Chuong II dia nhiet trong địa chất thủy văn

CHƯƠNG II CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA VỎ TRÁI ĐẤT – CÁC ĐỚI ĐỊA NHIỆT VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHÚNG I Khái niệm chung chế độ nhiệt    Nguồn lượng nhiệt vỏ trái đất: Nội sinh & ngoại sinh Ngoại sinh: Mặt trời – cường độ phát xạ MT lượng nhiệt nhận từ mặt trời cm2 đen hoàn toàn vuông góc với tia sáng/1 phút (8,4J/cm2.phút số mặt trời = 4.4*106J/cm2.năm) bề mặt; 33% bò khí phản xạ vào không gian (0.36*106); 0,74*106 tập trung vào khí quyển, 0.25*106 bò khí hấp thụ; 0.18*106 bò mặt đất phản xạ Còn 0.32*106 tạo nên tổng lượng phát xạ, tán xạ gây bốc trao đổi nhiệt với lớp vỏ trái đất Nội sinh: Phân hủy phóng xạ, tỏa nhiệt ma sát thủy triều, chuyển pha phản ứng hóa học Nguồn lượng nhiệt bên (nội sinh)           Nhiệt giải phóng :  Do phân huỷ nguyên tố phóng xạ uran, thori, ri Ma sát thuỷ triều, chuyển pha phản ứng hoá học… Theo P.N Kropốtkin (1948) E.A Linbimôva (1968), lượng nhiệt Trái Đất (tính 1031 jun) Năng lượng nguồn gốc phóng xạ 1,6 - 2,8 Năng lượng nguồn gốc trọng lực - 9,5 Năng lượng thành tạo đất 3,0 Năng lượng trọng lực 2,5 NL đàn hồi hành tinh bò nén 2,0 NL phân phân dò trọng lực 1,5 – 2,0 Năng lượng xoay 2,36 I Khái niệm chung chế độ nhiệt Tại bề mặt khí C1 = ¼ C Tập trung vào khí 67% 33% 33% Phản xạ 24% Hấp thụ khí 42% Phản xạ từ mặt đất Tạo tổng lượng phát xạ (tạo nước bốc hơi, trao đổi nhiệt với lớp VQĐ Các dạng truyền nhiệt tính chất nhiệt đất đá      Sự đốt nóng không đồng lớp phần riêng biệt gây nên trao đổi nhiệt Sự trao đổi nhiệt xảy truền nhiệt chiều, truyền nhiệt đối lưu truyền nhiệt xạ Độ dẫn nhiệt đất đá đònh truyền nhiệt chiều; Đối lưu có hai loại: đối lưu tự do; đối lưu cưỡng Bức xạ xảy nhiết độ cao độ sâu lớn Các tính chất nhiệt đất đá: Độ dẫn nhiệt; hệ số dẫn nhiệt; nhiệt dung Các đới nhiệt độ đặc điểm chúng         Dựa vào đặc điểm chế độ nhiệt chia đới: ngoài, nhiệt độ không đổi đới Đới – nguồn mặt trời Phụ thuộc vào tọa độ đòa lý, đòa hình đòa phương quay quanh mặt trời (mùa), cấu tạo ĐC ĐKĐCTV Phụ đới nhiệt độ thay đổi theo ngày đêm, mùa, hàng năm; Dao động nhiệt giảm theo chiều sâu, lớn thổ nhữơng; Trên mặt đất, dao động ngày đêm (2m); biển đại dương (2030m) Dao động mùa mặt đất (8 – 10m) Dao động năm : 15 – 30m Ở Đại dương – 350m Quy luật dao động nhiệt Chu kỳ dao động ngày đêm & hàng năm không đổi theo chiều sâu Khi chiều sâu tăng theo cấp số cộng biên độ dao động nhiệt giảm theo cấp số nhân Biên độ giao động nhiệt có ∆t giảm theo chiều sâu theo quy luật hàm mũ; Cường độ tắt dần giao động nhiệt theo chiều sâu tỉ lệ thuận với chiều sâu bậc hai chu kỳ giao động Tỉ số chiều sâu tắt dần biên độ nhiệt tương ứng với chu kỳ khác = bậc hai tỉ số chu kỳ giao động Chế độ nhiệt Trong vỏ trái đất có kiểu chế độ nhiệt: Bình thường, magma, lạnh  Chế độ bình thường – cân nhiệt ổn đònh;  Chế độ magma – vùng có hoạt động núi lửa  Chế độ lạnh – vùng đóng băng vónh cửu  Đới nhiệt độ không đổi năm     Đới mà trò số biên độ giao động nhiệt Chiều sâu ứng với to không đổi năm Chiều sâu đới phụ thuộc vào vò trí đòa lý, đặc điểm đòa chất, ĐCTV… Nó xác đònh cách đo to có hệ thống chiều sâu khác  lập đường đẳng nhiệt ghi nhận tỉ số biên độ to hàng năm 0,1oC Có thể xác đònh gần đúng: 19,1H (chiều sâu H dao động nhiệt độ ngày đêm) Đới bên – nhiệt độ tăng theo chiều sâu       Cấp đòa nhiệt Gradient đòa nhiệt Xác đònh câp đòa nhiệt theo tài liệu đo hố khoan H −h G= T − ttb H- chiều sâu đo; h – chiều sâu