关中盆地地下热水循环规律及可持续开发利用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李国敏 等 著

图书标签:

• 关中盆地
• 地下热水
• 循环规律
• 可持续开发
• 水资源
• 地质学
• 环境科学
• 陕西省
• 热力地质
• 资源利用

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030279149

版次：1

商品编码：10003407

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-07-01

用纸：胶版纸

页数：104

正文语种：中文

内容简介

　　《关中盆地地下热水循环规律及可持续开发利用》综述了陕西关中盆地地下热水资源形成的环境特征，分析了关中盆地地下热水分布规律及开发利用现状；概述了地下水测年方法，论述了关中盆地地下热水同位素（氢氧稳定同位素、14c、13c、34s）及CFCs的分布特征；研究了关中盆地地下热水年龄及循环模式。
　　《关中盆地地下热水循环规律及可持续开发利用》可供水文地质学、同位素地球化学、地热能及同位素技术等学科的本科生、研究生、高校教师、科研人员及管理人员使用和参考。

内页插图

目录

前言
第1章 关中盆地概况
1.1 自然地理条件
1.1.1 研究区范围
1.1.2 地形地貌
1.1.3 气象与水文
1.2 社会经济概况
1.2.1 交通
1.2.2 区域经济发展现状
1.2.3 社会经济发展规划
1.2.4 文化历史
1.2.5 旅游
1.3 地热资源社会需求
1.4 以往地热地质勘察与研究工作及取得的主要认识
1.4.1 以往地热地质勘察与研究工作
1.4.2 取得的主要认识

第2章 关中盆地地热地质概况
2.1 关中盆地形成演化背景
2.2 主要构造体系及构造单元
2.3 深部地质构造特征及地热异常
2.4 地热储层类型及特征
2.4.1 新生界砂岩、砂砾岩孔隙裂隙地热储层
2.4.2 下古生界碳酸盐岩岩溶地热储层
2.4.3 秦岭北麓构造断裂裂隙地热储层

第3章 关中盆地地下热水分布规律及开发利用现状
3.1 地热储层的埋藏分布
3.2 地下热水的补给来源
3.3 地下热水水化学特征
3.4 关中盆地地热资源开发利用
3.4.1 地热资源开发利用历史
3.4.2 地热资源开发利用现状
3.5 地下热水动态特征
3.5.1 地下热水水位动态特征
3.5.2 地下水水质动态特征
3.6 地下热水开发利用中存在的主要问题

第4章 地下水测年方法
4.1 环境同位素测年方法
4.1.1 稳定同位素测年方法
4.1.2 放射性同位素T测年方法
4.2.3 放射性同位素14测年方法
4.2 示踪和定年方法
4.2.1 全球大气中浓度变化
4.2.2 地下水定年方法
4.2.3 计算地下水年龄的基本模型
4.2.4 定年方法的主要影响因素
4.2.5 研究区大气浓度
4.2.6 地下水年龄
4.3 样品采集和测试

第5章 关中盆地水体稳定同位素组成、年龄及循环特征
5.1 大气降水同位素
5.2 地表水同位素
5.3 第四系浅层地下水稳定同位素组成、年龄及循环特征
5.3.1 第四系浅层地下水稳定同位素组成
5.3.2 第四系浅层地下水年龄
5.3.3 浅层第四系地下水循环特征
5.4 地下热水稳定同位素组成、年龄及循环特征
5.4.1 关中盆地地下热水氢氧稳定同位素组成
5.4.2 关中盆地南部外围断裂带附近地下热水同位素特征
5.4.3 关中盆地南部地下热水和渭北岩溶水同位素特征及相互关系
5.4.4 关中盆地地下热水中硫酸盐的形成
5.4.5 关中盆地南部含水层间相互关系
5.4.6 地下热水的混合程度
5.4.7 地热储层温度和循环深度
参考文献
彩图

