本篇文章給大家談?wù)劦嘏瘓?，以及地暖場景對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。
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地熱場與地熱異常
(一)地球地暖場的熱場
1.概述
地球的熱場(也稱地熱場、地溫場)表示地球內(nèi)部各層中溫度的分布狀況地暖場，是地球內(nèi)部空間各點在某一瞬間溫度值的總和。地熱場T可表示為
環(huán)境與工程地球物理勘探
式中:x，y，z為空間坐標;t為時間。此式反映的是非穩(wěn)定熱場。 ，則上式變?yōu)?/p>
環(huán)境與工程地球物理勘探
此時的熱場為穩(wěn)定熱場。
連接地熱場中溫度相同的各點，可組成許多等溫面，等溫面總體反映著某一時刻地球熱場的分布特征(圖4－19)。
大地熱流密度是表征地球熱場的一個重要物理量。當巖石熱導率恒定時，大地熱流與地溫梯度dT/dz成正比，因此，地溫梯度對于研究地球內(nèi)部的溫度分布及圈定地熱異常都具有重要意義。
事實上，地熱場強度E是按下式定義的
環(huán)境與工程地球物理勘探
可見研究地溫梯度就是研究地熱場強度。
地熱場的分布及其時空變化是受地球內(nèi)部熱源控制的。地球內(nèi)部的熱源主要來自地球內(nèi)部，具有足夠豐度、生熱量大、且半衰期與地球年齡相當?shù)姆派湫院怂?如23892U、23592U、23292U、23290Th和4019K等)衰變時所釋放的巨大熱量。此外，太陽輻射、潮汐摩擦、物質(zhì)重力分異以及地球轉(zhuǎn)動等釋放的熱量，也對地熱場產(chǎn)生影響。
圖4－19 地熱場示意圖
圖4－20 地殼表層的熱狀態(tài)(以河北省懷來縣某地為例)
2.地球內(nèi)部的熱狀態(tài)
大量地溫觀測資料表明，愈向地殼深處，地溫愈高，且地溫按一定的規(guī)律隨深度的增大而遞增。
地殼上部的溫度分布不僅取決于太陽的輻射熱，而且還取決于地球內(nèi)部的熱源。根據(jù)地殼表層7km以內(nèi)，主要是3km深度以內(nèi)的地溫觀測資料，地殼中地溫分布的狀態(tài)大致可以分為三個帶:變溫帶、常溫帶和增溫帶。
(1)變溫帶
主要是受地球外部熱源即太陽輻射影響的地帶。地溫分布具有明顯的日變化、年變化、多年變化，甚至世紀變化(圖4－20)。據(jù)此，變溫帶又可分為日變溫帶、年變溫帶、多年變溫帶等。日變溫帶一般深為1～2m，年變溫帶深度達15～20m。在多年凍土分布地區(qū)，凍土可厚達700～800m，因此，有人認為多年變溫帶厚度可達1000m。變溫帶溫度的變化幅度按一定規(guī)律隨深度增大而遞減。
(2)常溫帶
常溫帶是指地殼某一深度內(nèi)，地球內(nèi)部的熱能與上層變溫帶的影響達到相對平衡，地溫不再發(fā)生變化的地帶。這一帶的厚度很小，其埋藏深度就是年變溫帶的影響深度。常溫帶的溫度各地不同，主要與地區(qū)緯度、地理位置、氣候條件以及巖性、植被等因素有關(guān)，一般略高于當?shù)啬昶骄鶜鉁?～2℃。
(3)增溫帶
主要受地球內(nèi)部熱能所控制的地帶。隨深度的增加，溫度增高，但到達一定的深度后，溫度增加速度減慢。
(二)地熱異常
在地溫測量中，地暖場我們以地殼熱流或地溫梯度的平均值作為正常場值。目前一般認為，大地熱流平均值為62.8×10－3W/m2，平均地溫梯度為0.02K/m。所謂地熱異常，就是實測熱流值或?qū)崪y地溫梯度值高于它們正常值的部分。
