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水文地质与地热资源

  人员组成 

  组长:黄天明 

  成员:汪集暘 庞忠和 徐佩芬 秦大军 孔彦龙 王光杰 李义曼 李原 

  1、研究方向及意义 

  总体方向:地下水补给与动力学。针对目前水文地质与地热地质研究现状和关键科学问题,拟在以下四个研究方向上取得重要突破:(1)干旱区地下水给与包气带水文过程:作为地下水资源评价与合理开发利用的关键参数,基于包气带示踪法的地下水补给量可提供更可靠的地下水资源量;(2)青藏高原高温地热成因:其成因模式对于高温地热资源勘察及开发利用具有重要意义;(3)大型岩溶热储及其资源可持续开发模式研究:其面向北方清洁供暖的重大国家战略需求及存在的科学问题,如水热耦合、可采资源量等理论问题,为大型岩溶热储规模化开发提供科学依据;(4)研制水文地球物理探测方法与技术:以提高地热资源探测精度。

  2、工作重点

  发展地下水补给理论,基于示踪和模拟手段并耦合大气降水—包气带水—地下水,研究地下水补给过程及其对人类活动与气候变化的响应;发展地热聚集理论体系,建立资源形成机制、探测技术、资源评价与热储工程分析方法。

  3、国内外学术地位

  学科组在水文地质过程与探测理论方法和实践方面,目前已取得众多创新性成果,特别是在同位素水文学理论方法、基于包气带的干旱区地下水补给、地热成因及开发新思路、地下水储层探测等方面,在国际上独树一帜。

  (1)同位素水文学理论方法:①首次提出了基于氘盈余的水汽再循环和水体盐化机理定量识别方法。②首次提出了基于同位素径流分割的气候变化对水资源影响评价方法。

  (2)发展了干旱区包气带水文过程,创新性地提出了基于包气带溶质剖面评价植被变化对地下水补给影响的定量化方法(ECMB);量化了典型黄土塬区包气带水分运移速度,首次提出了降水入渗活塞流补给模式;发现了干旱区地下水与现今地表过程不平衡现象,重建了地下水补给历史。

  (3)地热资源及成因方面:①首次提出了大型岩溶热储开发思路,提出了其二元聚热模式,并基于多场多相数值模型建立了可用于地热田优化开采评估的计算方法。②基于课题组开发的FixAl方法揭示了青藏高原东西构造结存在高温地热资源(250-260oC),并得到近期钻探的验证。

  (4)水文地球物理探测方法与技术:

  集成微动、电磁、放射性气体等探测技术,实现3km深水文构造精准探测,并形成了微动探测技术特色。

  未来,基于学科组在同位素水文示踪技术(如氘盈余,81Kr、85Kr定年)、含水层精细刻画(水文地球物理方法,如微动技术)、多场多相耦合(温度-水流-应力-化学,THMC)等方面的优势,将在干旱区地下水补给及其对气候变化和人类活动响应、地热成因及规模化开采等特色方面,取得重要突破。