精彩书摘

　　通过已开展的地热地质勘察与研究工作，对关中盆地地区地热条件形成了一些初步的认识，在深部地质构造、地热储层划分、地温场分布等方面都取得了开创性的成果，为本次研究工作奠定了良好的基础。
　　综合已有的地热地质勘察与研究工作的成果，主要取得了以下认识：
　　①通过综合研究，总结了关中盆地基底构造对地热形成的控制作用，提出了莫霍面埋深和断裂活动强弱是控制盆地地热分布的两个基本要素；
　　②通过野外调查，研究了部分地区地温场特征，分析了地温梯度变化的基本特征，并划分了受盆地南缘深断裂控制的垂向对流地热田、盆地内受深部热源加热的层状地热田和盆地北侧受断阶控制增温的深循环带状地热田3种地热田类型；
　　③通过对盆地构造、地层的综合研究，结合已有各类地热钻孔岩性分析，将大范围分布的新生界划分为5个地热储层，并初步总结了其埋藏条件、地温分布、单井热流体产量、热流体化学类型等主要特征；
　　④初步开展了地下水同位素及岩石热力学性质的研究工作，积累了部分资料，对盆地部分地段地热资源进行了估算，对关中盆地地热资源量有了初步的认识；
　　⑤对关中盆地地热开发利用形成的环境效应进行了初步研究，对热污染、地面沉降、热流体超标排放等问题进行了简要评述，并针对地热资源保护提出了限距分段开发、开采回灌结合、热流体梯级开发利用等措施和建议。

前言/序言

　　地下水是陕西关中盆地最重要的城市和工农业供水水源，地下热水在该地区的开发利用程度相应较高。近年来，随着社会经济的发展和科技的进步，在西安～咸阳地区形成了地热资源开发利用的热潮，先后施工地热井100多眼，地热井口温度最高可达112℃、自流量最大可达298m。／h，带来了良好的经济、社会和环境效益。然而，关中盆地至今还未进行过系统的地热资源调查与评价，整个盆地内地热资源的分布、埋藏、赋存特征及形成、运移规律还不够清楚，地热资源量尚未查明。目前，地热资源开发多为单位自主进行，部分地热井的设计与施工存在着一定的盲目性和较大的风险性。为此，中国地质调查局与陕西省政府合作开展了“陕西省关中盆地地热资源调查评价”项目；中国科学院地质与地球物理研究所和陕西省地质调查院联合完成了“陕西关中盆地地下热水同位素测定与热水循环研究”项目。

