為前提，以生態效益和長遠利益為根本，絕不能為瞭眼前的短期利益而破壞賴以生存的自然環境。讀完這本書，我感覺自己對“可持續發展”有瞭更深刻的理解，也對如何更好地利用和保護我們腳下的寶貴資源有瞭更多的思考。