已有的熱流數(shù)據(jù)和大量測溫資料表明，從全球來看，區(qū)域地熱異常分布面積相對較小;主要分布在大洋中脊、大陸裂谷、島弧及年輕造山帶即現(xiàn)代巖石圈板塊邊界，而板塊內(nèi)部熱流及地溫梯度值接近于正常值，且呈大面積分布。然而，在區(qū)域地熱正常區(qū)內(nèi)，由于地殼表層的地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地下水運動及古氣候條件等的影響，或局部熱源的存在，可使地殼表層的正常溫度分布遭到破壞，常常形成局部地熱異常區(qū)。
地下熱水(汽)是強大的載熱流體，它是將地下熱能從深部傳遞到地表的重要媒介。大氣降水滲入地殼內(nèi)部經(jīng)深循環(huán)加熱后，在有利的地質(zhì)構(gòu)造條件下，由于靜水壓力作用而沿一定通道上涌至地表，可攜帶出巨大的熱量。如果地下水沿緩傾斜或近水平產(chǎn)狀的地層或構(gòu)造通道運動，一般都能與圍巖達到溫度平衡，而不能形成地熱異?；騼H有微弱的地熱異常顯示;如果是地下水沿產(chǎn)狀較陡的地層或近于直立的斷裂帶上涌時，在多數(shù)情況下，因其具有很高的速度且來不及與圍巖達到完全的熱平衡，因此，在熱水上涌的主要通道附近，常常形成局部的地熱異常區(qū)。從圖4－21所示的近代火山地熱區(qū)的等溫剖面圖可見，所有等溫線在地下熱水排泄區(qū)都向上突起，伸向地表，顯示出明顯的地熱異常。
圖4－21 地熱異常示意圖
誰能說說干式地暖優(yōu)缺點有哪些
干式地暖優(yōu)點：
1、干式地板采暖結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、地面不易變形、可供專門用途、易維修等優(yōu)點。與現(xiàn)行地面采暖的濕式做法相比，干式地板采暖結(jié)構(gòu)的承重降低了40%至50%、節(jié)省了30%至40%的空間、減少了15%至20%的材料用量。
2、采用干式地板采暖結(jié)構(gòu)的地面不易變形，是因為沒有回填層。這樣，一方面緩解了回填的管材受熱后縱向膨脹轉(zhuǎn)化的內(nèi)應力，避免了混凝土層開裂；另一方面消除了絕熱保溫墊層長期承壓造成地面變形的隱患。
3、以前的地板采暖系統(tǒng)是隱蔽性工程，而干式地板采暖系統(tǒng)更便于施工、查漏、維修和質(zhì)量控制。此外，采暖地板散熱的覆蓋層可采用木、竹、大理石、瓷磚等材料，兼具裝飾功能。
4、干式地板采暖結(jié)構(gòu)的供熱機理與填埋式結(jié)構(gòu)不完全相同。干式地板采暖結(jié)構(gòu)在夾層中傳遞熱量是熱對流和熱輻射的綜合作用，其效果遠大于純空氣層的熱傳導。但傳遞到地表面的熱量，與所有地板采暖一樣，以輻射和對流兩種形式，與室內(nèi)其他表面和空氣進行熱量交換。
5、另外，干式地板采暖系統(tǒng)不需要混凝土填埋，減少了向上傳熱的阻力，在設(shè)計合理的情況下，完全可以滿足供熱需求。
以上，是優(yōu)友為您總結(jié)的干式地暖優(yōu)點。
干式地暖缺點：干式地暖造價比濕式地暖高。
地熱測量方法
在大面積地熱調(diào)查中，可以用紅外掃描方法來圈定地熱異常的范圍。在區(qū)域的或局部的地熱調(diào)查中，通常有深孔溫度測量（1000m左右）、淺孔溫度測量（50～200m）、淺層 土壤溫度測量（2～30m）和1m測溫法。
（一）地熱測量儀器
1.溫度計
鉆孔測溫使用的儀器有最高水銀溫度計、電阻溫度計和半導體熱敏電阻溫度計等。實際測量中可根據(jù)具體情況靈活使用。
