一种浅层地热温度分布规律的推算方法与流程

文档序号:19219238发布日期:2019-11-26 01:58阅读:592来源:国知局

本发明涉及浅层地热能的开发利用,具体涉及一种浅层地热温度分布规律的推算方法。



背景技术:

研究表明,浅层地热能主要来源于地球内部自生热能的传导和太阳能辐射。气象学家们根据长期的观测与研究,得出大气温度场的变化规律,在大气对流层,每增高100米温度下降0.6℃,地球年平均温度为15℃,且长期保持稳定,各地区的年平均温度也十分稳定。地质学家们根据长期研究,得出地热增温率,即地下岩土温度,随着深度增加而增加,平均深度每增加100米温度增加3℃。但是在同等深度条件下,不同地区地下岩土温度相差较大,其变化规律难以预测。热力学研究表明,自然界没有任何材料可以隔绝热,大气温度场与地下温度场一定是一个统一的温度场,如何将二者结合在一起,根据已建立的相对丰富的大气温度资料,来推算地下岩土温度变化规律,对指导浅层地热能的开发利用,有十分重要的现实意义。



技术实现要素:

针对上述背景技术中不足,本发明的目的在于提供一种浅层地热温度分布规律的推算方法。

为了实现以上目的,采用以下技术方案:

一种浅层地热温度分布规律的推算方法,包括以下步骤:

(1)查询的目标区域内的连续数年的大气温度信息,并根据所述目标区域的地理坐标建立相应的大气温度信息数据库;

(2)经过预处理,获得所述目标区域的年度平均气温,并生成相应的年度平均气温数据库;

(3)根据所述年度平均气温和待计算岩土的深度,建立推算目标深度的岩土温度的计算公式,通过计算公式推算所述目标深度的岩土温度;

所述推算公式为:th=t0+kh;

其中,th为所述目标深度的岩土温度,℃;t0为所述目标区域的年度平均气温,℃;k为地热增温率,(2.5-4)℃/100m;h为所述待计算的岩土深度,m。

进一步地,所述地热增温率k为3℃/100m。

进一步地,所述推算方法还包括岩土地质情况调查步骤,在所述目标区域内对岩土层地质情况进行调查,获取水文地质资料及岩土热物性参数等,所述地热增温率k根据所述岩土层的信息因素发生波动。

进一步地,根据计算得到的不同深度的岩土温度,绘制所述目标区域的岩土温度分布图,为未开挖地源井条件下的浅层地热能的利用提供参考依据。

与现有技术相比,本发明有益效果体现在:

地球的年均气温为15℃,有气象记录以来,这个温度一直相对稳定。受太阳辐射强度差异影响,各地年均气温有较大差异,但也是相对稳定的。根据本发明方法,结合不同地区的年度平均气温推算不同地区浅层地热能在地下空间的分布规律,为科学规划开发浅层地热能奠定了理论基础。

1、地下浅层岩土温度是太阳辐射强度和地热增温率共同作用的结果;

2、t0是影响不同地区相同深度地下岩土温度差异的主要参数;

3、同一地区,相同深度的地下岩土温度基本相同;

4、地下岩土温度同深度成正比,不同地区地热增温率有一定差异,一般为2.5-4℃/100m,平均为3℃/100m。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

一种浅层地热温度分布规律的推算方法,包括以下步骤:

(1)查询的目标区域内的连续数年的大气温度信息,并根据所述目标区域的地理坐标建立相应的大气温度信息数据库;

(2)经过预处理,获得所述目标区域的年度平均气温,并生成相应的年度平均气温数据库;

(3)根据所述年度平均气温和待计算岩土的深度,建立推算目标深度的岩土温度的计算公式,通过计算公式推算所述目标深度的岩土温度;

所述推算公式为:th=t0+kh;

其中,th为所述目标深度的岩土温度,℃;t0为所述目标区域的年度平均气温,℃;k为地热增温率,(2.5-4)℃/100m;h为所述待计算的岩土深度,m。

进一步地,所述地热增温率k为3℃/100m。

进一步地,所述推算方法还包括岩土地质情况调查步骤,在所述目标区域内对岩土地质情况进行调查,获取水文地质资料及岩土热物性参数等,所述地热增温率k根据所述岩土层的信息因素发生波动。

进一步地,根据计算得到的不同深度的岩土温度,绘制所述目标区域的岩土温度分布图,为未开挖地源井条件下的浅层地热能的利用提供参考依据。

实施例1

分别计算合肥地区地下100m、200m、300m岩土温度。

根据气象资料可知,合肥年平均气温为16℃,即t0=16℃,则:

t100=16+3/100×100=19℃;

t200=16+3/100×200=22℃;

t300=16+3/100×300=25℃。

实施例2

分别计算北京地区地下100m、200m、300m岩土温度。

根据气象资料可知,北京年平均气温为12℃,即t0=16℃,则:

t100=12+3/100×100=15℃;

t200=12+3/100×200=18℃;

t300=12+3/100×300=21℃。

实施例3

分别计算哈尔滨地区地下100m、200m、300m岩土温度。

根据气象资料可知,哈尔滨年平均气温为6℃,即t0=5℃,则:

t100=5+3/100×100=8℃;

t200=5+3/100×200=11℃;

t300=5+3/100×300=14℃。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。



技术特征:

1.一种浅层地热温度分布规律的推算方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)查询的目标区域内的连续数年的大气温度信息,并根据所述目标区域的地理坐标建立相应的大气温度信息数据库;

(2)经过预处理,获得所述目标区域的年度平均气温,并生成相应的年度平均气温数据库;

(3)根据所述年度平均气温和待计算岩土的深度,建立推算目标深度的岩土温度的计算公式,通过计算公式推算所述目标深度的岩土温度;

所述推算公式为:th=t0+kh;

其中,th为所述目标深度的岩土温度,℃;t0为所述目标区域的年度平均气温,℃;k为地热增温率,(2.5-4)℃/100m;h为所述待计算的岩土深度,m。

2.根据权利要求1所述的一种浅层地热温度分布规律的推算方法,其特征在于,所述地热增温率k为3℃/100m。

3.根据权利要求1所述的一种浅层地热温度分布规律的推算方法,其特征在于,所述推算方法还包括岩土地质情况调查步骤,在所述目标区域内对岩土地质情况进行调查,获取水文地质资料及岩土热物性参数等,所述地热增温率k根据所述岩土的信息因素发生波动。

4.根据权利要求1所述的一种浅层地热温度分布规律的推算方法,其特征在于,根据计算得到的不同深度的岩土温度,绘制所述目标区域的岩土温度分布图,为未开挖地源井条件下的浅层地热能的利用提供参考依据。


技术总结
本发明公开了一种浅层地热温度分布规律的推算方法,包括以下步骤:查询的目标区域内的连续数年的大气温度信息,并根据所述目标区域的地理坐标建立相应的大气温度信息数据库;经过预处理,获得所述目标区域的年度平均气温,并生成相应的年度平均气温数据库;根据所述年度平均气温和待计算岩土的深度,建立推算目标深度的岩土温度的计算公式,通过计算公式推算所述目标深度的岩土温度;所述预测公式为:TH=T0+kH。根据本发明方法,结合不同地区的年度平均气温推算不同地区浅层地热能在地下空间的分布规律,为科学规划开发浅层地热能奠定了理论基础。

技术研发人员:祖国全;祖楠;郑烨钊
受保护的技术使用者:安徽省方舟科技开发有限责任公司
技术研发日:2019.08.27
技术公布日:2019.11.22
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