关中盆地地下热水循环规律及可持续开发利用 本书导读： 在探索地球深层能量的利用途径中，地热能以其清洁、可再生的特性，日益受到全球关注。本书聚焦于中国地理版图上一个极具典型意义的区域——关中盆地。关中地区，自古便是华夏文明的核心地带，而其地表之下蕴藏的丰富热资源，则是支撑现代可持续发展的重要潜力所在。本书深入剖析了关中盆地地下热水的赋存机制、动态循环规律及其长远的开发利用前景，旨在为区域能源结构优化和生态环境保护提供坚实的科学依据。 第一部分：区域地质背景与热储构造 关中盆地位于中国秦岭-祁连山褶皱系与阿拉善块体南缘的汇聚地带，其构造演化历史极为复杂且关键。本书首先对盆地的地质构造特征进行了详尽的阐述。盆地的主体构造框架由新生代沉积物充填而成，深部基底则由复杂的古老岩浆岩和变质岩构成。这种“盆地-山脉”的耦合结构，为热源的聚集和热水的运移提供了独特的空间条件。 我们重点分析了控水、控热的关键断裂系统。在研究区域内，一系列南北向和东西向的深大断裂，如渭河断裂带，不仅是地壳活动的主要通道，也是地热水垂直上涌和水平运移的骨架网络。本书结合高精度重力、磁力资料以及地震勘探成果，精细勾勒了主要含水层和隔水层的空间展布，明确了热储层（如中新世碎屑岩和古生界碳酸盐岩）的厚度、孔隙度与渗透率的宏观参数分布规律。 第二部分：地下热水的地球化学指纹与水文地球化学特征 地下热水的“指纹”——地球化学特征，是揭示其来源、运移路径和水-岩相互作用过程的关键信息。本书采用同位素地球化学（包括$delta^{18} ext{O}$、$delta ext{D}$、$^{87} ext{Sr}/^{86} ext{Sr}$等）和主要阴阳离子分析相结合的方法，系统解剖了关中盆地内不同温度、不同深度的热水的化学成分特征。 研究发现，该区域的地热水主要表现为中-低温型热水，温度多集中在$40^circ ext{C}$至$120^circ ext{C}$之间。通过对硅（$ ext{SiO}_2$）和镁（$ ext{Mg}^{2+}$）等温度指示性指标的判别，准确估算了不同热水的深部平衡温度，并与实际监测数据进行了交叉验证。 水化学类型的演变路径清晰地展示了水-岩相互作用的阶段性：浅层淡水在侧向补给过程中，逐渐溶解深部岩石中的离子，形成了以$ ext{HCO}_3^-$-$ ext{Na}^+$型为主的热水，在部分高热流区，甚至出现了$ ext{SO}_4^{2-}$-$ ext{Cl}^-$-$ ext{Na}^+$的过渡类型，这暗示了不同水体与围岩的滞留时间差异。同时，对微量元素和稀土元素的分析，进一步佐证了热水循环的深部来源和其与岩浆侵入活动可能存在的间接联系。 第三部分：热流场与地下水循环动力学模型 理解热水的循环规律，核心在于解析热源、运移路径和补给排泄机制。本书建立了关中盆地三维地下水流模型，将区域地质构造、水力传导系数、边界条件和热参数（热导率、热容）等纳入统一的数值计算框架。 我们重点模拟了“深循环”和“浅循环”两种主要模式的动态过程。在深循环模式下，冷水沿深大断裂带渗透至深部地热梯度较高的区域，被加热后，由于密度降低和构造驱动力，沿断裂快速上涌至浅部热储层，形成高效的热量传递回路。循环深度与区域地热梯度和构造的开放性直接相关。 通过对水力梯度和流速的模拟，揭示了热储层的优势渗流通道。研究表明，断裂带附近的渗透率被极大地增强，是热量输送的主要“高速公路”。模型输出结果清晰地描绘了热水从秦岭北缘和六盘山等高山区的侧向深部补给区，向盆地中心区汇聚的整体流场格局。这些动力学模拟为评估区域地热资源的可持续采热潜力提供了定量依据。 第四部分：可持续开发利用的挑战与策略 地热资源的可持续利用，平衡资源赋存的自然更新速率与人工开采速率是关键。本书在论述了资源潜力后，转向了实际开发中的关键问题。 关中盆地地热资源面临的主要挑战包括：一是部分区域的资源量虽然较大，但开采深度过深，钻探成本高昂；二是高强度开采可能导致的地下水化学组分变化和地面沉降风险。 针对这些挑战，本书提出了多维度的可持续开发策略： 1. 精细化资源评估与分区管理： 基于循环模型和热储特征，对盆地进行热资源潜力分级，明确哪些区域适合大规模集中供暖，哪些区域适合分散式温泉旅游开发。 2. 回灌技术优化： 强调了冷水回灌对维持储层压力和热储温度的关键作用。提出了基于水化学兼容性分析的回灌井设计方案，以避免因回灌水化学性质变化导致的热储堵塞问题。 3. 多能耦合利用： 探讨了地热能与光伏发电、生物质能等其他清洁能源的耦合模式，以提高能源综合利用效率，并提出了阶梯利用方案，例如高温用于发电或区域供暖，中温用于温室农业，低温用于生活热水。 结语： 《关中盆地地下热水循环规律及可持续开发利用》不仅是对一个特定区域热资源基础科学问题的系统性总结，更是对中国内陆盆地地热资源研究方法的实践与创新。本书的研究成果为推动区域能源转型、实现“双碳”目标提供了扎实的科学支撑，为保障区域生态安全和经济高质量发展描绘了可行的技术路径。通过深入理解和审慎开发，关中盆地的地下热能必将成为未来可持续发展的重要基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在我看来，并不仅仅在于它对“关中盆地地下热水循环规律”的科学阐述，更在于它所传递的一种关于“人与自然和谐共生”的理念。在如今资源日益紧张，环境问题日益突出的时代，如何科学、合理、可持续地利用自然资源，已经成为摆在我们面前的严峻课题。这本书恰恰就聚焦于地下热水这一重要的地热资源，深入浅出地分析了其内在的循环规律，这本身就是一项具有前瞻性的工作。而更难能可贵的是，它并没有止步于理论研究，而是将目光投向了“可持续开发利用”这一更为广阔的领域。作者在书中提出的那些关于环境保护、资源调控、技术创新等方面的建议，都充满了智慧和远见。它提醒我们，任何资源的开发都必须以尊重自然规律为前提，以生态效益和长远利益为根本，绝不能为了眼前的短期利益而破坏赖以生存的自然环境。读完这本书，我感觉自己对“可持续发展”有了更深刻的理解，也对如何更好地利用和保护我们脚下的宝贵资源有了更多的思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种深邃的蓝色调，点缀着抽象的水流纹路，让人一下子就联想到地下深处的神秘世界。我一直对地理和地质方面的知识颇感兴趣，特别是那些与我们生活息息相关但又隐藏在幕后的自然现象。关中盆地，这个名字本身就带着历史的厚重感，而“地下热水循环规律”更是勾起了我的好奇心。我想象着，在厚厚的黄土地之下，究竟是怎样一番复杂而又精妙的系统在运作？水是如何从地表渗透下去，又在怎样的地质构造中被加热，最终形成我们所知的温泉或者其他形式的地下热水？这本书是否能够为我揭开这层神秘的面纱，让我对这个区域的地理特征有一个更深入的理解？我期待着它能用生动形象的语言，配合精美的插图或模型，将那些抽象的地质概念变得易于理解，而不是枯燥乏味的专业术语堆砌。尤其是在“可持续开发利用”这个方面，我希望它能提出一些切实可行的方案，探讨如何在满足人类需求的同时，最大限度地减少对环境的负面影响，让这宝贵的地下资源得以长久地惠及后人。