2. 熱導率的測量儀器
巖石的熱導率值基本上是在實驗室進行的。但土壤一類松散物質(zhì)可以采用就地測量方 法。實驗室測量方法有穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法。穩(wěn)態(tài)法比較精確，但比瞬態(tài)法需要更多的時間。在我國，常用的儀器是穩(wěn)定平板熱導儀，也可以用導熱探棒在現(xiàn)場直接測量熱導率。
就地測量方法的優(yōu)點在于能夠測量巖石在原始狀態(tài)的特性；另一優(yōu)點是速度快。為了 測量深海沉積物、土壤、砂、黏土、雪和冰等一類松散物質(zhì)的熱導率，有各種就地測量技 術(shù)，其結(jié)果都只能反映測量探頭周圍的瞬時熱狀態(tài)。近幾年已采用一種兩用探頭在鉆孔內(nèi) 同時測量地溫梯度和熱導率值。
（二）地熱測量的工作方法
地熱測量在地熱調(diào)查中具有十分重要的意義，由于地熱異常區(qū)的熱量可以通過傳導而不斷地向地表擴散，測量地下一定深度的溫度和天然熱流量，便可以圈定地熱異常區(qū)，并 大致推斷地下水的分布范圍。
地熱測量可在一定間隔的點、線組成的測網(wǎng)上進行。測線方向一般應垂直于地熱異常 的長軸或儲熱、導熱構(gòu)造的方向。測網(wǎng)密度應根據(jù)地熱異常形態(tài)、規(guī)模等確定，如控制地 下熱水的構(gòu)造不清，熱異常形態(tài)復雜，則測網(wǎng)密度應加大；若覆蓋層較厚，地熱異常不明 顯，測網(wǎng)密度可適當放稀，而擴大測量面積。
地熱測量的深度應根據(jù)儲熱構(gòu)造的埋深、溫度及當?shù)氐乃牡刭|(zhì)、氣候條件而定。在埋深較小的高溫地熱區(qū)，由于地表地熱異常明顯，可采用淺部測溫。淺部測溫包括地表溫 度調(diào)查和淺孔地溫調(diào)查兩類。
地表溫度調(diào)查是測量土壤的溫度和溫度梯度，由于1m深處的地溫已不受氣溫瞬息 變化的影響，所以可采用1m深度的測量，即米測溫法，也可在深2～30m的淺孔中用 溫度計進行測量。由于近地表地熱異常的延伸范圍一般較小，故點距應小于50m，大 多在10～30m之間。
淺孔地溫測量的孔深一般在50～200m之間，鉆孔間距取決于地熱異常的范圍。其優(yōu) 點在于不受地表氣候變化的影響，但鉆進費用較土壤溫度測量高。
深孔地溫測量的孔深較深，一般在1000m左右，主要了解深層熱狀態(tài)。
在覆蓋層較厚的地熱區(qū)，地表沒有地熱異常顯示或顯示微弱的情況下，多采用鉆孔測 溫方法。由于鉆孔中的原始巖體溫度已受到鉆探、井液或空氣循環(huán)等技術(shù)活動的破壞，因 此，為使測得的地溫梯度盡量接近于原始地溫梯度，一般要求在終孔后相當一段時間（一 般為數(shù)天至半月），待孔中氣溫和井壁巖層溫度達到穩(wěn)定平衡以后，再進行地溫梯度測量。測量時，將半導體熱敏電阻溫度計通過電纜放入鉆孔中，逐點測量地溫的垂向變化。
（三）地熱測量資料的整理和圖示
地熱測量取得的數(shù)據(jù)是極其重要的第一手資料。為了獲得有關(guān)地熱異常空間分布及其規(guī)模的正確結(jié)論，必須對所收集的與地熱場有關(guān)的原始資料和原始測溫數(shù)據(jù)進行全面分析，分類評價。