đới to không đổi năm; T – to độ sâu H; ttb – totb năm không khí Xác đònh khoảng: Xác đònh độ sâu: H − H1 G= T2 − T1 H −h TH = ttb + ⇒ H = G (TH − ttb ) + h G Phân loại nước theo nhiệt độ: Nước lạnh: – 4oC Nước lạnh: – 20oC gặp không sâu; Nước ấm: 20 – 37oC Nước thân nhiệt: 37 – 42oC; Nước nóng: 42 – 100oC Nước nóng: > 100oC Những khái niệm chung trường đòa nhiệt phương pháp nghiên cứu      Sự phân bố nhiệt vỏ trái đất – trường đòa nhiệt Sự phân bố nhiệt Trái đất không tương ứng với trường lý thuyết độ dẫn nhiệt đất đá không đồng Trong lónh vực đòa nhiệt thường lưu ý tới khái niệm: Trường lý thuyết, trường đòa nhiệt bình thường, trường đòa nhiệt dò thường Nghiên cứu cách đo trực tiếp; Xây dựng đồ đẳng đòa nhiệt, đồ nhiệt đẳng sâu, đồ đẳng gradien đòa nhiệt; Ứng dụng thực tế phương pháp đòa nhiệt để giải nhiệm vụ ĐCTV  Những trường đòa nhiệt tự nhiên sử dụng để giải nhiệm vụ sau: Chia nhỏ mặt cắt ĐC, phân chia tầng chứa nước tầng cách nước, xác đònh chiều sâu nằm chiều dày chứng; Xác đònh chiều sâu nằm nước đất theo nhiệt độ nước mạch nước; Phân loại mạch nước theo nước tầng chứa nước cung cấp cho chúng đo vẽ ĐCTV; Xác đònh tốc độ thấm NDĐ độ sâu khác nhau, đ1nh giá đònh tính tính thấm lớp đất đá riêng biệt đới trao đổi nước mạnh; Ứng dụng thực tế phương pháp đòa nhiệt để giải nhiệm vụ ĐCTV 10 11 12 Sự phân bố theo diện tích theo mặt cắt thẳng đứng tầng, đứt gãy, đới khe nứt, cacstơ hóa chứa nước đánh giá mức độ castơ hóa đất đá; Tìm kiếm thăm dò nước nóng; Nghiên cứu đặc điểm ĐCTV cục khu vực bồn acteji, phát miền cung cấp, vận động, thoát… Xác đònh lò thoát hở nước nóng; Nghiên cứu đk hình thành động lực NDĐ, phát đới thủy động lức; Xác đònh nguồn nước làm ngập mỏ; Dự đoán đới ngậm nước đào gương lò; Xác đònh chiều cao dâng dung dòch xi măng xi măng vào khoảng trống ống chống LK [...]... 100oC 6 Nước quá nóng: > 100oC Những khái niệm chung về trường đòa nhiệt và các phương pháp nghiên cứu      Sự phân bố nhiệt trong vỏ trái đất – trường đòa nhiệt Sự phân bố nhiệt trong Trái đất không tương ứng với trường lý thuyết do độ dẫn nhiệt của đất đá không đồng nhất Trong lónh vực đòa nhiệt thường lưu ý tới 3 khái niệm: Trường lý thuyết, trường đòa nhiệt bình thường, trường đòa nhiệt dò thường...Đới bên trong – nhiệt độ tăng theo chiều sâu       Cấp đòa nhiệt Gradient đòa nhiệt Xác đònh câp đòa nhiệt theo tài liệu đo trong hố khoan H −h G= T − ttb H- chiều sâu đo; h – chiều sâu đới to không đổi năm; T – to ở độ sâu H; ttb – totb năm không khí Xác đònh đối... Nghiên cứu đặc điểm ĐCTV cục bộ và khu vực của bồn acteji, phát hiện miền cung cấp, vận động, thoát… Xác đònh các lò thoát hở của nước nóng; Nghiên cứu đk hình thành và động lực của NDĐ, phát hiện các đới thủy động lức; Xác đònh nguồn nước làm ngập mỏ; Dự đoán các đới ngậm nước khi đào gương lò; Xác đònh chiều cao dâng của dung dòch xi măng khi phụt xi măng vào khoảng trống ngoài ống chống các LK ... tán xạ gây bốc trao đổi nhiệt với lớp vỏ trái đất Nội sinh: Phân hủy phóng xạ, tỏa nhiệt ma sát thủy triều, chuyển pha phản ứng hóa học Nguồn lượng nhiệt bên (nội sinh)           Nhiệt... Tạo tổng lượng phát xạ (tạo nước bốc hơi, trao đổi nhiệt với lớp VQĐ Các dạng truyền nhiệt tính chất nhiệt đất đá      Sự đốt nóng không đồng lớp phần riêng biệt gây nên trao đổi nhiệt Sự... chiều; Đối lưu có hai loại: đối lưu tự do; đối lưu cưỡng Bức xạ xảy nhiết độ cao độ sâu lớn Các tính chất nhiệt đất đá: Độ dẫn nhiệt; hệ số dẫn nhiệt; nhiệt dung Các đới nhiệt độ đặc điểm chúng 