基本介紹
- 中文名：地熱溫度
- 外文名：geothermaltemperature; geothermometric
- 讀音：dì rè wēndù
- 基本概念：地熱、地熱田
- 基本釋義：地表和地殼的溫度
- 領域：能源利用
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基本概念
地熱
地熱是來自地球內部核裂變產生的一種能量資源。地球上火山噴出的熔岩溫度高達1200℃～1300℃，天然溫泉的溫度大多在60 ℃以上，有的甚至高達100 ℃～140℃。這說明地球是一個龐大的熱庫，蘊藏著巨大的熱能。這種熱量滲出地表，於是就有了地熱。地熱能是一種清潔能源，是可再生能源，其開發前景十分廣闊。
地熱田
地熱田是指在技術條件下可以採集的深度內，富含可經濟開發和利用的地熱流體的地域。它一般包括熱儲、蓋層、熱流體通道和熱源四大要素，是具有共同的熱源，形成統一熱儲結構，可用地質、物化探方法圈閉的特定範圍。
溫度
溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。國際單位為熱力學溫標(K)。國際上用得較多的其他溫標有華氏溫標(°F)、攝氏溫標(°C)和國際實用溫標。從分子運動論觀點看，溫度是物體分子運動平均動能的標誌。溫度是大量分子熱運動的集體表現，含有統計意義。對於個別分子來說，溫度是沒有意義的。
地熱溫度測量
地表和地殼各點的溫度是不均勻的，取決於以下因素：岩漿（內部熱源）的侵入、噴出和冷卻過程，太陽輻射（外部熱源）的各種周期性變化，氣候、地下水活動和人為因素，以及地表和地殼物質的結構及其熱物理參數。地殼的熱狀態受內部熱源和外部熱源的雙重製約，內部熱源可以認為是穩態的，而外部熱源則是變化的。因此，測量地球溫度場的空間分布和隨時間的變化，可以調查地熱、油氣和礦產資源，以及解決其他地質問題。
太陽輻射源對地球表面加熱有24小時的日變、年變和一種受地質年代冰期影響的更長周期的變化，它們對地溫影響的深度各不相同。在實際工作中，人們將太陽輻射對地殼加熱所影響的深度作為一個分界面，這個界面叫做恆溫層，以上為變溫層，以下為增溫層。各地恆溫層的深度及其溫度值並不相同，它明顯地與緯度有關。各地恆溫層深度和溫度要根據鑽孔長期觀測結果來測定。中國已測得的恆溫層深度在15～30米之間，溫度在10～23℃之間。太陽輻射日變化所影響的深度，一般不超過1米。增溫層以下平均地溫梯度為30攝氏度每公里。
地熱溫度測量可分為遙感測量和直接測量兩種。
遙感測量
一切物體都發射紅外線(熱輻射電磁波)。測量地球表面輻射或反射的紅外電磁波，可以在地面用紅外輻射溫度計測量，在飛機上用航空紅外掃瞄器測量，也可以在人造衛星上對地球進行全面測量，例如美國在1978年 4月26日發射的地球熱容量製圖衛星(HCMM)。測量地球表面的發射或反射的紅外電磁波，可以了解地球表面的溫度場特徵及其變化。白天測量的紅外電磁波，主要是太陽對地表輻射波的反射；夜間可以明顯地測量到地球表面本身所輻射的紅外電磁波。後一種資料可以用來研究火山機制，火山和溫泉、汽泉的放熱量。晝夜分別測量的紅外波段信息，可以用來計算地面物質的熱容量和熱慣量。用這些資料可了解土壤濕度，發現淺埋地下水富集區，也可以作為識別不同岩石和某些蝕變礦床的標誌。
直接測量
地溫的直接測量都是在地下條件如坑道、鑽井或海底進行。最淺是在地下1米深處測量地溫,這是一種簡易的地溫測量方法，這種地溫場的資料可用於發現異常幅度大而且埋藏淺的地熱田。直接探測隱伏地下儲熱構造,往往在10～30米或50～100米淺井內進行地溫和地溫梯度測量。這個深度的地溫場資料，可以反映不同異常幅度和不同埋藏深度的熱儲構造。更深的地溫場（如300～1000米）則用於研究區域構造、深部地熱資源和油氣田。例如中國華北平原北部地溫梯度等值線圖上的地溫異常，反映了深部地熱資源和油氣田。
地熱溫度反演
陸地衛星TM數據(TM6)熱波段表示地表熱輻射和地表溫度變化.根據熱輻射傳輸模型,詳細介紹了地表溫度的反演過程.在實際套用中,地表不同物體的比輻射率獲取比較複雜,通常破忽略,利用像元線性分解技術,計算各個像元的物質組分,通過單個物質的比輻射率,得到反演溫度所需的各像元比輻射串參數.提高了地表溫度演算精度,克服了以往地物比射率變化對溫度的影響.通過與實測溫度對比,誤籌小於1K.研究還表明地下熱水富集帶的地表溫度比地表水高5-6K左右,熱紅外波段可以有效探測地表溫度異常的變化.本研究的算法均通過IDL實現.
地熱資源
地熱資源分類
地熱資源是指在當前技術經濟和地質環境條件下，地殼內能夠科學、合理地開發出來的岩石中的熱能量和地熱流體中的熱能量及其伴生的有用組分。地熱資源按其在地下的賦存狀態，可以分為水熱性（地下100～4500m）、乾熱岩型和地壓型地熱資源（3000～6000m）；按溫度高低，地熱資源可劃分為高溫地熱資源（>150℃）、中溫地熱資源（>90℃且<150℃）、低溫地熱資源（<90℃）三種類型。我國地熱資源可分為沉積盆地地熱資源、隆起山地地熱資源、淺層地溫能和乾熱岩四大類型。
地熱資源分布
中國眾多的隆起山地和沉積盆地蘊藏著儲量較為豐富的地熱資源。國內主要的水熱異常區有：藏南一川西一滇西水熱活動密集帶、台灣水熱活動密集帶、東南沿海水熱活動密集帶和膠東半島水熱活動密集帶，其中高溫地熱資源主要僅分布在西藏、雲南、台灣等少數地區，而中低溫地熱資源則遍及全國30多個省市和自治區。
地熱梯級利用
採用毛細管技術，將深井熱水作為供熱源，使通常地熱井水的可利用溫差範圍加大。以每10℃溫差作為一個梯度加以利用，可供利用的梯度有3～4個，利用效率是現有地熱採暖方式的3～4倍，從而實現利用廉價地熱能給建築物直接供熱。其技術優勢有：系統初投資低，可以減少水井的數量，不採用風機盤管等設備，降低循環水泵的功耗，降低了系統投資；系統動力功耗很小，系統運行費用低廉；準確的回灌措施保證了地熱供暖的可持續性。
深井地熱梯級利用技術
相關專利
實用新型專利公開了一種地熱溫度電子控制裝置,包括液晶控制臺、安裝托架、電源裝置外殼、電源裝置安裝板、接線端子、插拔式接線端子、插頭、排線、走線孔、接線孔、散熱柵、第一卡台、第二卡台、卡扣、卡扣槽、電源裝置孔、螺釘孔。該實用新型裝置的結構簡單，可以方便快捷的安裝地熱溫度電子控制裝置，節約安裝空間，提高安裝效率。