在綜合資料之前，需要了解鉆孔溫度是否已經(jīng)恢復平衡。長期靜止的鉆井、基井、生 產(chǎn)井、水位變化不大的水文觀測孔以及終孔后穩(wěn)定3～5天以上的鉆孔測溫數(shù)據(jù)可作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。鉆進過程中的井底溫度、關(guān)井測靜壓時的井溫以及礦井平巷淺孔（通常要超過5m）的溫度可作為同類數(shù)據(jù)的對比和參考數(shù)據(jù)。徑流影響強烈的自流井和干井內(nèi)的溫度 曲線不能作為地溫資料處理。如果目的在于確定熱流密度，則應選擇當?shù)刈钌?、又無地下水運動影響的鉆孔溫度資料。
根據(jù)全區(qū)內(nèi)各鉆孔的溫度曲線，可以分別求得鉆孔內(nèi)各巖層的地溫梯度及全區(qū)各巖層的平均地溫梯度，然后按照式（6-3），利用巖心標本測得的巖石熱導率κ，求得鉆孔中 各巖層的熱流密度，并進而求得全區(qū)各巖層的平均熱流密度值。
對于淺孔測溫數(shù)據(jù)特別是米測溫數(shù)據(jù)，由于它受溫度周期變化，不同地表狀況的干擾，地下水活動，高程和山的陰坡、陽坡及人為干擾等影響，所以應作溫度校正。
1.溫度周期變化對米測溫的影響與校正
太陽熱輻射的周期性變化引起的近地表氣溫的周期性變化，由于熱交換，勢必影響到 地溫場的分布。
年變的校正要根據(jù)工作區(qū)的大小、工作時間的長短、工區(qū)條件分別采取不同的方法，若工作時間不長，且地形較平坦、巖性較均一、地表狀況不復雜，可采用測量相對地溫方 法。這種方法是將所測各點的溫度值分別減當天基點溫度值，就可得到各測點的相對溫度 值。當基點溫度變化較大時（大于0.3℃），用內(nèi)插方法進行改正，最后將測區(qū)各測點相對地溫值換算為以工作期內(nèi)某一時間為準的地溫值，并以此溫度值繪圖進行解釋。如果能在氣溫變化平緩的月份開展淺層測溫工作，年變影響將大大減弱。
當工區(qū)較大、工作時間較長、地表狀況也較復雜時，由于所選基點與野外實測孔的年 變往往不能同步，因而采用不同基點進行分別校正。當其工作量大且不易取得較好效果 時，可利用熱擴散系數(shù)值計算某深度相對地表溫度變化延遲量的方法進行年變校正。
2.不同地表狀況的干擾與校正
地表狀況不同是指土壤性質(zhì)、巖性分布、覆蓋條件、植被等地表狀況的不同。即使地 球內(nèi)部向外部傳遞的熱量不發(fā)生變化，由于巖石的熱力學性質(zhì)不同，也會引起地下溫度的 變化，影響溫度分布的熱力學參數(shù)主要是熱導率、熱擴散率及放熱系數(shù)。地表狀況校正可 采用剖面校正法、統(tǒng)計校正法、熱擴散系數(shù)校正法及放熱系數(shù)校正法。
剖面校正法是在背景場上選擇同時穿過幾種不同地況的剖面，利用增設(shè)感溫元件或重復觀測的方法，對地表狀況不同的地段進行反復測量，按不同地表狀況分界處的溫度跨度確定校正值。
統(tǒng)計校正法是在野外施工之前，根據(jù)踏勘對測區(qū)進行分類，在分布較廣的不同地表狀 況的地方，分別選擇分布均勻且易保存的若干測點。施工期間，根據(jù)不同月份定期觀測，每次每個測孔重復觀測3～4次，經(jīng)過總基點校正，將每孔平均值作為該孔溫度值，再求出某地表狀況平均值作為該地溫值。
熱擴散系數(shù)校正法是按地表狀況類型分別選取若干測點，按一定時間間隔（或每月）測定各點的土壤熱擴散系數(shù)值，按年變校正方法，計算各種類型地表狀況的校正系數(shù)。
放熱系數(shù)校正法是以測區(qū)內(nèi)地表狀況不同、放熱系數(shù)不同為依據(jù)，通過測量1m深處 的溫度與溫度梯度，然后求出放熱系數(shù)值，根據(jù)不同地表狀況下的平均放熱系數(shù)差值進行校正。