评分☆☆☆☆☆

从一个普通读者的角度来看，这本书给我最大的感受就是它的“实用性”和“前沿性”。“规律”的探索总是充满挑战，而“可持续开发利用”更是需要前沿的科学技术作为支撑。关中盆地作为我国重要的地质构造区域，其地下热水资源的潜力不容忽视，但如何将其转化为可持续的能源，却是一个复杂而精细的工程。这本书没有回避这些挑战，而是选择直面问题，深入研究。书中对于地下热水形成机理的分析，让我看到了科学家们严谨的科研态度，他们通过大量的实地考察、数据分析和模型模拟，一点点揭示出地下深处的奥秘。而对于开发利用部分的探讨，则更具现实意义。例如，书中关于如何提高热水抽取效率、如何减少能源损耗、如何处理开采过程中产生的废水废渣等问题，都给出了具体的解决方案。这让我觉得，这本书不仅仅是一本理论性的学术著作，更是一本能够指导实践的操作手册，对于推动关中盆地地下热水资源的科学开发和高效利用，具有重要的指导作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格让我印象深刻，它既有学术著作的严谨和专业，又不乏科普读物的通俗和易懂。作者在讲解复杂的地下水文地质概念时，善于运用形象的比喻和生动的例子，让即使是初次接触这类知识的读者，也能轻松理解。我特别喜欢书中对“循环规律”的描述，作者并没有把这部分写得过于枯燥，而是通过对不同地区、不同深度地下热水的对比分析，展现了其多样性和复杂性。读到关于“可持续开发利用”的部分，我更是被其中所蕴含的科学精神和人文关怀所打动。作者不仅关注资源的开发，更关注资源的保护，以及开发利用对当地生态环境和社会经济的影响。书中关于如何平衡资源开发与环境保护、如何实现经济效益与生态效益的双赢的探讨，都充满了智慧和前瞻性。这让我觉得，这本书不仅能够满足我对科学知识的渴求，更能引发我对环境、社会以及未来发展的深层思考，是一本真正具有启发意义的好书。

评分☆☆☆☆☆

读了这本书之后，我感觉自己仿佛变成了一位地质勘探者，亲身走进了关中盆地那广袤而又深邃的地下世界。作者对于地下水文地质条件的分析，简直可以用“鞭辟入里”来形容。从盆地的构造背景，到不同地层的水文特性，再到热水系统的形成机制，每一步都讲解得十分到位。尤其是对于不同类型地下热水的分类和成因，让我有了更清晰的认识。书中对地下水循环过程的描述，不再是简单的“地下水向下渗漏”的线性思维，而是展现了一个复杂的多相流、多过程耦合的动态系统，其中渗透、对流、传热等关键环节都被细致地剖析。我特别欣赏的是，作者在论述理论的同时，并没有忽略实际应用，而是将这些理论知识与关中盆地地下热水资源的开发利用紧密结合起来。关于如何科学地评估资源量、如何进行合理的开采设计、如何监测和管理热水开采过程，以及如何预防可能出现的环境问题，书中都给出了深入的探讨和建议。这对于那些希望在这方面进行投资或者研究的专业人士来说，无疑是一笔宝贵的财富。