3.地下水活動的影響
地下水是活躍的地質(zhì)因素，在地表淺部尤其是在地表附近分布廣泛，且易流動。地下 水具有較高的熱導率和較大的熱容量，以傳導和對流兩種方式傳遞熱量。淺層地下水的活 動會影響區(qū)域地溫場的分布，從而成為淺層測溫的干擾因素。
在開啟性泄流盆地，地下水起著冷卻和降溫作用，在封閉性滯流盆地，地下水相對停 滯，水溫和圍巖溫度趨于一致，地下水對地溫場影響不大。在半開啟性滯流盆地，盆地中 心無泄水區(qū)存在，地下水相對停滯，而在盆地邊部，由于大氣降水滲入對地下水也會有相 當大的影響。
由于地下水的普遍存在，給米測溫工作帶來較大的困難?？辈榈叵聼崴玫降牡販禺?常受地下水活動的影響，往往使異常幅度大大降低，地溫異常形態(tài)發(fā)生變化，使地溫異常的 最大值從熱水導水斷裂的正上方發(fā)生偏移。各個工區(qū)的地下水活動有其本身的特點，目前尚 無適當?shù)姆椒▽Φ叵滤母蓴_進行有效地校正。實踐表明，即使地下潛水位變化較大，地下 水垂向和橫向活動劇烈的地區(qū)，米測溫雖然很難指明高溫異常的確切位置，但仍然可以反映 地熱異常區(qū)的大致范圍。由此，不能簡單地從觀測到的溫度最大值推斷熱儲的地下位置，應 盡力收集有關(guān)的水文地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)資料，以求對測溫結(jié)果作出正確的解釋。
4.高程和山的陰坡、陽坡及人為干擾的影響及校正
地形的起伏或測點位于山坡的陰坡、陽坡，使測點接受日照量存在明顯差異。實際工 作中，地溫場與相應的地形剖面線位置密切相關(guān)。地形斜度不大于5～7℃時，1m深處的溫度不受地形起伏的影響。在地形起伏較大的測區(qū)內(nèi)，應參考年平均溫度和高程的關(guān)系。簡單的校正辦法是地形每上升或下降1m時，溫度增或減0.01℃，在山前地帶、山區(qū)及地形被強烈切割的地區(qū)，還應考慮地表傾角不同時的校正值。
距離陽坡越近的測點溫度越高，反之，測點位于長期避陽處溫度較低。在野外記錄中考慮了這種影響因素，通過簡單的對比實驗即可求出校正值。
地表水及明顯的地物會影響測溫的質(zhì)量。這些因素可使近距離內(nèi)溫度發(fā)生大幅度畸 變，但其影響范圍有限，且沿平面衰減迅速，為此干擾可通過踏勘剔除。
為了便于成果解釋，測點應盡量避開地形突變的邊坡、沖溝、河漫灘、湖岸、沼澤 地、涌水處及樹木、高大建筑物的長期背陰處，盡量選擇地表狀況大致相同的地段安放感溫元件進行溫度測量。
5.地溫測量的幾種主要成果圖件
（1）鉆孔地溫剖面圖
該圖是根據(jù)鉆孔內(nèi)不同深度上的溫度值繪制而成。通常將此曲線附在鉆孔水文地質(zhì)柱狀圖上，以便與鉆孔的水位、流量及地層結(jié)構(gòu)等進行對比分析。對于淺孔測量沒有此圖。
（2）等溫線斷面圖
該圖是研究地熱變化的重要圖件。圖中除了應將各鉆孔的地溫數(shù)據(jù)標在圖上并勾繪等溫線外，還應將地層巖性、斷裂、裂隙、熱巖溶蝕以及鉆孔的涌水、漏水、水位等資料表示在圖上，以便進行分析對比。
（3）等溫線平面圖
這種圖通常是以地形地質(zhì)圖為底圖，根據(jù)各測點同一深度的地溫數(shù)據(jù)繪制而成。該圖對于了解地熱異常區(qū)的平面形態(tài)，尋找和圈定高溫中心具有重要意義（田鋼等，2005）。
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